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1.引言随着我国塑料工业发迅速,需求也来大Q对塑料模具提出了越来越高的要求。这促进了塑料模L不断发展。模h料是刉生产模L基础?
目前塑料模具正朝着高效率、高_ֺ、高寿命方向发展。尽如此,我国的模h术及模具寿命仍落后于一些工业发辑֛Ӟ模具用材和热处理塑料模具l构复杂Q对塑料模具型尺寸精度和表面_糙度要求很高,对塑料模具型腔材料的要求比较苛刻。因此正选用模具材料及其热处理方法,对于提高模具质量Qg长模具用寿命是非常重要的?
2.塑料模具的性能要求塑料模具的组成零件按其用途可分ؓ两大c,一cMؓl构零gQ包括浇注系l、导向g、定(?模板、顶出机构g、支承g{,选用材料一般ؓ中、低的素l构钢或合金。另一cMؓ成型零g。包括型腔、型芯、镶嵌g{,是直接成型塑料制件的关键雉件。塑料模L工作温度?00一300℃。塑料模具型腔复杂,寸_ֺ和表面粗p度要求高,对塑料模具钢的机械加工性能、镜面抛光研性能、热处理变Ş和尺寸稳定性等斚w都提Z相应的要求。因此在选用模具材料Ӟ应在保证模具使用性能要求的同Ӟ可能地高其加工工艺性能.光用原则主要有以下几点:
1)h一定的l合力学性能.成型零g在工作过E中要承受温度、压力、R蚀和磨损,因而要求具有一定的强度和塑性、韧性?2)模具型腔表面应具有够厚的硬化层Q有一定的度和耐磨性?3)切削加工性好。塑料模形状往往比较复杂Q切削加工成本常占到模具的绝大部?一般约75%)Q因而要求具有良好的切削加工性?4)Ҏ塑料件的寸大小及精度要求选用.对大型高_ֺ的注模Q当塑料件生产批量大Ӟ采用预硬化钢Q以防止热处理变形?
3.塑料模具钢的cd
对于我国传统常用模具钢的性能Q已有很多书藉资料作q论qͼ本文主要介绍我国q年研制和从国外引进q已(或即?在生产中推广使用的塑料模具钢?
3.1预硬型塑料模具钢
q类钢是在含的基础上加入适当的铬锰镍{元素制成,一般经q充分锻打后制成模块Q预先热处理臌求的度后,供用单位制模。在度?0?0HRC状态下可以直接q行车削、钻孔、铣削、雕刅R精锉等加工Q精加工后可直接交付使用Q不再进行热处理Q以保证模具的制造精度。精加工后可直接交付使用Q这完全避免了热处理变形的影响Q从而保证了模具的制造精?同时q具有高耐磨性超高抛光性和图案蚀L,常用于特大型复杂长寿命的塑料模具。预型塑料模具钢主要有P20,P20S,P20BS钢等QP20钢具有较好的淬透性及一定的韧度Q可以进行渗뀁渗氮或x共渗Q渗x火后表面度可达65HRCQ具有较高的热硬度及耐磨性?
3.2易切削型塑料模具?
易切削钢是在预硬钢的基础上加入易切削元素Q以克服不易切削的困?加入易切削元素S,B和Ca。国外易切削预硬钢主要是Sp,也有S-Sep,但Seh较贵。SpL切削钢在低、中速切削条件下h良好的被切削性,但热变Ş后沿变Ş方向伔R的MnS增加了韧性,在截面增大时Q硫化物的偏析比较严重。我国研制了一些含易切削预硬塑料模具钢,?Cr2MnWMoVS和S-Ca复合易切削塑料模具钢SCrNiMnMoVSCa(USNiSCa)?Cr2.S属易切削_֯塑料成型模具钢是为适应_֯塑料模和薄板无间隙精密冲模之急需而研制的。其特点是钢中含量高,主要是ؓ了淬火后钢的基体中h一定的Iq保留一定量的细而I散的D留_物,既可抑制淬火加热时奥氏体晶粒的长大,又同时保证模具具有一定的耐磨性。钢中加入Cr,W,Mo,V是ؓ了提高淬透性,l化奥氏体晶_,形成合金化合物,提高钢的耐磨性?
8Cr2.S钢热处理工艺便,淬透性好Q在860900℃加热,油冷淬火、空h火或?40280℃硝酸盐中等温淬火都可以Q直径X100~的钢材空h火可以淬透,淬火后硬度ؓ62}64HRCQ在550620℃回火时Q回火硬度ؓ40}48HRC?
3.3时效化型塑料钢
时效化钢有二类Q即马氏体时效钢和低镍时效钢Q马氏体时效钢含高镍Qh格昂贵,我国极少使用?5CrNi3MoA1是低镍时效钢Q经8800C淬火?800C-7000C高温回火后,度为HRC20-25Q可q行机械加工Q再l?200C一5400C时效Q硬度达到HRC38-42,时效是靠析出与基体共格的有序金属间化合物NiAI得到强化?
PMS钢是一U新型析出硬化型塑料模具钢,h良好的冷热加工性能和综合力学性能Q热处理工艺便,变Ş,淬透性高Q适宜q行表面强化处理Q在软化状态下可进行模具型腔的挤压成Ş。锻造空冷后不需退火,卛_q行机械加工。SM2钢中加入铝,时效时可以析出硬化相Ni3A1Q加入铬可以提高钢的淬透性,加入和锎ͼ可以形成易切削相Mn.SQ因此,SM2钢比PMS钢的淬透性稍高,切削性能好?
4.我国塑料模具钢的发展及前景我国模具钢生技术发展迅速,形成了我国自q模具钢系列,随着全球产业l构调整Q造业{传l工业由于欧市场的日趋饱和Q劳动成本逐年提高Q利润减,重心向发展中国家转移.׃力_力资源丰富、便宜,所以,中国的模h在市场很大,军_了中国必发展成为模具制造大国。在塑料成型加工中,模具的质量对产品质量的保证作用是不言喅R但是同Ӟ我国在模具钢的生产技术、品质量方面还存在着许多不。很多制造大型、精密、长寿命模具的钢材仍需从国外进口,已成Z界上q口模具最多的国家Q展望未来急待开展以下工作?
4.1提高模具钢的质量
现在国内许多模具钢厂都已采用先进的冶金设备和工艺生模具钢,但与国外先进水^相比有差距Q且采用先进工艺的模具钢产量很少。ؓ了提高模具钢的质量,钢厂不但要加大采用先q工艺生产模具钢的比例,而且要改善管理,以利大量生U净度高、均匀性好、质量稳定的模具钢。我国某些特D钢厂已采用炉外_、真I冶点{快L和精L{生产模具钢Q模具钢的质量有大幅度提高,如D2,P20{,出口产品的质量可以达到国际先q水q뀂但国外对纯度要求较高的模具钢大部分采用甉|重熔Q进一步提高了钢的U净度、致密度、等向性和均匀性,减少偏析我国q需要在q方面进一步开展工作?
4.2推广应用性能优良的新型模具钢
我国已开发出性能优异Q达到或过国外同类水^的特色新型模具钢Q但q些新钢的推q数量和应用范围不够大,有选择地开发先q模具钢Q例如开发粉末冶金模具钢Q多元易切削pd料模具钢Q开发玻璃、陶P耐火砖和地砖{成形模L钢,完善中国的模具钢pd?
随着我国模具工业的发展,塑料模具正朝着多样化、复杂化、精密化和多腔化方向发展Qƈ逐步向高技术含量的大型、长寿命的方向{变。通过合理选择塑料模具改善模具的加工工艺性和质量Q可提高塑料模具的用寿命。ؓ了满_料制品向大型化、精密化方向的发展要求,应注意加强采用新型塑料模P同时能源节约型非调质预硬型塑料模具钢具有广阔的应用前景?