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塑料成型时要求合金钢板的特性
发布者:无锡修氏特钢有限公司   阅读:1696
 

塑料成型时要求合金钢板的特性

塑料成型模具用钢的特性要求可分为两大类别。一种是塑料成型时要求的钢特性,另一种是模具制作时要求的钢特性。
1塑料成型时要求的钢特性
塑料成型时要求的钢特性有耐磨性、韧性、耐蚀性和镜面性。
1)耐磨性、韧性
模具的耐磨性与模具硬度有关。塑料制品量大时,模具要使用硬钢。但钢材硬度增加,会使钢变脆,所以模具过硬容易产生裂纹。如果模具的耐磨性好而抗裂性差,模具会在磨损前产生裂纹,使寿命下降。此外,模具形状与模具开裂也有很大关系。
2)耐蚀性
对成型温度较高的工程塑料和含有阻燃剂的树脂、聚氯乙烯、聚氟乙烯进行成型加工时,容易产生腐蚀性气体,会导致模具锈蚀。锈蚀的凸凹形状会复制到塑料制品上。这种情况下使用的模具应采用SUS420J2等具有耐蚀性的不锈钢改良钢。钢中的合金含量决定着钢的耐蚀性。钢中含有大量的Cr,可在钢表面生产钝化膜,提高钢的耐蚀性。
3)镜面性
塑料制品的表面质量是用肉眼进行评价的。所以模具钢的镜面性是一项重要特性。一般来说,模具材料硬度越高镜面性越好。这是因为模具研磨时瑕疵不容易附着,非金属夹杂物和碳化物脱落的少,以及模具可得到均匀研磨。非金属夹杂物是影响镜面性的主要原因。为了提高模具钢的镜面性,应采用精炼方法减少非金属夹杂物,或者采用真空电弧重熔(VAR)、电渣重熔(ESR)提高钢的洁净度。
2模具制作时要求的特性
模具制作时对模具钢要求的特性有切削性、模具成型面雕饰性和放电加工性。
1)切削性
塑料成型模具的构造比较复杂,切削加工量大。模具的易切削程度直接影响到模具交货期和模具制造成本。因此,对于镜面性要求不特别高的模具,采用添加硫等易切削元素的切削性良好的模具钢。
2)雕饰性和放电加工性
雕饰性加工用于汽车内装饰部件、家电外装饰部件、办公设备等要求外观漂亮部件的成型加工。一般采用光刻腐蚀方法,使模具成型面成为复杂的凸凹形状。由于是钢材的腐蚀加工,所以要求钢材的成分偏析小、组织均匀以及粗大非金属夹杂物和碳化物量少。
为获得良好的放电加工性,要减少钢中粗大非金属夹杂物和碳化物。放电加工是使钢材表面熔融,进而对钢材进行形状加工的方法。加工面熔融后发生急冷,急冷层变硬,加工后会产生许多宏观裂纹,这些裂纹成为模具使用中的裂纹源。所以模具使用前必须进行研磨处理。
3塑料成型模具用钢的种类
表1是塑料成型模具用钢的硬度、用途。在硬度相同的情况下,重熔钢的镜面性好于非重熔钢。
表1 塑料成型模具用钢的类别、特性和用途

4典型塑料成型模具用钢品种
下面对日本主要塑料成型模具用钢品种进行介绍。
1)大型塑料制品成型模具用钢-SC 改良钢
SC改良钢是以普通钢S55C为基础的、硬度为30HS(13HRC)的预硬化钢,是提高切削性的钢。SC改良钢多用于汽车保险杠、浴缸等成型模具。对SC 改良钢的主要要求是降低模具成本和缩短模具制造周期。由于这些塑料制品的加工深度大,所以要求SC改良钢具有良好的内部硬度稳定性和加工应变量小的特点。SC改良钢也可用于价格便宜、镜面性要求不高的家用镜面性制品的成型模具。
2)通用型塑料制品成型
模具用钢-P20改良钢P20改良钢是Cr-Mo系钢材。P20改良钢以AISIP20钢为基础,利用特殊精炼工艺降低非金属夹杂物含量,防止了模具研磨时针孔的产生,并提高了镜面性。P20 改良钢是通用型塑料制品成型模具用钢。P20改良钢是硬度为30-33HRC的预硬化钢,切削性良好,可缩短模具制作周期。此外,P20 改良钢的雕饰加工性良好,可用于汽车内外装饰部件成型模具、家电外装饰部件和其他工业用塑料制品成型模具。
3)高性能、精密塑料成型
模具用钢-P21改良钢P21改良钢的代表性牌号是NAK80,是基本成分为3%Ni-1%Al-1%Cu的时效硬化钢。NAK80的硬度为40HRC、切削性良好、耐磨性优良,是高性能、精密塑料成型模具的最适合材料。重熔精炼的NAK80钢洁净度高、组织微细均匀,具有良好的镜面性、雕饰性和放电加工性。
4)高硬度、超镜面、耐蚀塑料成型模具用钢-SUS420J2改良钢
SUS420J2改良钢具有良好的耐蚀性,淬火回火后的硬度高达50HRC以上、镜面研磨可达1000#-14000#,适用于要求耐磨性、耐蚀性、高镜面性的模具。SUS420J2改良钢适用于阻燃性树脂、聚氟乙烯成型用耐蚀模具、要求高镜面性的移动电话、电脑零部件用FRP树脂成型模具。
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