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用什麽材料做模具比較好

3Cr2NiMo(P4410)塑料模具鋼

P4410鋼在硬度值為32~36HRC範圍內,具有良好的車、銑、磨等加工性能。

P4410鋼也可采用火焰局部加熱淬火,加熱溫度800~825℃,在空氣中或用壓縮空氣冷卻,局部表面硬度可達56~62HRC,可延長模具使用壽命。也可對模具進行表面鍍鉻,表面硬度可由370~420HV提高到1000HV,顯著提高模具的耐磨性和耐蝕性。

P4410鋼制造的模具,局部損壞後也可用補焊法修補,焊接質量良好,可以進行加工。

P4410鋼在預硬態(30~36HRC)使用,防止了熱處理變形,適於制造大型、復雜、精密塑料模具。該鋼也可采用滲氮、滲硼等化學熱處理,處理後可獲得更高表面硬度,適於制作高精密的塑料模具。

8Cr2MnWMoVS(8Cr2S)鋼

8Cr2MnWMoVS屬易切削精密塑料成形模具鋼,是為適應精密塑料模和薄板無間隙精密沖裁模之急需而設計的,其成分設計采用了高碳多元少量合金化原則,以硫作為易切削元素。8Cr2S鋼的化學成分及性能在第壹章第二節已經介紹過,這裏就使用方面再進壹步介紹。

1.鋼的特點

(1)熱處理工藝簡便,淬透性好:空冷淬硬直徑φ100mm以上,空淬硬度為61.5~62HRC,熱處理變形小。當860~900℃淬火,160~300℃回火時,軸向總變形率<0.09%,徑向總變形率<0.15%。

(2)切削性能好:退火硬度為207~239HBS,切削加工時,可比壹般工具鋼縮短加工工時1/3以上。硬態40~45HRC時,用高速鋼或硬質合金刀具進行車、銑、刨、鏜、鉆等加工,相當於碳鋼調質態,硬度為30HRC左右的切削性能,遠優於Cr12MoV鋼退火態硬度為240HBS時的切削性能。

(3)鏡面研磨拋光性好:采用相同的研磨加工,其表面粗糙度比壹般合金工具鋼低1~2級,最低表面粗糙度為Ra 0.1μm。

(4)表面處理性能好:滲氮性能良好,壹般滲氮層深達0.2~0.3mm,滲硼附著力強。

2.應用

8Cr2S作為預硬鋼適宜於制作各種類型的塑料模、膠木模、陶土瓷料模以及印制板的沖孔模。該鋼種制作的模具配合精密度較其它合金工具鋼高1~2個數量級,表面粗造度低1~2級,使用壽命普遍高2~3倍,有的高十幾倍。

5CrNiMnMoVSCa(5NiSCa)鋼

5NiSCa屬易切削高韌性塑料模具鋼,在預硬態(35~45HRC)韌性和切削加工性良好;鏡面拋光性能好,表面粗糙度低,可達Ra 0.2~0.1μm,使用過程中表面粗糙度保持能力強;花紋蝕刻性能好,清晰,逼真;淬透性好,可作型腔復雜、質量要求高的塑料模。該鋼在高硬度下(50HRC以上),熱處理變形小,韌性好,並具有較好的阻止裂紋擴展的能力。

1.化學成分及相變點

5NiSCa鋼采用中碳加鎳,其主要化學成分見表3-9。

表3-9 5NiSCa鋼的化學成分(質量分數) (%)

C Cr Ni Mn Mo V S Ca

0.57 0.89 1.03 1.19 0.52 0.26 0.028 0.0036

加熱時相變點695~735℃,冷卻時相變點378~305℃,Ms220℃。

2.工藝性能

(1)鍛造:加熱溫度1100℃,始鍛溫度1070~1100℃,終鍛溫度850℃,鍛後砂冷。

(2)球化退火:加熱溫度770℃,保溫3h,等溫溫度660℃,保溫7h,爐冷到550℃出爐空冷。退火硬度≤241HBS,加工性能良好。

(3)淬火:淬火溫度880~900℃,小件取下限,大件取上限,油冷或260℃硝鹽分級淬火。

3.力學性能

5NiSCa鋼經880℃和900℃淬火後的力學性能,見表3-10所列。

表3-10 5NiSCa鋼不同溫度淬火及回火後的力學性能

淬火/℃ 回火/℃ σ0.2/Mpa σb/MPa σbc/MPa δ(%) ψ(%) αk/(J/cm2) HRC

880 575 1240.7 1274.0 1271.1 8.8 42.1 46.1 45.5

625 1240.7 1274.0 1271.1 8.8 42.1 46.1 39

650 1008.4 1045.7 1011.4 9.0 45.3 56.8 36

900 575 1364.2 1430.8 1442.6 7.9 39.6 42.1 47

625 1252.4 1291.6 1355.3 8.3 41.7 49 41.5

650 1061.3 1084.9 1110.3 10.5 47.0 66.6 37

4.生產應用

5NiSCa鋼可用作型腔復雜、型腔質量要求高的註射模、壓縮模、橡膠模,印制板沖孔模等效果顯著。

Y55CrNiMnMoV(SM1)

SM1屬易切削調質型預硬化塑料模具鋼,預硬態交貨,預硬硬度為35~40HRC。易切削效果明顯、性能穩定、綜合性能明顯優於45鋼,還具有耐蝕性較好和可滲氮等優點。

1.化學成分及相變點

Y55CrNiMnMoV鋼的化學成分,見表3-11。

表3-11 SM1鋼化學成分(質量分數) (%)

C Mn S P Cr Ni Mo V Si

0.50~0.60 0.80~1.20 0.080~0.150 <0.030 0.80~1.20 1.00~1.50 0.20~0.50 0.10~0.30 <0.40

相變點 Ac1712℃、Ac3772℃、Ms290℃。

2.工藝性能

(1)鍛造:鍛造性能良好,鍛造無特殊要求。

(2)軟化處理:800℃加熱、保溫3h,680℃等溫加熱5h,硬度≤235HBS。

(3)淬火、回火:800~860℃加熱油淬,600~650℃回火。

3.力學性能

經上述處理後,SM1的力學性能見表3-12所示。

表3-12 SM1鋼的力學性能

σb/MPa σ0.2/Mpa δ5(%) ψ(%) αk/(J/cm2) 硬度HRC

1176 980 15 45 44 35

4.實際應用

Y55CrNiMnMoV鋼生產工藝簡便易行,性能優越穩定,使用壽命長。經電子、儀表、家電、玩具、日用五金等行業推廣應用,效果顯著。