淺論塑料模具鋼材料的性能與應(yīng)用

陳妃權(quán)

摘 要：本文首先闡述塑料模具鋼材料的分類，然后分析塑料模具鋼材料性能的技術(shù)要求，再對(duì)目前塑料模具鋼材料應(yīng)用的情況進(jìn)行分析，最后提出塑料模具鋼材料的研制與應(yīng)用的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：塑料、模具鋼、性能

一、塑料模具鋼材料的分類

1.塑料模具材料的種類

塑料模具材料的種類可分為：傳統(tǒng)模具鋼、有色金屬合金鋼、鋼結(jié)硬質(zhì)合金鋼、鎳基合金鋼。其中傳統(tǒng)模具鋼分為：滲碳鋼、預(yù)硬型鋼、時(shí)效硬化鋼、耐腐蝕型鋼、非調(diào)質(zhì)鋼。

2.常見的塑料鋼模具材料

二、塑料模具鋼材料性能的技術(shù)要求

1.鍛造加工性能強(qiáng)

塑料模具需要根據(jù)塑料成型的圖案而制作，需要經(jīng)過電火花加工或者鉗工、銑工的工藝，同時(shí)需要考慮加工工具的壽命，以降低生產(chǎn)成本，這要求塑料模具用鋼的硬度便于加工，因此塑料模具材料擁有良好的鍛造加工性能。例如，在小型塑料模具制作時(shí)，其模仁、滑塊、鑲件等零件需要加工的地方特別多，只有擁有良好的鍛造加工性能的模具材料，才能滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求。又例如，在中型塑料模具的制作中，要采用銑削加工的方式處理模具外表及粗銑型腔，在選用模具材料的時(shí)候必須考慮加工刀具的壽命和承受加工材料硬度的能力。

2.良好的耐磨和耐腐蝕性

塑料模具在工作時(shí)需要承受各種壓力和摩擦力，為了保證塑料成型的形狀和尺寸的精度符合要求，塑料模具材料應(yīng)該擁有足夠的硬度，以保證塑料模具的耐磨性，避免因塑料模具材料的耐磨性不夠而造成生產(chǎn)的塑料產(chǎn)品無法到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，使公司遭受經(jīng)濟(jì)損失。同時(shí)，塑料模具材料的耐磨性也影響這塑料模具的使用壽命，從制造成本的角度出發(fā)，也應(yīng)選擇良好的耐磨性的模具材料。除此之外，塑料模具還應(yīng)擁有良好的耐腐蝕性。在塑料模具的使用過程中，不可避免的受到具有較強(qiáng)化學(xué)活性的物質(zhì)的腐蝕，會(huì)對(duì)模具產(chǎn)生局部腐蝕點(diǎn)或面，造成塑料模具不符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

3.良好的拋光性能和刻蝕性

隨著科技的發(fā)展，社會(huì)對(duì)塑料產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來越高，高質(zhì)量的塑料產(chǎn)品生產(chǎn)需要塑料模具型腔表面光滑，即要求模具的粗糙度值小。例如，注塑模型的塑料模具的表面粗糙度值要求小于Ra0.1～0.25，而要求拋光成鏡面的塑料模具，其表面粗糙度要低于Ra0.4μm。塑料模具材料的拋光性能，不能關(guān)系到塑料制品的外觀，而且關(guān)系的其能否順利并脫模。塑料模具材料還要擁有良好的刻蝕性，因?yàn)樗芰现破返男螤钤絹碓綇?fù)雜，若塑料模具材料沒有良好的刻蝕性，便不能滿足市場(chǎng)對(duì)塑料模具設(shè)計(jì)精度要求，這將不利于企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展。

三、目前塑料模具鋼材料應(yīng)用的情況

1.行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的塑料模具鋼材料概況

（1）GB1299—85中的3Cr2Mo鋼是我國(guó)唯一國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的塑料模具鋼。3Cr2Mo鋼是由C、Si、 Mn、Cr、 Mo、P、S這幾種化學(xué)元素組成，其鍛造、退火、淬火及回火和化學(xué)熱處理的生產(chǎn)工藝性能良好。3Cr2Mo鋼廣泛用于大型家用電器外殼的塑料模具制造。

（2）JB/T 6057—92是我國(guó)機(jī)電部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其包含了以下塑料模具鋼：20鋼、20Cr、45鋼、40Cr、3Cr2NiMnMo、2Cr13、3Cr17Mo、4Cr13、1Cr18Ni9、5CrNiMnMoVSCa、8Cr2MnWMoVS、T10、CrWMn、9SiCr和9Mn2V。

（3）YB/T094—1997是我國(guó)冶金部行業(yè)用扁鋼的標(biāo)準(zhǔn)，其包含了以下塑料模具鋼：SM45，SM50和SM1CrNi3等鋼。

（4）YB/T107—1997是我國(guó)冶金部行業(yè)塑料模具用熱軋厚鋼板的標(biāo)準(zhǔn)，其包含了以下塑料模具鋼： SM45、SM48、SM50、SM53、SM55、SM3Cr2Mo和SM3Cr2-Ni1Mo。

2.新型的塑料模具鋼材料概況

隨著塑料制品市場(chǎng)的發(fā)展，塑料模具的需求已向?qū)Ｓ眯桶l(fā)展，為滿足模具市場(chǎng)的需求，國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了多種新型的塑料模具鋼材料，例如：P20BSCa，P20SRe，F(xiàn)T，0Cr4NiMoV（LJ），10Ni3MnCuAlMo （PMS）鋼，0Cr16Ni4Cu3Nb（PCR）鋼，06Ni6CrMoVTiAl鋼，空冷12鋼，Y82鋼，Y55CrNiMnMoV （SM1）鋼，Y20CrNi3AlMnMo（SM2）鋼和4Cr5MoSiVS（H11 + S）鋼等鋼材料。這些新型的模具鋼材料擁有滿足某一方面的塑料模具需要的優(yōu)良性能。例如：P20BSCa是大截面易切削預(yù)硬鋼 ，其擁有良好的淬透性和強(qiáng)韌性 ，是制造大型或超大型塑料模具的鋼材料。

四、塑料模具鋼材料的研制與應(yīng)用的發(fā)展方向

1.擁有良好拋光性、便于加工的材料的研制趨勢(shì)

隨著科技的發(fā)展，人們對(duì)塑料制品的質(zhì)量要求越來越高，從而對(duì)塑料模具的光滑性提出更高的要求，擁有良好的粗糙度性能的塑料模具已經(jīng)成為塑料模具市場(chǎng)的主流需求，這使得擁有良好拋光性能的塑料模具鋼材料是塑料模具鋼材料的研制與應(yīng)用的發(fā)展方向。同時(shí)，人們對(duì)塑料制品的形狀需要也變得多樣化，而且目前的塑料制品更新?lián)Q代的節(jié)奏加快，從而使得塑料模具使用壽命大大縮短，這樣對(duì)塑料模具的生產(chǎn)周期產(chǎn)生嚴(yán)重影響，塑料模具加工時(shí)間耗費(fèi)長(zhǎng)的材料已跟不上市場(chǎng)的需求，必然會(huì)被淘汰，而便于加工的材料會(huì)得很好應(yīng)用。

2.專用模具鋼材料成為主要發(fā)展方向

隨著人們對(duì)塑料制品的形狀需要多樣化，塑料模具鋼材料的品種、規(guī)格迅速向多樣化、精料化、制品化方向發(fā)展，一套模具百家用的歲月將不復(fù)存在。例如，在電子產(chǎn)品行業(yè)，曾經(jīng)流行著“公?！边@個(gè)詞語，其實(shí)意思是很多電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)公司都在采用相同模具，因?yàn)椴少?gòu)一套塑料模具的費(fèi)用昂貴，如今隨著科技的發(fā)展，模具的制造成本大幅下降，同時(shí)塑料制品的消費(fèi)市場(chǎng)對(duì)其形狀的需求日益多元化，再用同樣的模具已經(jīng)滿足不了市場(chǎng)的需求了，因此，專用模具鋼材料成為主要發(fā)展方向。

五、結(jié)束語

高質(zhì)量和高性價(jià)比的塑料模具將成為模具市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，然而我國(guó)的塑料模具制造水平相比發(fā)達(dá)國(guó)家而言，還是有明顯的差距，我們應(yīng)加大對(duì)塑料模具鋼材料的研發(fā)，以滿足我國(guó)塑料模具對(duì)鋼材料的需求。

參考文獻(xiàn)：

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