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


1．耐磨性


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。

. C3 K+ L' s& s2 H6 ~$ |
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。

/ g: c* R# G4 K7 u
1．强韧性

# ?! L4 U6 ~- S8 J
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。
9 ^& `8 s0 h+ X8 p) p) p+ f
# _3 W: Q) X5 ?
模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。

0 u# D# R$ J; F
2．疲劳断裂性能

8 R$ A; r/ r$ c2 i
2 X1 v3 H. V- V/ B' G: ~$ X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。


, }/ O7 y* h6 z6 j/ A! o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。
7 t1 \  k. a- R9 e' h) k

- Y" P- {0 O& u* b! h3 O- c( ~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。
; ^9 u' p1 g0 Q3 V. k5 q' I

- l. p& ]8 @7 @9 _, n1 q9 O4 D& c" U2 |4．耐冷热疲劳性能

- D% E. Z, ]1 U' e9 h- O
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。
5 r. a* k7 \7 Z. b" O. S
1 ^- Y9 H  m3 {
. t5 ]# v3 R( u3 A3 w6．耐蚀性
: G$ k1 j& I7 p

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


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。
+ g1 n9 s" B0 ], Y6 k$ T4 F' f
5 |; s3 K# D4 L4 A+ A# i' M
3 a& o. R8 I$ i4 z# p" i/ G1．可锻性
7 n; O7 ?0 m- A9 v: N/ L9 f

# U- [' B, A* ~6 c' Y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。
4 A/ h+ J. u; W* g' o; x7 N: F
/ i: L  V, L. B* ]7 X& z) l
5 N* T6 u: I- M& f4 Y- F- I2．退火工艺性

3 B# h& G: D$ o, ]+ C: N6 Q
球化退火温度范围宽，退火硬度低且波动范围小，球化率高。

7 b# U9 {# v9 A; Z
) A, _0 b/ Z( K5 x$ }8 F3．切削加工性
  D% I/ u8 H/ F% F) ~. [& |

切削用量大，刀具损耗低，加工表面粗糙度低。
* T8 |2 ?% j; m8 d& b8 g
7 t& {5 d9 T. y5 E% p8 ^
: _1 O% L! m/ h9 s; R4．氧化、脱碳敏感性
4 g0 z5 x1 l* l5 }$ {* T
% F1 e( c, @- S5 ~
# s( ]" c) n* J3 |6 `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。


8 e7 b$ `4 M3 i' ]8 W5．淬硬性

2 B; n, Z& t* H% Q" H
7 @1 O- L2 S4 ~6 l5 D淬火后具有均匀而高的表面硬度。

. ^# G3 o$ m+ ]' |2 Y
8 v/ e4 O/ g# m0 F  I6．淬透性
8 c" @8 s3 I5 N( C' A

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。
* V4 V. T) W+ P+ ]
* y  C8 k3 c+ |+ k& [
7．淬火变形开裂倾向

2 z. Q& N9 I. c! V
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。

' o7 T5 ~4 U+ B
8．可磨削性

) m2 N- q( l% l" e* d
$ g4 A. ?# f, A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。


! W8 _6 p. `4 {2 ^  T! m（三）满足经济性要求

' v2 w4 D2 I4 x( I. l0 R) w
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。


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。