塑料模具发展趋势：高效率、高精度、高寿命推动材料创新

随着塑料产量的增加和应用领域的扩大，对塑料模具提出了越来越高的要求，促进了塑料模具的不断发展。目前，塑料模具正向高效率、高精度、长寿命方向发展，推动了塑料模具材料的快速发展。

我国目前用于塑料模具的钢材种类，可根据钢材的性能和使用过程中的热处理状态来分类：

1、渗碳类型：20、20Cr、20Mn、12CrNi3A、20CrNiMo

2、预硬：Cr2Mo、Y20CrN3AIMnMo(SM2)、5NiSCa、Y55CrNIMnMoV(SM1)、

4Cr5MoSiVS、8Cr2Mn - WMoVS(8CrMn)

3、调质型：45、50、55、40Cr、40Mn、50Mn、S48C、4Cr5MoSiV、38CrMoAIA4。耐腐蚀型：3Cr13、2Cr13、Cr16Ni4Cu3Nb（PCR）、1Cr18Ni9、3Cr17Mo、

0Cr17Ni4Cu4Nb(74PH)

5、淬硬型：T7A、T8A、T10A、5CrNiMo、9SiCr、9CrWMn、GCr15、3Cr2W8V、

Cr12MoV、45Cr2NiMoVSi、6CrNiSiMnMoV(GD)

6、时效硬化型：18Ni140级、18Ni170级、18N210级、10Ni3MnCuAl(PMS)、18Ni9Co、

06Ni I 6MoVTiAl、25CrNi3MoAl

1、渗碳塑料模具钢

渗碳塑料模具钢主要用于冷挤压成型的塑料模具。为了便于冷挤压成形，这类钢在退火状态下必须具有高塑性和低变形抗力。因此，要求此类钢具有低或超低碳含量。为了提高模具的耐磨性，此类钢一般在冷挤压后进行渗碳调质处理，表面硬度可达58~62HRC。国外有此类钢的专用钢号，如瑞典的8416，美国的P2和P4等。工业纯铁（如DT1和DT2），常采用20、20Cr、12CrNi3A和12Cr2Ni4A钢以及国内最新开发的冷成型特殊钢0Cr4NiMoV（LJ）。

二硬塑料模具钢（一）常用钢种及热处理

常用的淬硬塑料模具钢包括：碳素工具钢（如T7A、T8A）、低合金冷作模具

钢（如9SiCr、9Mn2V、CrWMn、GCr15、7CrSiMnMoV钢）、Cr12钢（如Cr12MoV钢）、高速钢（如W6Mo5Cr4V2钢）、基体钢及部分热作模具钢等。这类钢的处理一般为淬火加低温回火（少数采用中温回火或高温回火）。热处理后的硬度通常在45~50HRC以上。

(2) 实际应用

碳素工具钢只适合制造尺寸小、应力小、形状简单、变形要求不高的塑料模具。低合金冷作模具钢主要用于制造尺寸较大、形状较复杂、精度较高的塑料。 Cr12模具钢适用于制造大型、复杂、精密、要求高耐磨性的塑料模具。 W6Mo5Cr4V2钢适用于要求较强的制造。

高强度、耐磨性好的塑料模具用热作模具钢，适用于制造具有高强度、韧性和一定耐磨性的塑料模具。

此外，GD钢也是近年来新推广和使用的淬硬型塑料模具钢。由于该钢强度和韧性高，淬透性和耐磨性好，淬火变形小，价格低廉，用该钢代替Cr12MoV钢或基体钢制造大型、高耐磨、高精度塑料模具不仅降低了成本，而且提高了模具的使用寿命。

三种预硬塑料模具钢

所谓预硬钢是指预先经过热处理，使其达到模具的硬度。该类钢材的特点是可直接进行成形车削、钻削、铣削、雕刻、精锉等加工，硬度为30~40HRC。精加工后可直接交付使用，完全避免了热处理变形的影响。 ，从而保证了模具的制造精度。

我国近年来开发的预硬塑料模具钢大多以中碳钢为基础，添加适量的铬、锰、镍、钼、钒等合金元素。为了解决较高硬度切削困难的问题，在钢中添加硫、钙、铅、硒等元素，以改善切削性能，从而生产出易切削预硬钢。有些预硬钢在模具成型后可以进行氮化处理，可以在不降低基体硬度的情况下显着提高模具的表面硬度和耐磨性。

4.时效硬化塑料模具钢

这类钢的共同特点是碳含量低、合金化程度高。高温淬火（固溶处理）后，钢处于软化状态，组织为单一过饱和固溶体。但这种固溶体经过时效处理，即加热到一定的较低温度并保温一段时间后，固溶体中会析出细小、弥散的金属化合物，从而使钢强化、硬化。而且，这种强化过程引起的尺寸和形状变化很小。因此，用该钢制作塑料模具时，模具可在固溶处理后进行机械成型，然后通过时效处理获得模具在使用中的强度和硬度，有效保证了模具的最终尺寸和形状。模具。准确性。

此外，此类钢常采用真空熔炼或电渣重熔。钢的纯净度高，因此镜面抛光性能和光刻性能良好。这类钢还可以通过镀铬、氮化、离子束强化沉积等表面处理方法提高耐磨性和耐腐蚀性。

5.耐腐蚀塑料模具钢PCR

0Cr16Ni4Cu3Nb（PCR）匈牙利沉淀硬化防锈锁，硬度32~35HRC，可切削。核钢经460~480C处理后，可获得较好的综合化学性能。

6.其他塑料模具材料 (1)硅合金

用作塑料模具材料的钨合金主要是青铜，如ZCuBe2、ZCuBe2.4等，一般采用模具制造方法，不仅成本低、周期短，而且可以生产形状精细的模具。那清真可通辻固溶

时效强化，合金固溶后处于软化状态，塑性好，易于机械加工。时效处理后，合金的抗拉强度可达1100~1300MPa，硬度可达40~42HRC。铍青铜适合制造吹塑模具、注塑模具等，以及一些高导热率、高强度、高耐腐蚀性的塑料模具。铍青铜铸造模具可用于复制木纹和皮革纹理，样品可用于复制不规则的成型表面，例如人物或玩具。

(2)铝合金

铝合金密度低、熔点低，加工性能和导热性能比钢好。其中铸造铝硅合金还具有优良的铸造性能。因此，在某些场合可以采用铸造铝合金来制造塑料模具，以缩短成型周期。 ，降低成型成本。常用的铸造铝合金牌号有ZL101等，适合制造要求导热系数高、形状复杂、制造周期短的塑料模具。变形铝合金Lcq也是用于塑料模具制造的铝合金之一。由于其强度高于ZL101，因此可以制作要求更高强度和良好导热性的塑料模具。

(3)锌合金

用于制造塑料模具的锌合金大部分为Zn-4AI-3Cu共晶合金。