塑料模具材料选用原则

cqh112

塑料模具材料选用原则（一） 满足工作条件要求
4 g0 [% H0 B" c
) K- ^7 z; \. Z2 [; ?, k5 i8 L  h
5 Y+ p$ g# c3 k5 l( j1．耐磨性

8 t1 e; P3 ?) P% H7 R
坯料在模具型腔中塑性变性时，沿型腔表面既流动又滑动，使型腔表面与坯料间产生剧烈的摩擦，从而导致模具因磨损而失效。所以材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。
2 s, b" x. ]' R& [9 K1 w: {4 ~

! Q4 P6 i/ s; b$ A3 {: i4 E! I7 `硬度是影响耐磨性的主要因素。一般情况下，模具零件的硬度越高，磨损量越小，耐磨性也越好。另外，耐磨性还与材料中碳化物的种类、数量、形态、大小及分布有关。
2 h* X/ X7 a2 {9 e

1．强韧性

: F3 Q# @! @6 \8 S/ J" Z3 {( P
模具的工作条件大多十分恶劣，有些常承受较大的冲击负荷，从而导致脆性断裂。为防止模具零件在工作时突然脆断，模具要具有较高的强度和韧性。
( D) H$ u% E( x; m5 R& {+ v

4 Y* L5 [4 s- b! B模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。
* p- j" G; [$ ?& _" f5 S' T! R% ~( J" J
$ L3 o. x6 \2 \
2．疲劳断裂性能

1 l$ f' \1 R) l7 w
模具工作过程中，在循环应力的长期作用下，往往导致疲劳断裂。其形式有小能量多次冲击疲劳断裂、拉伸疲劳断裂接触疲劳断裂及弯曲疲劳断裂。


模具的疲劳断裂性能主要取决于其强度、韧性、硬度、以及材料中夹杂物的含量。
1 v8 o; u& {2 B, F, }, q3 j6 N" P
# y/ k) M% n$ {8 A# [) `4 O
3．高温性能


当模具的工作温度较高进，会使硬度和强度下降，导致模具早期磨损或产生塑性变形而失效。因此，模具材料应具有较高的抗回火稳定性，以保证模具在工作温度下，具有较高的硬度和强度。
0 Q; s' }4 D  G5 j* p' l. B+ `
# k4 F  n/ b% w& W' C
4．耐冷热疲劳性能

: Z& J3 [6 b6 t" d# E
  y% q% L% `1 m* @有些模具在工作过程中处于反复加热和冷却的状态，使型腔表面受拉、压力变应力的作用，引起表面龟裂和剥落，增大摩擦力，阻碍塑性变形，降低了尺寸精度，从而导致模具失效。冷热疲劳是热作模具失效的主要形式之一，帮这类模具应具有较高的耐冷热疲劳性能。

% l6 y9 e/ j0 |; _- u: S" b  c
4 k0 S! F: O. H* s' e. q; f6．耐蚀性
/ n, x5 v0 F- C" e
" m! Q! v( g/ T0 G
4 a. e9 }7 ~. F有些模具如塑料模在工作时，由于塑料中存在氯、氟等元素，受热后分解析出HCI、HF等强侵蚀性气体，侵蚀模具型腔表面，加大其表面粗糙度，加剧磨损失效。


（二）满足工艺性能要求

  ]% S- N( l3 ^/ T6 l) R4 A
模具的制造一般都要经过锻造、切削加工、热处理等几道工序。为保证模具的制造质量，降低生产成本，其材料应具有良好的可锻性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性；还应具有小的氧化、脱碳敏感性和淬火变形开裂倾向。
: Y6 H1 O- {% m3 G, j$ ?

1．可锻性

: y0 c9 V; B5 R; Z, B+ l
+ y' }% }) p2 Q. P9 r具有较低的热锻变形抗力，塑性好，锻造温度范围宽，锻裂冷裂及析出网状碳化物倾向低。
. O) f/ Y; b2 V

2．退火工艺性
* S6 {8 `$ U3 A& C' S: w
" ]0 t4 y% [4 y1 r% _
球化退火温度范围宽，退火硬度低且波动范围小，球化率高。

# }; Q# j4 o1 [1 j0 |
+ Q; z- N5 \: `! q  G0 t( K1 H5 _3．切削加工性


/ \1 T8 F3 J: [+ Q$ m* R$ m; f切削用量大，刀具损耗低，加工表面粗糙度低。

' w5 h0 X, o( ]7 A- L
4．氧化、脱碳敏感性
+ y8 z% z- q2 ^' j
( U' `5 x( j, Z1 o, ?1 Q& i
高温加热时抗氧化怀能好，脱碳速度慢，对加热介质不敏感，产生麻点倾向小。

: j+ R: i6 l! ?( Z/ p5 W2 V
5．淬硬性
+ D( q% b1 f& p; \: ?
6 |6 J$ K6 G$ S
淬火后具有均匀而高的表面硬度。
, G3 ^% o# l. Z6 K, a

6．淬透性

& b8 d6 `4 q1 }8 w, Z: }* C
淬火后能获得较深的淬硬层，采用缓和的淬火介质就能淬硬。


7．淬火变形开裂倾向
; n' y% s+ M! K2 _( F
: x6 q& I6 E+ U$ Q+ e$ m
常规淬火体积变化小，形状翘曲、畸变轻微，异常变形倾向低。常规淬火开裂敏感性低，对淬火温度及工件形状不敏感。
$ x9 @) l7 `9 @0 j+ g
" x) k& |9 f. v$ k1 U1 ^( x
8．可磨削性
8 f9 [5 e8 C$ z8 G

4 ]8 z; [# v1 o, d" H砂轮相对损耗小，无烧伤极限磨削用量大，对砂轮质量及冷却条件不敏感，不易发生磨伤及磨削裂纹。
5 k5 n8 {# A' N/ z% H7 u. Z- f% ~' {

（三）满足经济性要求
: Y" H! N2 `! p; C/ [& T) }6 W( b5 J/ j$ K& p

在给模具选材是，必须考虑经济性这一原则，尽可能地降低制造成本。因此，在满足使用性能的前提下，首先选用价格较低的，能用碳钢就不用合金钢，能用国产材料就不用进口材料。

2 q, g& T5 o6 {/ C( ~
& Z5 ~5 S- Z, B2 D; ^另外，在选材时还应考虑市场的生产和供应情况，所选钢种应尽量少而集中，易购买。