注塑模具常用钢牌号和特性

第一章 注塑模具常用钢牌号和特性

一、 具材料概述

模具钢材的选择对于塑料的成功应用，与树脂的选择对于模塑产品的最终性能要求，具有同等的重要性。正如树脂需按方配制，以满足塑料在应用中的性能要求一样，钢也需合金化，以满足使用中的特定性能要求。某些应用需要高硬度、高耐磨性的模具钢，以增强分模线的耐用性，而其它的应用则需更高韧性的模具钢，以抵抗机械疲劳。一般来说，具有更高硬度和耐磨性能的钢更易脆，而几乎是所有的情况下，韧性更强的钢，其耐钢与钢磨蚀(粘附磨蚀) 、与耐玻璃纤维或矿物充填树脂磨蚀的性能会有所减弱。模具制作者可选择用不锈钢，来模塑对其它大部分钢有腐蚀作用的树脂。钢材硬度越高(洛氏55 或更高) ，分模线的完整性会明显增，在分模线处，钢与钢的合模沿口会产生抽芯，一个或全部两个钢面的硬度范围应在洛氏55至洛氏58之间。为了防止玻璃或矿物充填树脂对模具的磨蚀，建议考虑在浇口处嵌入A-2、D-2 或M-2 钢，并在与浇口相对的型芯处嵌入耐磨钢。

P-20 钢

塑料模具虽没有“通用”的模钢，但P-20 钢被认为是工业上的多用途钢。预先硬化至RC 30-32状态的这种钢非常坚硬，但却相当容易加工。当模腔尺寸超过12 × 12 × 12 英寸(303.6×303.6 × 303.6 毫米) 时，它是一种应加以考虑的优良钢材，因为该尺寸的热处理块，其成本和有关风险须严格控制。当已预知模具循环周期不超过500,000次时，P-20 钢还可用于较小尺寸的模腔，以省去热处理的时间和费用。当制造P-20钢体模具时，需要有滑块、提升器、其它斜导销及活动件，建议这些活动钢件由不同合金和硬度的钢制成，以减少磨损或高粘附磨蚀。制造大型P-20钢体模具的通常做法是，使用经热处理至RC50-52硬度的H-13 钢体滑块或提升器，和/或使用硬度在RC 55至RC 58范围内的局部磨擦钢面。

H-13 和S-7 钢

这些钢都具有极高的韧性和抗机械疲劳性，其中H-13钢(RC50-52)韧性较高，而S-7钢由于硬度较高(RC 55-57) ，所以具有更好的耐用性。两种钢都没有特别的耐玻璃或矿物树脂充填剂磨蚀的性能。在充填树脂应用中，通常在浇口处嵌入A-2、D-2 或M-2 钢。大于8 × 8× 8 英寸(202.4 × 202.4 × 202.4 毫米) 、硬度和韧性需高于P-20的模腔，常选用H-13钢。较小模腔和型芯常用S-7钢制成。S-7钢可在空气淬火中热处理成2 1/2 英寸(63.25 毫米) 或更小的横断面，并通过此加工过程，获得很好的尺寸稳定性。H-13和S-7的大断面必须特别地在油中骤冷。

防腐蚀

在高湿度环境下模塑时，镀镍或不锈钢有助于防止模具腐蚀。当使用会产生冷凝、接着是氧化现象的冷模具，或者使用的模具材料会释放对大部分钢材有腐蚀性的气体时，最容易产生腐蚀。GE 树脂，在正常情况下无需镀镍或不锈钢模具，因为模具温度不应低于140°F (60°C) ，而且只有一些GELOY 树脂注塑牌号有腐蚀性的(PVC)成分。如果有模具长期存放、除了预喷涂还需要其它防腐措施的情况时，一般来说建议使用镀镍。与鉻或其它技术相比，无电镀镍具有卓越的防化学剂性，且相对较便宜，而且与大部分树脂脱模更为方便。最后，镀镍给钢材选择留有余地（可以选择不同种类的刚），使其比不锈钢具有更高的机械性能和导电性能，如韧性、硬度、耐粘附磨蚀性等。

二、常用模具制造材料

M-2 Rc 62-64

硬度极高，韧性好，极强的耐磨和粘附磨蚀性。用于浇口嵌件，型芯销，合模沿口或分模区因其具有耐磨性，机器加工和研磨难度大、成本高

D-2 Rc 57-59

硬度高，耐磨性好，用于会产生玻璃或矿物充填剂高磨损的浇口嵌件和模腔区。A-8 Rc 56-58

很好的抗粘附磨蚀性能，很高的韧性，用于滑块，提升器，斜导销。耐磨性尚可

A-6 Rc 56-58

热处理稳定性优异，硬度和压缩强度很高，口碑不错的通用空气硬化钢。韧性一般

A-2 Rc 55-57 热处理稳定性好，耐磨性好韧性一般 A-2

S-7 Rc 55-57 优异的抗机械疲劳性能，卓越的硬度/韧性耐磨蚀、粘附磨蚀性能一般

O-1 Rc 56-58

口碑不错的通用油硬化钢，中上的耐粘附磨蚀性能。用于小嵌件和型芯韧性中等偏下

L-6 Rc 55-57 很好的韧性，油硬化，具有良好的热处理稳定性硬度中等，耐磨性中等偏下

P-5 Rc 55-57

延展性高。用作切压制模钢材表面硬化，型芯硬度很低，耐用性和热处理稳定性低

P-6 Rc 55-57

容易机加工和焊接热处理稳定性低，耐用性中等偏低

P-20 Rc 28-32

视为工业标准钢，韧性非常好，易于机加工。制造较大模腔的好材料，活动的钢制零件应用不同合金和强度的钢制造，以防止磨损或高粘附磨蚀

H-13 Rc 50-52 韧性非常高、硬度低

SS 420 Rc 48-50

优异的耐化学剂性、硬度低，抗机械疲劳性能极少，导热性低

Amco*金属945

Rc 31导热性能高，用于需较高冷却稳定程度的模腔或型芯区域、耐用性和耐磨损性。

Amco*金属940

用于低容量的模具。比钢软，机加工快捷、成本低不具备钢的耐用性

三、常用钢特性表

四、试验模具

软模具、低成本模具很有价值，它们能提供预生产制件，满足市场研究、制造装

配需求、与尺寸有关的重要性能；或给设计者提供一个评估某些不常见功能的机会。所有的铸塑和电镀加工，均需一个可原原本本复制的模具，试验模具的质量和耐用性，取决于加工过程。某些模具生产量不足100件，而其它模具则有可能高达数干件，究竟采用何种方法，决定因素应是项目成本和时间。从试验模具中还可以得到一些重要的模塑资料，稍后可用于正式的生产模具。然而，由于试验模具的热性能和其它特性经常与那些生产模具不同，所以不应期望加工参数和制件性能，与生产中的实际情况完全一致。生产试验模具的一些常见方式如下：

常规的机器加工

• 钢材(未经硬化处理) • 铝 • 黄铜

铸塑加工• Kirksite* – 一种金属铸塑材料 • 铝

• 塑料，环氧树脂 液镀加工

结构复杂的壳模可在母模上镀镍，然后托模并嵌入模架中。 火焰涂喷

火焰涂喷金属可以迅速生产出1/8 英寸(3.16毫米) 厚的壳模，在进一步托模后，将此壳模置于规则的模架中。多种丝状金属可 用于此加工。