1、第四節(jié) 塑料模具材料,引言 塑料的應(yīng)用越來越廣泛，產(chǎn)量按體積計算已經(jīng)超過鋼鐵產(chǎn)量。 高性能塑料及制品的開發(fā)向精密化、大型化、復(fù)雜化發(fā)展，使塑料模具的工作條件愈加復(fù)雜和苛刻，對模具材料的性能要求也不斷提高。 目前塑料模具設(shè)計和生產(chǎn)中普遍存在的問題：是選材不恰當(dāng)，處理工藝不合理。許多設(shè)計人員在選擇模具材料時，完全依據(jù)經(jīng)驗或手冊選擇材料，沒有根據(jù)各種塑料模具的特殊性能要求來選材，使模具過早失效，或模具壽命大于預(yù)期計劃，造成浪費。 塑料模按成型固化不同可分為熱固性和熱塑性成型塑料模。,熱塑性塑料指具有加熱軟化、冷卻硬化特性的塑料。我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫拇蟛糠炙芰蠈儆谶@個范疇。加熱時變軟以至流動，冷卻變硬

2、，這種過程是可逆的，可以反復(fù)進行。聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛，聚碳酸酪，聚酰胺、丙烯酸類塑料、其它聚烯侵及其共聚物、聚諷、聚苯醚，氯化聚醚等都是熱塑性塑料。熱塑性塑料中樹脂分子鏈都是線型或帶支鏈的結(jié)構(gòu)，分子鏈之間無化學(xué)鍵產(chǎn)生，加熱時軟化流動冷卻變硬的過程是物理變化。熱塑性塑料又可再區(qū)分為泛用塑料、泛用工程塑料、高性能工程塑料等三類。,熱固性塑料 熱固性塑料是指在受熱或其他條件下能固化或具有不溶（熔）特性的塑料，如酚醛塑料、環(huán)氧塑料等。熱固性塑料又分甲醛交聯(lián)型和其他交聯(lián)型兩種類型。熱固性塑料第一次加熱時可以軟化流動，加熱到一定溫度，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)一交鏈固化而變硬，這種變化是不可逆的

3、，此后，再次加熱時，已不能再變軟流動了。熱固性塑料的樹脂固化前是線型或帶支鏈的，固化后分子鏈之間形成化學(xué)鍵，成為三度的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不僅不能再熔觸，在溶劑中也不能溶解。酚醛、服醛、三聚氰胺甲醛、環(huán)氧、不飽和聚酯、有 機硅等塑料，都是熱固性塑料。 主要用于隔熱、耐磨、絕緣、耐高壓電等在惡劣環(huán)境中使用的塑料，大部分是熱固性塑料，最常用的應(yīng)該是炒鍋鍋把手和高低壓電器。,熱固性塑料模工作時塑料呈固態(tài)粉末料或預(yù)坯料，加入型腔并在一定溫度下經(jīng)熱壓成型。受力大，并有一定沖擊，摩擦較大，熱機械負(fù)荷及磨損較重。 熱塑性塑料模是塑料呈拈流狀態(tài)下通過注射、擠壓等方法進入型腔加工成型的模具。塑變抗力小，受熱受壓受磨損不嚴(yán)

4、重。當(dāng)加入固體填充料（例如玻璃纖維、石英粉等）時，磨損大大增加。 塑料模具按成型方法分為：注射模具、壓縮模具、擠出模具等，其中注射模具應(yīng)用最廣泛。 注塑成型過程： 塑料（熱塑性塑料或熱固性塑料）在注射機料筒中加熱到流動（可塑化）狀態(tài)，以高壓、高速將料筒內(nèi)的粘稠塑料通過噴嘴等澆注系統(tǒng)注入模具，經(jīng)保壓、冷卻，固化得到塑件。,一、塑料模具工作條件和主要失效方式 模具成型零件包括：凸模、凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等，它們直接和塑料接觸。 1、工作條件 （1）注射壓力40-150MPa,閉模壓力80-300MPa或更高; （2）模具的工作溫度為150250； （3）型腔表面承受摩擦和腐蝕作用； （

5、4）由敲擊和碰撞作用。 2、失效形式： 基本失效形式有表面磨損、變形及斷裂。塑料制品的表面粗糙度及精度要求較高，表面磨損造成的模具失效比例較大，占到所有失效的70%以上。 1）磨損失效：主要表現(xiàn)為尺寸磨損超差，粗糙度因拉毛而變高，表面質(zhì)量惡化或表面侵蝕。尤其是固態(tài)物料進入型腔時加劇磨損.,（2）塑性變形失效：表面皺紋凹陷、麻點、棱角堆塌等超過要求限度時，會造成失效。 （3）斷裂失效：它的危害較大，主要發(fā)生在模具形狀復(fù)雜、多棱角薄邊、應(yīng)力集中嚴(yán)重而韌性不足處。 3、模具零件的主要性能要求 （1）成型零件的主要性能要求 成型零件要求具有一定的強度、表面耐磨性好、熱處理性能好、淬火變形小，對帶腐蝕性

6、添加劑成型的模具，應(yīng)具有抗蝕能力。 （2）導(dǎo)向零件的主要性能要求：包括導(dǎo)向柱、導(dǎo)向套、限位導(dǎo)柱、頂板導(dǎo)柱及導(dǎo)等。使用起導(dǎo)向作用。開合模具時有相對運動，成型過程中要承受一定的壓力，或偏載荷。要求表面耐磨性好，心部具有一定的韌性。 （3）澆注系統(tǒng)零件：包括澆口套、拉料桿、定位圈、分流錐等。 工作條件與成型零件相近，要求具有良好的耐磨表面、耐蝕性和熱硬性。,（4）頂出機構(gòu)和抽芯機構(gòu)零件：包括頂桿、復(fù)位桿、滑塊型芯和斜導(dǎo)柱等。 這類零件要表面耐磨性好，并具有足夠的機械強度。 （5）模體零件：包括各種模板、頂出板、固定板、模架墊板等。 這些零件是成型制品中主要承力零件，因此要求具有較高的機械強度。 （6

7、）緊固零件：包括螺釘、螺母等標(biāo)準(zhǔn)件。 這類零件要求有足夠的強度和剛度。,4、塑料模具材料的使用性能要求 （1）較高的硬度、耐磨性和耐蝕性； 硬度、耐磨性和耐蝕性要求，主要取決于塑料的性質(zhì)和塑料制品的表面質(zhì)量要求。,（2）較高的強度、韌性和疲勞強度； 塑料注塑成型的壓力一般在39196MPa之間，閉模壓力一般為注射壓力的1.52倍，有時可達4倍左右。為使模具在使用過程中不發(fā)生變形，模具材料應(yīng)具有較高的強度； 注塑模經(jīng)常受到?jīng)_擊或碰撞，尤其是尺寸較大、形狀復(fù)雜的模具，應(yīng)力集中狀態(tài)復(fù)雜且應(yīng)力集中較大，要求有較高的韌性；注塑模的工作頻率較高，要求材料具有較高的疲勞強度. （3）尺寸穩(wěn)定性 為保證塑料制

8、品的成型精度，具有較低的熱膨脹系數(shù)和穩(wěn)定的組織。 （4）熱導(dǎo)性 由于高速注射成型塑料制品的需要，模具材料應(yīng)具有良好的熱導(dǎo)性，以使塑料制品盡快在模具中冷卻成型。,4、注塑模材料的工藝性能要求 （1）切削加工性和表面拋光性 模塊退火后硬度一般以不超過227HBS為宜,且基體組織細密、均勻、夾雜物少，在硬化狀態(tài)下易于拋光成鏡面。 （2）塑性加工性 （3）電加工性 （4）熱處理工藝及表面處理工藝性 （5）良好的鏡面拋光性 二、塑料模具材料 我國塑料模具材料主要是應(yīng)用傳統(tǒng)鋼種，近年來研制了一些新型塑料模具鋼，并引進一些國外通用的材料，逐漸完善塑料模具用材。 1、常用塑料模具材料 如表所列 注：近年，有資

9、料報道用球墨鑄鐵經(jīng)正火后制造塑料模具型芯、型腔，可大大減少模具成型粗加工，且使用效果也較好。,2、塑料模具用鋼的性能特點及熱處理工藝 （一）滲碳鋼 常用鋼種： 1）碳素滲碳鋼10、20鋼，價格便宜，但淬透性差，熱處理后心部強度低。適宜制造承載較小的、要求不高的塑料模。 2）合金滲碳鋼20Cr，12CrNi2，2CrNi3，12CrNi4， 20Cr2Ni4等，他們的淬透性較高，可使用冷速緩和的淬火劑淬火，因此可減少熱處理變形，適合于制造截面大、承載重的塑料模。 特點：有良好的切削加工性能，可采用冷擠壓成型方法制造模具。經(jīng)過滲碳、熱處理后，模具型腔表面具有較高的硬度和耐磨性，而中心具有良好的強韌

10、性。 應(yīng)用：用于冷壓成型塑料模具或表面要求高硬度、高耐磨性的塑料模具。 熱處理工藝注意要點 工藝路線：退火切削加工滲碳淬火回火精加工。,滲碳層厚度 ：含有粉末態(tài)物料、固體填充料的塑料模磨損較大，滲碳層較厚，1.31.5mm；對軟性塑料模滲碳層較薄，為0.81.2mm；對有光齒或薄邊塑料模，為防止?jié)B透，滲碳層厚0.20.6mm。 滲碳層含碳量 ：%C ：0.71.0為佳，避免表層出現(xiàn)粗大碳化物、網(wǎng)狀碳化物、過多的殘余奧氏體、晶內(nèi)氧化等缺陷，以防降低拋光性。 處理工藝：可進行滲碳或碳氮共滲處理，后者更耐磨、抗氧化、對耐蝕和抗粘料更優(yōu)，尤其適宜氨基塑料模。 滲后淬火：不宜直接淬火，因為滲碳后晶粒較粗

11、，一般滲后緩冷后一次淬火，性能要求高的可二次淬火。對高合金滲碳鋼可采用滲碳空冷高溫回火淬火、回火處理，以減少殘余奧氏體量、提高表層硬度、降低變形程度。 （二）調(diào)質(zhì)鋼 1.特點 (1) 成分上 含碳量中等,低、中等合金元素含量，具體由淬透性和,和強韌性要求決定。 （2）調(diào)質(zhì)作為最終熱處理，在調(diào)質(zhì)前后進行粗、精加工，調(diào)質(zhì)后一般不再進行其它熱處理，既滿足切削加工性能要求，又使變形開裂幾率下降。 （3）調(diào)質(zhì)后硬度不足，可再進行一次表面強化處理，如滲氮、離子滲氮、 碳氮共滲、鍍鉻等。低溫處理，可使表面硬度大大提高，又可減少粘?，F(xiàn)象。 常用鋼種： 碳素調(diào)質(zhì)鋼 ： 45、50、55鋼。價廉、加工性好、淬透性

12、差，適合于小型塑料制品、小批量生產(chǎn)塑料模。 合金調(diào)質(zhì)鋼：40Cr、4Cr3MoSiV、5CrNiMo、5CrMnMo等。 強韌性好、耐磨性好。焊接、研磨、拋光、花紋刻蝕等加工性也較好。硬度可達4248HRC。適當(dāng)增加硫、硒、鈣時，可降低表面粗糙度值，提高切削加工性能（如5NiSCa）。 特點：由淬透性和強韌性要求選擇材料。調(diào)質(zhì)后一般不再進行其它熱處理，既滿足切削加工性能要求，又使變形開裂幾率下降。,注：若調(diào)質(zhì)后硬度不足 可再進行一次表面強化處理，如滲氮、離子滲氮、碳氮共滲等。 應(yīng)用：多用于軟質(zhì)塑料成型模，如注塑模、擠壓模等。 （3）冷作模具鋼 1。包括冷作模具鋼中的碳素工具鋼、高碳低合金鋼、高

13、耐磨鋼。 常用鋼種： 碳素工具鋼：T7A、T8A、T10A； 低合金工具鋼：9SiCr、CrWMn、GCr15等； 高耐磨、高合金鋼：Cr12型鋼、高速鋼、基體鋼和某些熱作模具鋼， 特點 ：具有較高的硬度，較好的耐磨性、拋光性和電加工性能。但韌性較低，變形、扭曲和產(chǎn)生裂紋的傾向大。 應(yīng)用：用于負(fù)荷較大的熱固性塑料模具。 這類模具除要求型腔表面有高耐磨性外，還要求模具基體有較高強度、硬度和韌性，避免或減少模具在使用中產(chǎn)生塌陷、變形和開裂現(xiàn)象。 碳素工具鋼適合制造形狀簡單、尺寸不大、受力較小和變形要求不高的塑料模具； 低合金工具鋼適合制造形狀復(fù)雜、尺寸較大和形狀精度要求較高的模具。,工藝路線： 球

14、化退火預(yù)調(diào)質(zhì)淬火低溫回火。 淬硬鋼著重注意以下幾個方面： 熱處理后硬度通常在4550HRC以上； 淬火過程中要確保型腔表面不氧化、不脫碳、不侵蝕、不過熱，冷卻時應(yīng)控制好冷卻速度； 回火溫度應(yīng)高于模具的工作溫度，回火時間應(yīng)充分。 （4）預(yù)硬鋼 常用鋼種：3Cr2NiMo, 3Cr2Mo（P20）, 4Cr5MoSiV1、5CrNiMnMoSCa (5NiSCa)、8Cr2MnWMoVS(8Cr2S) %C：0.350.65之間，含有一定量的Cr、Mn、V等合金元素，保證較高的淬透性。屬中碳低合金鋼。 特點： 在供應(yīng)時已預(yù)先進行了熱處理，切削加工后不再進行熱處理而直接使用，避免由于熱處理而引起的模

15、具變形和裂紋問題。,應(yīng)用： 用于制造型腔復(fù)雜、精密，使用壽命要求高的大、中型塑料模具。其中，4Cr5MoSiV1除具有其它預(yù)硬鋼的性能外，還有較高的耐熱性，適用于聚甲醛、聚酰胺樹脂制品的注射成型模具；3Cr2Mo(P20)是國內(nèi)較早開發(fā)的預(yù)硬型塑料模具鋼，適用于制造大、中型精密塑料模具，如電視機、洗衣機殼體等，并已得到了廣泛的應(yīng)用。 工藝路線：不進行熱處理。切削形成模具型腔后直接使用。但對于制造過程中需要鍛造加工時，必須在鍛后進行必要的熱處理，包括預(yù)先熱處理（球化退火）和預(yù)硬熱處理（淬火和回火）。 5）耐蝕鋼 常用鋼種：9Cr18、Cr18MoV、Cr14Mo、Cr14Mo4. 為保持鋼的耐蝕

16、性能，組織中須有11%12% 的Cr，同時較高的含碳量可保持高硬度和高耐磨性。,特點： 良好的抗蝕性，有一定的硬度、強度、耐磨性，可應(yīng)用于有腐蝕介質(zhì)（HF、HCl等）析出的塑料模具。 應(yīng)用：主要用于以聚氯乙烯、聚苯乙烯和ABS加抗燃樹脂等化學(xué)性腐蝕塑料為原料的制品的模具。 熱處理：預(yù)先熱處理（球化退火）+最終熱處理（淬火+低溫回火）。 (6) 時效硬化鋼 時效硬化型塑料模具鋼是指一類低碳、主要含Ni、Cu等合金元 素的抗腐蝕塑料模具用鋼。這類鋼經(jīng)固溶處理+失效處理后，具 有高的強度、硬度，高的抗腐蝕性和高的加工精度。 常用鋼種： 25CrNi3MoAl：屬低碳低鎳時效硬化型塑料模具鋼，我國自行

17、研制開發(fā)，主要特點是：鋼中碳和鎳含量低，價格遠低于馬氏體時效鋼，適用普通和高精密和各種塑料模具. 18Ni類鋼：屬低碳馬氏體時效型模具鋼，%C極低,目的是為改善鋼的韌性。依據(jù)屈服強度可分為1400，1700，2100MPa三個級別。,18Ni類鋼主要用于制作精度高、超鏡面、型腔復(fù)雜、大截面、大批量生產(chǎn)的塑料模具 06Ni6CrMoVTiAl（06鋼）和10Ni3CuAlMoS (PMS)屬新型塑料模具鋼，具有良好的加工性能和綜合力學(xué)性能，制品表面粗糙度低，應(yīng)用越來越廣泛。 熱處理工藝特點及應(yīng)用： 分兩個步驟， 1) 固溶處理，將鋼加熱至高溫，使合金元素充分溶入奧氏體； 2) 時效處理，使模具達

18、到所需的力學(xué)性能。 碳含量低、合金元素含量較高，經(jīng)固溶處理后為單一組織的過飽和固溶體，處于軟化狀態(tài)。 較低溫度時效處理后，固溶體中能析出細小彌散的金屬化合物，使模具鋼的強度和硬度大大提高，此過程中，尺寸和形狀變化極小。 拋光性和表面刻蝕性良好。 應(yīng)用：適合制作強度和韌性、尺寸精度、表面粗糙度和耐磨性都要求較高的塑料模具，以及透明塑料模具等。, 06Ni6CrMoVTiAl（06鋼）和10Ni3CuAlMoS (PMS) 屬新型塑料模具鋼，具有良好的加工性能和綜合力學(xué)性能，制品表面粗糙度低，應(yīng)用越來越廣泛。 熱處理工藝：分兩個步驟，1) 固溶處理，將鋼加熱至高溫，使合金元素充分溶入奧氏體；2)

19、時效處理，使模具達到所需的力學(xué)性能,碳含量低、合金元素含量較高，經(jīng)固溶處理后為單一組織的過飽和固溶體，處于軟化狀態(tài)。 較低溫度時效處理后，固溶體中能析出細小彌散的金屬化合物，使模具鋼的強度和硬度大大提高，此過程中，尺寸和形狀變化極小。 拋光性和表面刻蝕性良好。 應(yīng)用： 適合制作強度和韌性、尺寸精度、表面粗糙度和耐磨性都要求較高的塑料模具，以及透明塑料模具等。 7）其它塑料模具材料：鋁合金、鈹青銅、鋅合金和鑄鐵等。 聚苯乙烯泡沫塑料的發(fā)泡成型模具，要求導(dǎo)熱、耐蝕并能承受脈動熱載荷。當(dāng)用于中小批量生產(chǎn)時可采用鑄造鋁合金來制作模具，當(dāng)大批量生產(chǎn)時，可采用不銹鋼或鈹青銅制造模具。 （低發(fā)泡成型的模具，

20、壓力低，冷卻時間長，要求模具的機械強度不高而導(dǎo)熱性能好，可采用鋁合金或鋅合金等制造模具。 利用鈹青銅制造模具可以復(fù)制皮鞋紋和木紋，可以用樣品復(fù)制人像或玩具等不規(guī)則的成形面。,總結(jié)：各種塑料模具鋼的主要性能特點和應(yīng)用場合,三、影響塑料模具選材的因素 1、根據(jù)模具服役條件和質(zhì)量要求選擇模具材料 （1）模具型腔表面要求高硬度、耐磨，而心部具有較好韌性的塑料模具，選用滲碳型塑料模具鋼制造. 尺寸較小且型腔不太復(fù)雜的注射模具，選用淬透性相對較小的滲碳型塑料模具鋼，如20、20Cr鋼等。此類鋼在退火狀態(tài)下，具有良好的塑性，小的變形抗力，可采用冷變形方式成型，減小切削加工量。 尺寸較大、型腔復(fù)雜的塑料模具，

21、選用淬透性較好的滲碳型塑料模具鋼，如12CrNi3A、12CrNi4A等。 2）模具型腔復(fù)雜、精度要求高和壽命要求長的塑料模具，為防止型腔切削加工成形后因淬火處理引起過大的型腔變形，保證模具的精度和使用性能，選用預(yù)硬型塑料模具鋼。如40Cr、3Cr2Mo（P20）、3Cr2NiMo、4Cr5MoSiV1鋼等。,用預(yù)硬型塑料模具鋼（如P20）制成的模具在相同拋光條件下，表面粗糙度比45鋼低13級；例彩色電視機外殼塑料模具(P20 制造)，使用24萬次/模，模具仍完好無損，這比45鋼的壽命要長得多。 3）以玻璃纖維做填充劑的注射模具，要求較高的硬度、耐磨性、抗壓強度、韌性、拋光性和電加工等綜合性能

22、，為防止模具型腔表面過早磨損或局部變形，可選用整體淬硬型塑料模具鋼，如T8A、T10A、9SiCr、CrWMn、Cr12V1和Cr12Mo等； 也可選用25CrNi3MoAl、18Ni、06Ni6CrMoVTiAl（06 Ni鋼）等時效硬化鋼。 例用 06Ni 鋼制作的收錄機磁帶盒模具，平均壽命達110萬次以上，且與18Ni鋼相比，06鋼的價格要低得多. 4）聚氯乙烯、聚苯乙烯和ABS加抗燃樹脂等為原料的塑料制品，成型過程中會分解出腐蝕性氣體，對模具產(chǎn)生腐蝕性作用，選用耐蝕性塑料模具鋼。常用 9Cr18、Cr18MoV、Cr14Mo4V、4Cr13、 0Cr16Ni4Cu3Nb (PCR) ；

23、也可選用普通材料進行鍍鉻或其它耐腐蝕的表面處理。實際應(yīng)用情況表明，采用耐蝕鋼時，模具壽命要比普通材料長得多。,例：聚三氟氯乙烯閥門蓋模具，用45鋼或鍍鉻鋼制作模具時，使用壽命為10004000件；用PCR鋼時,使用6000件后仍和新模具一樣，未發(fā)現(xiàn)任何銹蝕或磨損，模具壽命達1000012000件。制作四氟塑料微波板模具，用45鋼或表面鍍鉻，壽命僅為23件，改用PCR鋼后，模具使用300次，表面光亮如鏡。 （5）要求型腔表面粗糙度低、光亮度高、尺寸和形狀精度高、型腔復(fù)雜，以及具有鏡面拋光性和高耐磨性要求的透明制品塑料模具，如汽車燈罩、汽車儀表盤、電視機、電話機外殼等，選用能獲得高硬度的超純凈鋼。

24、PMS、06Ni和18 Ni等時效硬化鋼是較理想的材料，預(yù)硬化型鋼P20系列、5NiSCa和8Cr2S等，鏡面拋光性中等，也可選用。 例：電話機殼體模具，使用45鋼制造時，壽命為35萬套,而用PMS鋼后，模具壽命達6080萬套，制品外觀質(zhì)量能達到甚至超過圖樣設(shè)計技術(shù)要求。,（6）高速成型的塑料制品，模具表面的工作溫度短時間內(nèi)會超過400。為保證模具的使用精度，防止塑料制件在脫模后由于溫度過高而變形，模具材料應(yīng)該具有良好的導(dǎo)熱性能，可選用鈹青銅或高強度鋁合金來制造。 7）塑料制件形狀越復(fù)雜，模具型腔的加工越困難，須選用加工性能好和熱處理變形小的模具材料；塑料制件越大，型腔的切削加工量也越大，切削

25、力也大，此時模具材料最好選用易切削鋼；塑料制件較小時，模具型腔體積小，切削量和切削力通常也較小，所以小型模具往往可以選用預(yù)硬化型塑料模具鋼。 （8）若要求塑料模具的交貨時間越短越好，采用鑄造尤其是精密鑄造方法制造塑料模是縮短加工周期的好方法，此時可選用特別適合于精鑄成型的鋁合金或鋅合金。對于鋼制塑料模，若選用易切削預(yù)硬化鋼，也可以大大縮短制模周期。,5、針對型腔復(fù)雜、精度要求高和壽命要求長的塑料模具，選材時主要考慮哪些因素？現(xiàn)有T12A和3Cr2Mo（P20）兩種材料，請選擇最合適的材料，并說明理由？ 2、根據(jù)塑料制品的生產(chǎn)批量選擇模具材料 生產(chǎn)批量大小，對模具的耐磨性和使用壽命有不同的要求。

26、 一般，生產(chǎn)批量較小時，為降低模具造價，可選用較普通的材料，如鋁合金、鋅合金、碳素鋼及合金結(jié)構(gòu)鋼等來制造模具； 而生產(chǎn)批量較大時，應(yīng)根據(jù)模具工作條件和對模具質(zhì)量的要求來選材，一般選用高級優(yōu)質(zhì)的塑料模具鋼。,四、塑料模具輔助零件的材料選用 1、塑料模具輔助零件，拋光性、耐蝕性等要求較低，可選用常用的塑料模具鋼，經(jīng)過合理的熱處理，性能完全能達到要求，從而降低模具造價。 2、對于模板材料，在滿足硬度條件和良好加工性能外，又提出防止銹蝕的要求，采用表面施鍍，如化學(xué)鍍鎳（ENP），而且要確保內(nèi)部管道也要施鍍，這樣增加了成本。若采用不銹鋼，能滿足耐腐蝕和其它要求，不銹鋼價格要高得多，但通過選擇一定的標(biāo)準(zhǔn)模

27、板尺寸和大批量訂購，可能大大降低其價格，同時，因為勿需再施鍍，也可以節(jié)約成本。用不銹鋼作為模板材料將成為發(fā)展趨勢。,五、塑料模具表面處理工藝 由于對某些零件的精度、硬度、表面質(zhì)量的要求越來越高，相應(yīng)地對模具也提出了高精度、高硬度、高耐磨性和高腐蝕性的要求。 表面強化技術(shù)不僅能提高模具表面耐磨性及其他性能，而且能使模具心部保持足夠的強韌性，這對于改善模具的綜合性能，節(jié)約合金元素，大幅度降低成本，充分發(fā)揮材料的潛力等都是十分有效的。 實踐證明，表面強化處理是提高模具質(zhì)量和延長其使用壽命、降低生產(chǎn)成本的重要途徑。,5、（10分）針對型腔復(fù)雜、精度要求高和壽命要求長的塑料模具，選材時主要考慮哪些因素？

28、現(xiàn)有T12A和3Cr2Mo（P20）兩種材料，請選擇最合適的材料，并說明理由？ 參考答案： 1）考慮因素： （1）首先滿足材料的使用性能足夠原則； （2）考慮材料的工藝性能：如型腔的加工性能； （3）防止型腔切削加工成形后因淬火處理引起過大的型腔變形； 2）合適材料是3Cr2Mo（P20）鋼。 3Cr2Mo（P20）鋼是預(yù)硬型塑料模具鋼。該鋼預(yù)先經(jīng)過了預(yù)硬化處理（調(diào)質(zhì)處理），具有較好的綜合力學(xué)性能和加工性能，保證了模具的精度和使用性能要求，加工后直接使用，不需要再進行熱處理。 T12A鋼屬高碳工具鋼，因硬度高、需球化退火才能加工，加工后需進行熱處理，由于模具型腔復(fù)雜，易產(chǎn)生淬火變形，不適合制作

29、此類模具。,第六節(jié) 硬質(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金 一）硬質(zhì)合金-制造模具用的硬質(zhì)合金通常是金屬陶瓷硬質(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金。 1、金屬陶瓷硬質(zhì)合金: 將一些高熔點、高硬度的金屬碳化物粉末 (如WC、TiC等)和粘結(jié)劑(Co、Ni等)混合加壓成型，再經(jīng)燒結(jié)而成的一種粉末冶金材料。 高速鋼的最高工作溫度一般在600左右，在更高的工作溫度下會迅速軟化，而硬質(zhì)合金工作溫度可達800 1000，它的硬度很高、耐磨性很好，具有很高的彈性模量、較小的熱膨脹系數(shù)及良好的化學(xué)穩(wěn)定性等特點。用它來制作某些模具，壽命甚至比工具鋼高十倍以上。 缺點：硬質(zhì)合金較脆，抗彎強度和韌性差，且不能進行機械加工。 根據(jù)金屬碳化物種類通常將其分為鎢鈷類硬質(zhì)合金和鎢鈷鈦類硬質(zhì)合金。 冷沖模用硬質(zhì)合金一般是鎢鈷類。金屬陶瓷硬質(zhì)合金的共性是：具有高硬度、高抗壓強度和高耐磨性，但脆性大，不能進行鍛造及熱處理。主要用來制作多工位級進模、大直徑拉深凹模的鑲塊。,硬質(zhì)合金制造冷擠壓模具時應(yīng)注意的問題: 1）必須根據(jù)冷擠壓的具體工作條