塑料模具钢Plastic mold steel是一种用于塑料制作的模具钢,用于压塑、挤塑、注塑、吹塑和低发泡成型的组合式塑料模具。世界各国都把塑料模具钢产量统计到合金工具钢 中,其产量约占合金工具钢的70% ~80% 。塑料模具钢一般可分为时效硬化型 (含镜面模具钢)、耐蚀型、渗碳型、预硬型 (含易切削钢)、调质型和淬硬型塑料模具钢六个大类。应用较多的是时效硬化型、渗碳型和预硬型塑料模具钢 。
(1)表面磨损:由于塑料中增强树脂填料,对模具型腔表面产生冲刷、磨损和腐蚀作用,从而影响到模具型腔表面粗糙度值升高,尺寸超差。
(2)变 形:模具局部产生塑性变形,导致表面发生凹陷、皱纹、麻点和棱角堆塌等损坏。
(3)断 裂:由模具局部应力集中导致的断裂现象。
(1)通用型塑料模具用钢:用于生产通用型塑料(如聚乙烯、聚丙烯)工件的模具。当生产批量较小,尺寸精度和表面粗糙度无特殊要求而且模具截面不大时,可以采用碳素结构钢S45C、S50C钢或低碳钢10、20钢制造,前者采用调质或正火处理,后者采用渗碳加淬回火处理。低碳钢由于变形抗力低、塑性好,主要使用于采用冷挤压成形的方法压制模具型腔制造模具。当生产批量较大、模具尺寸较大或形状复杂、精度要求高的工件,则采用淬透性较高的合金模具钢,如P20、2738、H13等。
(2)耐磨塑料模具用钢:为了生产强化工程塑料制品(如加入纤维强化的热塑性工程塑料制品)用的或热固性塑料挤压成形用的模具,采用耐磨性好的模具钢。当生产量较大时选用H13、Cr12MoV, D2等钢种制造,经淬火回火后使用。为了提高耐磨性,可进行表面处理。
(3)渗碳型塑料模具钢:采用冷挤压反印法制造模具型腔,可以采用合金渗碳钢。这类钢种在退火状态下塑性很好,较容易挤压成型,为提高型腔的耐磨性,冷挤压后需要进行渗碳,然后淬火和低温回火。这种模具表面具有高的硬度和耐磨性,而心部具有很好的韧性,而且模具互换性好。常用的钢号,如美国ASTMA681的标准钢号P2~P6;ISO标准中的5CrMo4、7CrMoNi;我国常用的20Cr、20CrMnTi、20Cr2Ni4等。
(4)耐腐蚀塑料模具用钢:生产聚氯乙烯、氟化塑料或添加阻燃剂的阻燃塑料模具,由于在压制过程中模具接触腐蚀介质,应选用耐蚀性好的塑料模具钢,其中有代表性的如4Cr13、S136、440C等,经淬火后使用。
(5)高镜面塑料模具钢:压制对精度和表面粗糙度数值要求很低的塑料制品,如光学仪器零件,家用电器零件等,对成形模具型腔表面的粗糙度数值要求很低,需要采用纯净度和致密度很高的模具钢(如NAK80、S136、2083ESR、2343ESR等)。
(6)无磁塑料模具用钢:用于压制磁性塑料的模具,一般选用无磁模具钢制造,如18-8不锈钢,其型腔经氮化处理后使用,或采用Mn13型耐磨奥氏体钢,或无磁模具钢如7Mn15Cr2Al3V2WMo等。