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

$ S* J3 L0 F% k
: O1 C: r5 Q9 I( d- M6 I1．耐磨性


- I" A0 J5 t; c9 V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。
6 h- s5 w4 |, B. a  u  A, Z9 B$ F* B
* n! q% \! [5 I' ^3 b6 N& E
; V: s0 d, |* r1 G; ^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。
+ i* ?# H! W6 \

& M  y& e' |6 H1．强韧性
1 q$ y# D/ p, ]; L( I3 _
. [. T( v7 {& G" P7 [+ D
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。


- s- i5 Y# W  \9 l模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。
2 K* q8 ^' _& @/ `7 S% J. V
5 t! v, Q1 o# k
* P; c0 s" U* y% Z$ ^2．疲劳断裂性能
- M5 D5 h8 D8 ~% a4 o& v; ~

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。

4 Q! e( g- l3 \  C& Z% x4 |
0 U! f8 ~5 A' g" ?3．高温性能
' Q  Z# n/ T# I5 |( i2 c

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。
9 m  q9 X8 R+ m, h$ M$ w1 P  e

4．耐冷热疲劳性能
) }! T% ~( ]8 g2 d8 ?2 m( Y* ]7 Q
- i1 n% _* `4 ]7 F/ N
' m  M* N% G& T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。

& `( h! T4 v! K! O5 y& M: x* @! F! q
6．耐蚀性

3 v3 i2 H6 r; P9 n- {
; m" g& ]6 q0 ]7 O. \/ J# V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。

- O0 V: i* \, F+ b5 A$ S# u9 n9 E
( ]! [  F$ g: _0 O9 \3 u- @# T（二）满足工艺性能要求
. Z, {, c5 l' d8 R" v
3 |: Z' ^' E6 C/ G; E8 J# h
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。
  Q4 R, n: Z% T" D- Z0 M; ]
7 `3 G# {/ T6 U& h% l! _. j
1 U$ Q2 e- D5 t. Z$ L  g# G* l/ g! T" C1．可锻性
: b* R) U, l& X
' g  d( _( A/ b- A: Y
/ W3 p, B8 _" n! U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。

1 I0 I% y: L9 L# g
1 s) z- i6 ^& y2 q+ Z) {# ^% W# X2．退火工艺性


球化退火温度范围宽，退火硬度低且波动范围小，球化率高。

0 }/ C' [: o0 e+ S* I; w
; }. o5 _" h$ v1 ^- P/ z( v5 ^$ K3．切削加工性
5 @/ @) I( x+ X) y0 [5 v% x
. w! ^: X; l; e( T, B+ k  }
切削用量大，刀具损耗低，加工表面粗糙度低。
! }9 X, C+ ?; h: B
/ g; g! \! `& N: g! N: y
4 i+ h" j; L9 @% Y3 N4．氧化、脱碳敏感性
! L* q9 {) j( p, e9 M

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。

3 u8 A. v& q. h
3 G3 G% I, y. I3 e& Q' O' q5．淬硬性
; h6 Z: f" f& R# [: ^6 T% V% M
6 ?6 o6 |9 o* X" v/ s1 h
淬火后具有均匀而高的表面硬度。
: u3 y8 U5 h6 q& U3 z9 [& b* J5 K0 G

0 |. v9 F# _- @( r9 @5 P+ q6．淬透性

5 x, K4 G9 S' ~: I6 E
0 ~  N/ V! C7 o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。


* W4 N( e1 E, i( |& a7．淬火变形开裂倾向
" f' F/ [# d9 e  T7 S5 s/ W
; A5 c# G+ A/ u* Y  J
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。

( P- j3 N! n$ r% A3 R
% i" H8 g6 |) \" c3 i8．可磨削性
) a9 \% z4 f0 h  ~/ g& @
- y& W7 J4 x7 y+ P8 }
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。

) ]7 n/ j3 [5 v, v/ g
! E" h' v1 N' o（三）满足经济性要求
. g' h. u- s8 m& j( ]* u; J( Z
( H) ~4 |8 }, R! T( R* g8 x. b* ?
0 l/ c5 k* p; N2 D* w) l" x$ I6 \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。
& E# K3 b, C( U# x
+ p3 k6 c/ F- u7 U) u
$ ]! ^  D5 b+ U2 t) R* S9 ~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。