塑料模具包括熱塑性塑料模具和熱固性塑料模具。塑料模具用鋼要求具有一定的強度、硬度、耐磨性、熱穩(wěn)定性和耐蝕性等性能。此外,還要求具有良好的工藝性,如熱處理變形小、加工性能好、耐蝕性好、研磨和拋光性能好、補焊性能好、粗糙度高、導熱性好和工作條件尺寸和形狀穩(wěn)定等。一般情況下,注射成形或擠壓成形模具可選用熱作模具鋼;熱固性成形和要求高耐磨、高強度的模具可選用冷作模具鋼。
美國按模具服役條件將模具鋼分為四大類,美國金屬學會工具鋼委員會列出了:冷作模具鋼、熱作模具鋼、塑料模具鋼、塑膠模具鋼等四大類。其中,冷作模具鋼又分出12小類,熱作模具鋼9小類,塑料模具鋼2小類,塑膠模具鋼5小類。每個小類的選材又取決于三個主要因素:
◆ 尺寸大小和形狀的復雜性,
◆ 被加工的材料,
◆ 耐久性要求或設計壽命。
塑料模具鋼的選用
薄壁的塑料箱體,生產(chǎn)批量在小于10萬件時,用P20,P21預硬態(tài)(HB250~300),腐蝕性較強時用414L。
高壽命的普通塑料模,用P6或P20,經(jīng)滲碳一淬火后硬度在HRC54-58;塑料件不太大時,可用O1,S7。腐蝕性較強時用420。
非高溫的熱固性模用P6,P20經(jīng)滲碳淬火后使用。腐蝕性強用420。
高溫熱固性塑料模用H13和S7或滲碳鋼P4。這些含鉻較高有好的抗回火性和抗高溫氧化性。
淬透性和淬硬性
淬透性主要取決于鋼的化學成分和淬火前的原始組織狀態(tài);淬硬性則主要取決于鋼中的含碳量。對于大部分的冷作模具鋼,淬硬性往往是主要的考慮因素之一。對于熱作模具鋼和塑料模具鋼,一般模具尺寸較大,尤其是制造大型模具,其淬透性更為重要。另外,對于形狀復雜容易產(chǎn)生熱處理變形的各種模具,為了減少淬火變形,往往盡可能采用冷卻能力較弱的淬火介質(zhì),如空冷、油冷或鹽浴冷卻,為了得到要求的硬度和淬硬層深度,就需要采用淬透性較好的模具鋼。