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塑料模具钢

塑料模具钢的性能要求

• 耐磨性：磨损会导致模具精度丧失，是直观的失效原因

• 耐蚀性：对于受腐蚀性介质的侵害而失效

• 韧性：受冲击载荷的零件的要求

• 导热性：使零件部因工作时温度升过高而导致性能改变

• 硬度：是综合性指标，是耐磨性、强度的表征

• 纯净度和组织均匀性保证材料各向异性降低到最低镜面性好

工艺性能

可加工性：包括被切削加工性、磨削性、研磨性、抛光性、电加工性、花纹加工（蚀刻）性能等
热处理工艺性：包括淬透性、淬硬性，热处理变形和过热、脱碳、开裂倾向性，接受渗碳、渗氮的能力等
焊接性：堆焊、模具零件修正、修复再利用可能性

2.常用塑料模具钢

在我国，塑料模具的专门用钢，要在钢号前加SM（塑模的拼音首位字母），按化学成分分成两大类：

（1） 非合金钢

即SM45、SM48、SM50、SM53、SM55系列，他们不同于优质碳素结构钢45钢、50钢和55钢。
现在，塑料模具采用非合金钢（碳素钢）仍较普遍且量大。但都用在一般零件或次要零件上。常用的有15、20、45、T8A、T10A等。自我国供应优质的非合金塑料模具钢（SM45~55系列）后，今后替代一部分普通钢，使模具质量进一步提高。

（2）合金钢

1．渗碳型钢

如SM1CrNi3模具钢实际上就是合金结构钢12CrNi3A（GB/T 3077）按塑料模具钢技术标准生产的钢，因为属于工具钢类，所以他碳含量表示以千分之几来表达。相当于美国的P6(AISI、ASTM)。

2．预硬化钢

如SM3Cr2Mo和SM3Cr2Ni1Mo（就是国内不规范表示的P20+Ni或试验代号P4410）。是目前应用广泛的一类钢，各个国家还有这类钢的改进型。

3．淬硬型塑料模具钢

淬硬性钢在模具制造中占有较大的比例，常用的就是合金工具钢，如9Mn2v、CrWMn、9CrWMn等。此外，就是高碳高铬或中铬钢，如Cr5Mo1v、Cr12MoV和Cr12Mo1V1、4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiV1，实际上就是冷作或热作模具钢，但作为塑料模具钢而列入标准的，目前我国塑料模具钢仅有三个钢号，即SM4Cr5MoSiV、SM4Cr5MoSiV1、SMCr12Mo1V1。

4．时效硬化型塑料模具钢

淬硬型钢虽然满足了模具使用性能的要求，但随之带来了热处理的困难，特别是热处理变形。即使采用微变形钢，仍然会有变形，由此而带来切削加工的困难，修正变形而使成本增高，生产周期延长。模具制造者就不欢迎这一类型的钢。在则，塑料模具大型和精秘密的较多，由于市场竞争激烈，产品更新换代快，或者把模具翻新再利用，这种修补加工需要钢有良好的焊接性。以提高碳含量来提高钢的课硬性的淬硬性钢就不合适了。时效硬化型钢就较好地解决了这一难题。

5．耐蚀型塑料模具钢

耐蚀性钢一般也是淬硬型钢，即通过淬火回火来强化的，为突出其耐蚀性而单纯阐述，过去都是用不锈钢来制作。初级阶段，曾采用表面镀层如镀Cr作保护，但对形状复杂的型腔，工艺复杂，镀层容易脱落而时效。镀层工艺部经济还污染环境，用耐蚀钢较好。为满足模具零件的需要，对不锈钢做了改进（主要是纯净化），形成塑料模具专门用钢，我国纳标的有SM2Cr13，SM4Cr13和SM3Cr17Mo，其他不锈钢用于塑料零件的还有多种，如GB/T 6057-1992《塑料模具成型部分用钢及其热处理技术条件》推荐的，有1Cr18Ni9。2Cr13、4Cr13、9Cr18Mo、1Cr14Mo4V、9Cr18等等，但均需要精炼。耐蚀性塑料模具钢也有预硬化供应的。国外的耐蚀型模具钢大都是在美国420（AISI）基础上改进发展起来的一系列专用钢，以后再做介绍。

6．无磁模具钢

这是特殊性能的塑料模具钢，我国合金工具钢纳入的一种，7Mn15Cr2Al3V2Wmo，具有非常低的导磁系数，高的强度、硬度和耐磨性。也可作冷作、热作模具零件。奥氏体不锈钢也常用于耐蚀无磁的塑料模具，如1Cr18Ni9Ti钢。日本大同特钢公司的NAK301也是无磁耐蚀塑料模具钢。

7．粉末冶金塑料模具钢。

用粉末冶金法制造的模具钢可以使高合金钢的组织均匀，碳化物细小，达到最佳的纯净度从而解决高强韧性与高耐磨的合理统一和性能的各向同性，这是熔炼铸锻方法难于达到的。可提高材料利用率，但价格性能较高。

1．耐磨性：磨损会导致模具精度丧失，是直观的失效原因
2．耐蚀性：对于受腐蚀性介质的侵害而失效
3．韧性：受冲击载荷的零件的要求
4．导热性：使零件部因工作时温度升过高而导致性能改变
5．硬度：是综合性指标，是耐磨性、强度的表征
6．纯净度和组织均匀性：保证材料各向异性降低到最低镜面性好

工艺性能

1．可加工性：包括被切削加工性、磨削性、研磨性、抛光性、电加工性、花纹加工（蚀刻）性能等
2．热处理工艺性：包括淬透性、淬硬性，热处理变形和过热、脱碳、开裂倾向性，接受渗碳、渗氮的能力等
3．焊接性：堆焊、模具零件修正、修复再利用可能性

2.常用塑料模具钢

在我国，塑料模具的专门用钢，要在钢号前加SM（塑模的拼音首位字母），按化学成分分成两大类：

（1） 非合金钢。

即SM45、SM48、SM50、SM53、SM55系列，他们不同于优质碳素结构钢45钢、50钢和55钢。现在，塑料模具采用非合金钢（碳素钢）仍较普遍且量大。但都用在一般零件或次要零件上。常用的有15、20、45、T8A、T10A等。自我国供应优质的非合金塑料模具钢（SM45~55系列）后，今后替代一部分普通钢，使模具质量进一步提高。

（2）合金钢

1．渗碳型钢

如SM1CrNi3模具钢实际上就是合金结构钢12CrNi3A（GB/T 3077）按塑料模具钢技术标准生产的钢，因为属于工具钢类，所以他碳含量表示以千分之几来表达。相当于美国的P6(AISI、ASTM)。

2．预硬化钢

如SM3Cr2Mo和SM3Cr2Ni1Mo（就是国内不规范表示的P20+Ni或试验代号P4410）。是目前应用广泛的一类钢，各个国家还有这类钢的改进型。

3．淬硬型塑料模具钢

淬硬性钢在模具制造中占有较大的比例，常用的就是合金工具钢，如9Mn2v、CrWMn、9CrWMn等。此外，就是高碳高铬或中铬钢，如Cr5Mo1v、Cr12MoV和Cr12Mo1V1、4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiV1，实际上就是冷作或热作模具钢，但作为塑料模具钢而列入标准的，目前我国塑料模具钢仅有三个钢号，即SM4Cr5MoSiV、SM4Cr5MoSiV1、SMCr12Mo1V1。

4．时效硬化型塑料模具钢

淬硬型钢虽然满足了模具使用性能的要求，但随之带来了热处理的困难，特别是热处理变形。即使采用微变形钢，仍然会有变形，由此而带来切削加工的困难，修正变形而使成本增高，生产周期延长。模具制造者就不欢迎这一类型的钢。在则，塑料模具大型和精秘密的较多，由于市场竞争激烈，产品更新换代快，或者把模具翻新再利用，这种修补加工需要钢有良好的焊接性。以提高碳含量来提高钢的课硬性的淬硬性钢就不合适了。时效硬化型钢就较好地解决了这一难题。

5．耐蚀型塑料模具钢

耐蚀性钢一般也是淬硬型钢，即通过淬火回火来强化的，为突出其耐蚀性而单纯阐述，过去都是用不锈钢来制作。初级阶段，曾采用表面镀层如镀Cr作保护，但对形状复杂的型腔，工艺复杂，镀层容易脱落而时效。镀层工艺部经济还污染环境，用耐蚀钢较好。为满足模具零件的需要，对不锈钢做了改进（主要是纯净化），形成塑料模具专门用钢，我国纳标的有SM2Cr13，SM4Cr13和SM3Cr17Mo，其他不锈钢用于塑料零件的还有多种，如GB/T 6057-1992《塑料模具成型部分用钢及其热处理技术条件》推荐的，有1Cr18Ni9。2Cr13、4Cr13、9Cr18Mo、1Cr14Mo4V、9Cr18等等，但均需要精炼。耐蚀性塑料模具钢也有预硬化供应的。国外的耐蚀型模具钢大都是在美国420（AISI）基础上改进发展起来的一系列专用钢，以后再做介绍。

6．无磁模具钢

这是特殊性能的塑料模具钢，我国合金工具钢纳入的一种，7Mn15Cr2Al3V2Wmo，具有非常低的导磁系数，高的强度、硬度和耐磨性。也可作冷作、热作模具零件。奥氏体不锈钢也常用于耐蚀无磁的塑料模具，如1Cr18Ni9Ti钢。日本大同特钢公司的NAK301也是无磁耐蚀塑料模具钢。

7．粉末冶金塑料模具钢

用粉末冶金法制造的模具钢可以使高合金钢的组织均匀，碳化物细小，达到最佳的纯净度从而解决高强韧性与高耐磨的合理统一和性能的各向同性，这是熔炼铸锻方法难于达到的。可提高材料利用率，但价格性能较高。

本文出自*港峰公司（葛利兹、名佳利）*，转载请注明出处！ 2016-4-29