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1、LOGO“十二五十二五”职业教育国家规划教材职业教育国家规划教材经全国职业教育教材审定委员会审定经全国职业教育教材审定委员会审定大连理工大学出版社大连理工大学出版社(第四版)模具材料与热处理新世纪高职高专教材编审委员会组编主编吴元徽赵利群主审雷勇涛课题六塑料模具材料课题六塑料模具材料任务一任务一掌握塑料模具的工作条件与性能要求掌握塑料模具的工作条件与性能要求任务二任务二选用塑料模具材料选用塑料模具材料任务三任务三制定塑料模具的热处理工艺制定塑料模具的热处理工艺塑料模具是一种生产塑料制品的工具，工作时模具装夹在注射机上，参见图6-1，熔融塑料在压力推动下被注入成型模腔内，并在腔内冷却成型，然后动
2、、定模分开，经由顶出系统 将制品从模腔顶出离开模具，最后模具再闭合进行下一次注射，整个注射过程是循环进行的。可见，在模具工作时，受到高温、高压、摩擦、冷热循环以及塑料的腐蚀，工作条件是比较恶劣的。任务一掌握塑料模具的工作条件与性能要求图图6-1柱塞式注射机成型原理柱塞式注射机成型原理1柱塞柱塞;2料斗料斗;3分流梭分流梭;4加热器加热器;5喷嘴喷嘴;6定模板定模板;7塑件塑件;8动模板动模板一、塑料模具的使用性能要求一、塑料模具的使用性能要求任务一掌握塑料模具的工作条件与性能要求任务一掌握塑料模具的工作条件与性能要求一、塑料模具的使用性能要求一、塑料模具的使用性能要求1.硬度、耐磨性和耐蚀性硬
3、度、耐磨性和耐蚀性2.强度、韧性和疲劳强度强度、韧性和疲劳强度:注射压力注射压力30200MPa，闭，闭模压力模压力1.52倍倍3.耐热性耐热性：203504.尺寸稳定性尺寸稳定性5.导热性导热性任务一掌握塑料模具的工作条件与性能要求一、塑料模具的使用性能要求一、塑料模具的使用性能要求钢的类型钢的类型牌号牌号适应的工作条件适应的工作条件渗碳钢渗碳钢12CrNi2、12CrNi3A、20Cr、20CrMnMo、20Cr2Ni4A生产批量较大，承受较大动载生产批量较大，承受较大动载荷，受磨损较重的模具荷，受磨损较重的模具10、20生产批量较小，精度要求不高，生产批量较小，精度要求不高，尺寸不大的模
4、具尺寸不大的模具调质钢调质钢45、553Cr2Mo、40CrNiMoA、40CrNi2Mo、40CrMnMo、45CrNiMoVA、5CrNiMo、5CrMnMo、40Cr、4Cr5MoVSi、4Cr5MoV1Si、35SiMn2MoVA大型、复杂、生产批量较大的大型、复杂、生产批量较大的塑料注射或挤压成型模塑料注射或挤压成型模高碳工具钢高碳工具钢Cr12、Cr12MoV、CrWMn、9Mn2V、9CrWMn、Cr6WV、Cr4W2MoV、GCr15、SiMnMo热固性塑料模具，生产批量较热固性塑料模具，生产批量较大，精度要求高及要求高大，精度要求高及要求高强度、高耐磨的塑料注塑强度、高耐磨的
5、塑料注塑模模耐蚀钢耐蚀钢4Cr13、9Cr18、9Cr18MoV、Cr14Mo、Cr14MoV要求耐腐蚀及表面要求较高的要求耐腐蚀及表面要求较高的模具模具沉淀硬化不锈沉淀硬化不锈钢钢17-7PH、PH15-7Mo、PH14-8Mo、AM-355马氏体马氏体Ni18Co8Mo5TiA1、Ni20Ti2A1Nb、Ni25Ti2A1Nb、Cr5Ni12Mo3TiA1复杂、精密、耐磨、耐腐蚀、复杂、精密、耐磨、耐腐蚀、超镜面的模具超镜面的模具任务一掌握塑料模具的工作条件与性能要求一、塑料模具的使用性能要求一、塑料模具的使用性能要求任务一掌握塑料模具的工作条件与性能要求一、塑料模具的使用性能要求一、塑料
6、模具的使用性能要求任务一掌握塑料模具的工作条件与性能要求一、塑料模具的使用性能要求一、塑料模具的使用性能要求任务一掌握塑料模具的工作条件与性能要求一、塑料模具的使用性能要求一、塑料模具的使用性能要求任务一掌握塑料模具的工作条件与性能要求一、塑料模具的使用性能要求一、塑料模具的使用性能要求任务一掌握塑料模具的工作条件与性能要求一、塑料模具的使用性能要求一、塑料模具的使用性能要求二、塑料模具材料的工艺性能要求二、塑料模具材料的工艺性能要求1.切削加工性和表面抛光性切削加工性和表面抛光性：预硬预硬3545HRC后后切削加工切削加工2.塑性加工性塑性加工性：冷挤压成型，超塑性热挤压成型冷挤压成型，超塑
7、性热挤压成型3.电加工性电加工性：电火花、线切割加工电火花、线切割加工4.热处理工艺性热处理工艺性5.表面处理工艺性表面处理工艺性6.表面刻蚀性能和镜面加工性能表面刻蚀性能和镜面加工性能：非金属夹杂物、非金属夹杂物、基体硬度、组织均匀性的影响基体硬度、组织均匀性的影响7.焊接性能焊接性能任务一掌握塑料模具的工作条件与性能要求二、塑料模具材料的工艺性能要求二、塑料模具材料的工艺性能要求中文名称中文名称低密度低密度聚乙烯聚乙烯硬质聚硬质聚氯乙烯氯乙烯聚丙烯聚丙烯聚苯乙烯聚苯乙烯丙烯腈丙烯腈-丁二烯丁二烯-苯乙烯苯乙烯英文缩写英文缩写LDPEPVCPPPSABS烘料温度烘料温度/7080709080
8、10060758085料筒料筒温温 度度/前段前段170200170190200220170190180200中段中段165180180200165180后段后段140160160170160180140160150170模具温度模具温度/60703060809032655080注射压力注射压力/MPa6010080130701006011060100说明说明高高压压聚聚乙乙烯烯成成型型条条件件除除了了模模温温宜宜为为 3555外外，其其他他均均与与低低压压聚聚乙烯相似乙烯相似丁丁苯苯橡橡胶胶改改性性以以及及甲甲基基丙丙烯烯酸酸甲甲酯酯改改性性的的聚聚苯苯乙乙烯烯成成型型条件与上相似条件与上相
9、似该该成成型型条条件件为为加加工工通通用用级级ABS塑塑料料时时所所用用，苯苯乙乙烯烯一一丙丙烯烯腈腈共共聚聚物物(AS)成成型型条条件件与上相似与上相似常用塑料的成型条件常用塑料的成型条件任务一掌握塑料模具的工作条件与性能要求一、一、模具材料选择的基本要求模具材料选择的基本要求1、综合性能优良综合性能优良一定的一定的硬度和耐磨性硬度和耐磨性：使模具能够保持其形状和尺使模具能够保持其形状和尺寸的稳定寸的稳定;足够的足够的强度和韧性强度和韧性：能承受一定的高压又能承受一能承受一定的高压又能承受一定冲击载荷的作用定冲击载荷的作用;一定的一定的抗热性能抗热性能：承受因强烈的摩擦而产生的局部承受因强烈
10、的摩擦而产生的局部高温。高温。2、工艺性能良好工艺性能良好良好的良好的冷、热加工性能及热处理工艺性能冷、热加工性能及热处理工艺性能，制造简，制造简单方便单方便任务二选用塑料模具材料二、二、模具材料选择时应考虑的因素模具材料选择时应考虑的因素1、模具的工作条件模具的工作条件压力的压力的大小、冲击大小、冲击载荷的大小载荷的大小、工作温度及腐、工作温度及腐蚀情况等。蚀情况等。2、模具的失效形式模具的失效形式塑性变形失效、磨损失效塑性变形失效、磨损失效、疲劳、疲劳及断裂失效。及断裂失效。3、模具所加工的产品模具所加工的产品塑料的种类、塑料的种类、批量的大小、质量的高低、批量的大小、质量的高低、4、模具
11、的结构模具的结构模具的大小、形状、模具工件的工作性质等模具的大小、形状、模具工件的工作性质等。5、模具的制造工艺模具的制造工艺6、现有的设备及技术水平、现有的设备及技术水平任务二选用塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料类别类别钢钢 种种类类 别别钢种钢种渗碳型渗碳型20,20Cr,20Mn,12CrNi3A,20CrNiMo,DT1,DT2，0Cr4NiMoV预硬型预硬型3Cr2Mo，3Cr2NiMo，5NiSCa，Y55CrNiMnMoV(SM1),4Cr5MoSiVS,8Cr2S，8Cr2Mn.WMoVS(8CrMn)调质型调质型SM45,SM50,SM55,45,
12、50,55,40Cr，40Mn，50Mn，S48C，4Cr5MoSiV，38CrMoAlA耐蚀型耐蚀型3Cr13,2Cr13,0Cr16Ni4Cu3Nb(PCR),1Cr18Ni9,3Cr17Mo,0Cr17Ni4Cu4Nb(74PH)淬硬型淬硬型T7A,T8A,T10A,5CrNiMo,9SiCr,9CrWMn,GCr15,3Cr2W8V,Cr12MoV,45Cr2NiMoVSi,6CrNiSiMnMoV(GD)时效时效硬化型硬化型18Nil40级，级，18N1170级，级，18Ni210级级,10Ni3MnCuAlMoS(PMS)，18Ni9Co,06Ni6CrMoVTiAl，25CrNi
13、3MoAlY20CrNi3AlMnMo(SM2)任务二选用塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料1、渗碳型塑料模具用钢、渗碳型塑料模具用钢主要用主要用途：途：采用采用冷挤压成型冷挤压成型法制造法制造塑料模具。塑料模具。性能要求：性能要求：高的塑性和低的变形抗力高的塑性和低的变形抗力化学成分：化学成分：低的或超低的碳含量低的或超低的碳含量工艺路线：工艺路线：冷挤压成型冷挤压成型渗碳渗碳淬火淬火回火回火表面硬度表面硬度：5862HRC常用牌号：常用牌号：20，20Cr，20Mn，12CrNi3A，20CrNiMo，DT1，DT2，0Cr4NiMoV国外钢号：国外钢号：8416
14、（瑞典）、（瑞典）、P2、P4(美国美国)重点介绍：重点介绍：0Cr4NiMoV(LJ)钢钢、12CrNi3A钢钢任务二选用塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料1、渗碳型塑料模具用钢、渗碳型塑料模具用钢（一）（一）0Cr4NiMoV(LJ)钢钢(1)化学成分化学成分：表表LJ钢的化学成分（质量分数）钢的化学成分（质量分数）（%）C CMnMnSiSiCrCrNiNiMoMoV V 0.080.080.30.30.20.23.63.64.24.20.30.30.70.70.20.20.60.60.080.080.150.15该钢含碳量很低，因而塑性优异、变形抗力低。钢中该
15、钢含碳量很低，因而塑性优异、变形抗力低。钢中主加元素为铬，辅加元素为镍、钼、钒等，合金元素的主主加元素为铬，辅加元素为镍、钼、钒等，合金元素的主要作用是提高淬透性和渗碳能力，增加渗碳层的硬度和耐要作用是提高淬透性和渗碳能力，增加渗碳层的硬度和耐磨性以及心部的强韧性。磨性以及心部的强韧性。任务二选用塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料1、渗碳型塑料模具用钢、渗碳型塑料模具用钢(2)工艺性能工艺性能：LJ钢具有良好的锻造性能和热处理工艺钢具有良好的锻造性能和热处理工艺性。性。锻造：加热锻造：加热1230，始锻：，始锻：1200，终锻：，终锻：900。退火：加热退火：加热88
16、02，炉冷至，炉冷至650出炉空冷出炉空冷硬度硬度100105HBS，可顺利进行冷挤压成形。，可顺利进行冷挤压成形。渗碳：渗碳：930(68),LJ钢渗碳速度快，渗层比钢渗碳速度快，渗层比20钢深一倍。钢深一倍。淬火：淬火：850870油淬油淬回火：回火：2002202表面表面5860HRC，心部，心部2729HRC，变形微小。，变形微小。任务二选用塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料1、渗碳型塑料模具用钢、渗碳型塑料模具用钢(3)实际应用实际应用：用冷挤压法成形制造塑料模具用冷挤压法成形制造塑料模具LJ钢冷成形性与工业纯铁相近，模具型腔轮廓清晰、钢冷成形性与工业纯铁相
17、近，模具型腔轮廓清晰、光洁、精度高。光洁、精度高。LJ钢主要用来替代钢主要用来替代10、20钢及工业纯钢及工业纯铁等冷挤压成形的精密塑料模。由于渗碳淬硬层较深，铁等冷挤压成形的精密塑料模。由于渗碳淬硬层较深，基体硬度高，不会出现型腔表面塌陷和内壁咬伤现象，基体硬度高，不会出现型腔表面塌陷和内壁咬伤现象，使用效果良好。使用效果良好。任务二选用塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料1、渗碳型塑料模具用钢、渗碳型塑料模具用钢（二）（二）12CrNi3A钢钢(1)化学成分化学成分：中淬透性合金渗碳钢：中淬透性合金渗碳钢该钢含碳量低，加入镍、铬合金元素，以提高钢的淬透该钢含碳量低，
18、加入镍、铬合金元素，以提高钢的淬透性和渗碳层的强韧性，尤其是镍，在产生固溶强化的同性和渗碳层的强韧性，尤其是镍，在产生固溶强化的同时，明显增加钢的塑韧性。与其它冷成形塑料模具钢相时，明显增加钢的塑韧性。与其它冷成形塑料模具钢相比，该钢的冷成形性属于中等。比，该钢的冷成形性属于中等。任务二选用塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料1、渗碳型塑料模具用钢、渗碳型塑料模具用钢（二）（二）12CrNi3A钢钢CSiMnCrNiP、S0.090.160.170.370.300.600.600.902.753.250.025表表12CrNi3A钢的化学成分钢的化学成分（质量分数）（质
19、量分数）（%）任务二选用塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料(2)工艺性能工艺性能：锻造工艺锻造工艺：加热：加热1200，始锻，始锻1150，终锻，终锻850退火工艺退火工艺：74076046,以以510的速度缓冷的速度缓冷至至600，再炉冷至室温，再炉冷至室温,硬度硬度160HBS，适于冷挤压成形。，适于冷挤压成形。正火工艺正火工艺：87090034后空冷后空冷,硬度硬度229HBS，切，切削加工性良好。削加工性良好。气体渗碳气体渗碳：90092067,渗碳层：渗碳层：0.91.0淬火工艺淬火工艺：渗碳后预冷至：渗碳后预冷至800850直接油淬或空冷直接油淬或空冷表层
20、硬度：表层硬度：5662HRC心部硬度：心部硬度：250380HBS，变形微小。，变形微小。任务二选用塑料模具材料1、渗碳型塑料模具用钢、渗碳型塑料模具用钢（二）（二）12CrNi3A钢钢三、几种典型塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料1、渗碳型塑料模具用钢、渗碳型塑料模具用钢（二）（二）12CrNi3A钢钢3.实际应用实际应用：冷挤压成形的形状复杂的浅型腔塑料模冷挤压成形的形状复杂的浅型腔塑料模具，大、中型切削加工成形的塑料模具具，大、中型切削加工成形的塑料模具为了改善切削加工性，模坯须经正火处理，为了改善切削加工性，模坯须经正火处理，任务二选用塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料三、几种典
21、型塑料模具材料2、淬硬型塑料模具用钢、淬硬型塑料模具用钢（1）常用钢种常用钢种碳素工具钢碳素工具钢：T7A、T8A高碳低合金冷作模具钢：高碳低合金冷作模具钢：9SiCr、9Mn2V、CrWMn、GCr15、7CrSiMnMoV高耐磨冷作模具钢：高耐磨冷作模具钢：Cr12、Cr12MoV高速钢：高速钢：W6Mo5Cr4V2基体钢和某些热作模具钢：基体钢和某些热作模具钢：65Nb等等（2）热处理热处理淬火淬火+低温回火（少数采用中温回火或高温回火）低温回火（少数采用中温回火或高温回火）硬度：硬度：4550HRC任务二选用塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料2、淬硬型塑料模具
22、用钢、淬硬型塑料模具用钢（3）实际应用实际应用碳素工具钢碳素工具钢：尺寸较小尺寸较小、受力较小受力较小、形状简单形状简单、精度、精度要要求不高的塑料模具求不高的塑料模具;低合金冷作模具钢低合金冷作模具钢：尺寸较大、形状较复杂尺寸较大、形状较复杂、精度较高精度较高的塑料模具的塑料模具;Cr12型钢型钢：高耐磨性的大型、复杂和精密的塑料模具高耐磨性的大型、复杂和精密的塑料模具;基体钢和基体钢和热作模具钢热作模具钢：较高强韧性和一定耐磨性的塑料较高强韧性和一定耐磨性的塑料模具。模具。GD钢：钢：新的淬硬型塑料模具钢。该钢强韧性高、淬透性新的淬硬型塑料模具钢。该钢强韧性高、淬透性和耐磨性好，淬火变形小
23、，价格低。和耐磨性好，淬火变形小，价格低。取代取代Cr12MoV钢或基体钢或基体钢制造大型、高耐磨、高精度塑料模具，钢制造大型、高耐磨、高精度塑料模具，不仅降低了成本，不仅降低了成本，而且提高了模具的使用寿命。而且提高了模具的使用寿命。任务二选用塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料3、预硬型塑料模具用钢、预硬型塑料模具用钢预硬钢预硬钢：就是供应时就是供应时已预先进行了热处理已预先进行了热处理，并使之，并使之达到模具使用态硬度的钢。达到模具使用态硬度的钢。特点特点：在在硬度硬度3040HRC的状态下可以直接进行成的状态下可以直接进行成型车削、钻孔、铣削、雕刻、精锉等加工，
24、精加工后可型车削、钻孔、铣削、雕刻、精锉等加工，精加工后可直接交付使用，这就完全避免了热处理变形的影响，从直接交付使用，这就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。而保证了模具的制造精度。典型典型钢种：钢种：3Cr2Mo（P20）钢）钢3Cr2NiMo（P4410）钢）钢8Cr2MnWMoVS（8Cr2S）钢）钢5CrNiMnMoVSCa（5NiSCa）钢）钢Y55CrNiMnMoV（SM1）钢）钢任务二选用塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料3、预硬型塑料模具用钢、预硬型塑料模具用钢（一）（一）3Cr2Mo（P20）钢）钢3Cr2Mo钢是引进的美国塑料模
25、具钢常用钢号。钢是引进的美国塑料模具钢常用钢号。（1）化学成分及相变点化学成分及相变点CSiMnCrMoP、S0.280.40 0.200.80 0.601.00 1.402.00 0.300.550.0303Cr2Mo钢的化学成分钢的化学成分（质量分数）（质量分数）（%）相变点相变点：c1=770，Ac3=825，Ar1=640，Ar3=760，s=300，f=120。任务二选用塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料3、预硬型塑料模具用钢、预硬型塑料模具用钢（2）工艺性能）工艺性能锻造：加热锻造：加热11001150，始锻，始锻10501100，终锻终锻850，锻后空冷
26、。，锻后空冷。退火：退火：85024h+72046h，500出炉空冷。出炉空冷。淬火及回火：淬火及回火：860870油淬，油淬，540580回火。回火。预硬态硬度为预硬态硬度为3035HRC。化学热处理：渗碳淬火后表面硬度可达化学热处理：渗碳淬火后表面硬度可达65HRC具有较高的热硬度及耐磨性。具有较高的热硬度及耐磨性。（一）（一）3Cr2Mo（P20）钢）钢任务二选用塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料3、预硬型塑料模具用钢、预硬型塑料模具用钢（一）（一）3Cr2Mo（P20）钢）钢（3）力学性能力学性能硬度硬度HRCb/Mpa0.2/MPa5(%)(%)k/(J/c
27、m2)3012501140145811.5P20钢室温力学性能钢室温力学性能(850淬火，淬火，550回火回火)任务二选用塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料3、预硬型塑料模具用钢、预硬型塑料模具用钢（一）（一）3Cr2Mo（P20）钢）钢（4 4）实际应用实际应用制造大型塑料模具制造大型塑料模具：电视机的外壳电视机的外壳模具、模具、洗衣机面板盖洗衣机面板盖模具模具其切削加工性能及抛光性能均显著优于其切削加工性能及抛光性能均显著优于4545钢，在相同抛钢，在相同抛光条件下，表面粗糙度比光条件下，表面粗糙度比4545钢低钢低1 13 3级。级。制造电视机外壳塑料模具，成型
28、制造电视机外壳塑料模具，成型2424万模次，模具仍完好万模次，模具仍完好无损。无损。任务二选用塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料3、预硬型塑料模具用钢、预硬型塑料模具用钢（二）（二）3Cr2NiMo（P4410）钢）钢（1）化学成分及相变点化学成分及相变点3Cr2NiMo钢是钢是3Cr2Mo钢的改进型。钢的改进型。国内试制的国内试制的P4410钢钢(瑞典生产的瑞典生产的718钢钢)CMnSiCrMoNiPS0.280.400.601.000.200.801.402.000.300.550.801.200.0200.015P4410的化学成分（质量分数）的化学成分（质量
29、分数）（%）相变点相变点:Ac1=725,Ac3=810,Ms=280。任务二选用塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料3、预硬型塑料模具用钢、预硬型塑料模具用钢（二）（二）3Cr2NiMo（P4410）钢）钢(2)(2)生产工艺生产工艺碱性平炉粗炼碱性平炉粗炼真空脱气、钢包喷粉精炼真空脱气、钢包喷粉精炼水压机锻水压机锻造造粗加工粗加工超声波探伤超声波探伤调质热处理调质热处理检验出厂。检验出厂。钢材洁净度较高，组织细密，镜面抛光性能好，表面钢材洁净度较高，组织细密，镜面抛光性能好，表面粗糙度可达粗糙度可达R Ra0.05a0.050.025m0.025m。任务二选用塑料模
30、具材料三、几种典型塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料3、预硬型塑料模具用钢、预硬型塑料模具用钢（二）（二）3Cr2NiMo（P4410）钢）钢(3)性能特点性能特点试验温试验温度度/b/MPas/MPa(%)(%)k/(J/cm2)HRC室温室温1120102016619635200100688213.65640088281114.067P4410钢的力学性能钢的力学性能(860淬火，淬火，650回火回火)预硬态硬度值为预硬态硬度值为3236HRC。不需退火，可直接进行车、铣、磨等加工。不需退火，可直接进行车、铣、磨等加工。不需淬火回火，可直接使用，没有热处理变不需淬火回火，可直接使用，没有
31、热处理变形。形。任务二选用塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料3、预硬型塑料模具用钢、预硬型塑料模具用钢（二）（二）3Cr2NiMo（P4410）钢）钢(4)(4)应用应用适于制造：适于制造：大型、复杂、精密塑料模具。大型、复杂、精密塑料模具。进一步提高模具寿命的方法：进一步提高模具寿命的方法：化学热处理：渗氮、渗硼化学热处理：渗氮、渗硼火焰局部加热淬火：火焰局部加热淬火：800800825825，空冷或压缩空气冷却，空冷或压缩空气冷却，565662HRC62HRC表面镀铬：表面硬度可由表面镀铬：表面硬度可由370370420HV420HV提高到提高到1000HV100
32、0HV，显，显著提高模具的耐磨性和耐蚀性。著提高模具的耐磨性和耐蚀性。补焊：修补，焊接质量良好，可以进行加工。补焊：修补，焊接质量良好，可以进行加工。任务二选用塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料3、预硬型塑料模具用钢、预硬型塑料模具用钢（三）（三）8Cr2MnWMoVS（8Cr2S）钢）钢由华中科技大学、首钢等单位研制的易切削精密塑料由华中科技大学、首钢等单位研制的易切削精密塑料成形模具钢，是为适应精密塑料模和薄板无间隙精密冲裁成形模具钢，是为适应精密塑料模和薄板无间隙精密冲裁模之急需而设计的。模之急需而设计的。CSiMnCrMoWVS0.750.850.401.30
33、1.702.302.600.500.800.701.100.100.250.080.158Cr2S钢的化学成分钢的化学成分任务二选用塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料3、预硬型塑料模具用钢、预硬型塑料模具用钢（三）（三）8Cr2MnWMoVS（8Cr2S）钢）钢（1 1）钢的特点）钢的特点淬透性好淬透性好,热处理变形小：热处理变形小：空冷淬硬直径空冷淬硬直径100mm100mm以上，空淬硬度为以上，空淬硬度为61.561.562HRC62HRC，当，当860860900900淬火，淬火，160160300300回火时，轴向总变形率回火时，轴向总变形率0.09%0.09
34、%，径向总变形率，径向总变形率0.15%0.15%。切削性能好：切削性能好：退火硬度为退火硬度为207207239HBS239HBS，切削加，切削加工时，可比一般工具钢缩短加工工时工时，可比一般工具钢缩短加工工时1/31/3以上。硬态以上。硬态404045HRC45HRC时，用高速钢或硬质合金刀具进行车、铣、时，用高速钢或硬质合金刀具进行车、铣、刨、镗、钻等加工，相当于碳钢调质态，硬度为刨、镗、钻等加工，相当于碳钢调质态，硬度为30HRC30HRC左右的切削性能，远优于左右的切削性能，远优于Cr12MoVCr12MoV钢退火态硬钢退火态硬度为度为240HBS240HBS时的切削性能。时的切削性
35、能。任务二选用塑料模具材料 三、几种典型塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料3、预硬型塑料模具用钢、预硬型塑料模具用钢（三）（三）8Cr2MnWMoVS（8Cr2S）钢）钢镜面研磨抛光性好：镜面研磨抛光性好：采用相同的研磨加工，其表面粗糙采用相同的研磨加工，其表面粗糙度比一般合金工具钢低度比一般合金工具钢低1 12 2级，最低表面粗糙度为级，最低表面粗糙度为R Ra a 0.10.1m m。表面处理性能好：表面处理性能好：渗氮性良好，渗氮层达渗氮性良好，渗氮层达0.20.20.3mm0.3mm，渗硼附着力强。渗硼附着力强。任务二选用塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料3
36、、预硬型塑料模具用钢、预硬型塑料模具用钢（三）（三）8Cr2MnWMoVS（8Cr2S）钢）钢（2 2）应用）应用 8Cr2S8Cr2S作为预硬钢适宜于作为预硬钢适宜于制作各种类型的塑料模、胶制作各种类型的塑料模、胶木模、陶土瓷料模木模、陶土瓷料模以及印制板的冲孔模。该钢种制作的模以及印制板的冲孔模。该钢种制作的模具具配合精密度较其它合金工具钢高配合精密度较其它合金工具钢高1 12 2个数量级，个数量级，表面粗表面粗造度低造度低1 12 2级，使用寿命普遍高级，使用寿命普遍高2 23 3倍，有的高十几倍。倍，有的高十几倍。任务二选用塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料3
37、、预硬型塑料模具用钢、预硬型塑料模具用钢（四）（四）5CrNiMnMoVSCa（5NiSCa）钢）钢易切削高韧性塑料模具钢易切削高韧性塑料模具钢在预硬态（在预硬态（353545HRC45HRC）韧性和切削加工性良好；镜面）韧性和切削加工性良好；镜面抛光性能好，表面粗糙度低，可达抛光性能好，表面粗糙度低，可达R Ra 0.2a 0.20.10.1m m，使用过，使用过程中表面粗糙度保持能力强；花纹蚀刻性能好，清晰，逼真；程中表面粗糙度保持能力强；花纹蚀刻性能好，清晰，逼真；淬透性好，可作型腔复杂、质量要求高的塑料模。该钢在高淬透性好，可作型腔复杂、质量要求高的塑料模。该钢在高硬度下（硬度下（50
38、HRC50HRC以上），热处理变形小，韧性好，并具有较以上），热处理变形小，韧性好，并具有较好的阻止裂纹扩展的能力。好的阻止裂纹扩展的能力。任务二选用塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料3、预硬型塑料模具用钢、预硬型塑料模具用钢（四）（四）5CrNiMnMoVSCa（5NiSCa）钢）钢（1 1）化学成分及相变点）化学成分及相变点CCrNiMnMoVSCa0.570.891.031.190.520.260.0280.00365NiSCa钢的化学成分（质量分数）（钢的化学成分（质量分数）（%）加热时相变点加热时相变点695695735735，冷却时相变点，冷却时相变点37
39、8378305305，Ms220Ms220。任务二选用塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料3、预硬型塑料模具用钢、预硬型塑料模具用钢（四）（四）5CrNiMnMoVSCa（5NiSCa）钢）钢（2 2）工艺性能）工艺性能锻造：加热锻造：加热11001100，始锻，始锻1070107011001100，终锻，终锻850850，锻后砂冷。，锻后砂冷。球化退火：球化退火：7707703h+6603h+6607h7h，炉冷到，炉冷到550550出出炉空冷。退火硬度炉空冷。退火硬度241HBS241HBS，加工性能良好。，加工性能良好。淬火：淬火：880880900900，小件取
40、下限，大件取上限，油，小件取下限，大件取上限，油冷或冷或260260硝盐分级淬火。硝盐分级淬火。任务二选用塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料3、预硬型塑料模具用钢、预硬型塑料模具用钢（四）（四）5CrNiMnMoVSCa（5NiSCa）钢）钢（3）力学性能）力学性能采用了采用了S-Ca复合易切削系和喷射冶金技术，硫化物复合易切削系和喷射冶金技术，硫化物的分布比较均匀的分布比较均匀,有高的淬透性和镜面抛光性，有高的淬透性和镜面抛光性，模具硬度模具硬度为为3545HRC时，可顺利进行各种加工。时，可顺利进行各种加工。5NiSCa钢经钢经880和和900淬火后的力学性能，见
41、表所列。淬火后的力学性能，见表所列。任务二选用塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料3、预硬型塑料模具用钢、预硬型塑料模具用钢（四）（四）5CrNiMnMoVSCa（5NiSCa）钢）钢淬火淬火/回火回火/0.2/Mpab/MPabc/MPa(%)(%)k/(J/cm2)HRC8805751240.71274.01271.18.842.146.145.56251240.71274.01271.18.842.146.1396501008.41045.71011.49.045.356.8369005751364.21430.81442.67.939.642.147625125
42、2.41291.61355.38.341.74941.56501061.31084.91110.310.547.066.637任务二选用塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料3、预硬型塑料模具用钢、预硬型塑料模具用钢（四）（四）5CrNiMnMoVSCa（5NiSCa）钢）钢（4 4）生产应用）生产应用制造制造型型腔复杂、型腔质量要求高的腔复杂、型腔质量要求高的塑料模具塑料模具注射模注射模压缩模压缩模橡胶模橡胶模印制板冲孔模印制板冲孔模任务二选用塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料3、预硬型塑料模具用钢、预硬型塑料模具用钢（五）（五）Y55CrNi
43、MnMoV（SM1）钢）钢SM1SM1属易切削调质型预硬化塑料模具钢，预硬态交货，预属易切削调质型预硬化塑料模具钢，预硬态交货，预硬硬度为硬硬度为353540HRC40HRC。易切削效果明显、性能稳定、综合性能。易切削效果明显、性能稳定、综合性能明显优于明显优于4545钢，还具有耐蚀性较好和可渗氮等优点。钢，还具有耐蚀性较好和可渗氮等优点。任务二选用塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料3、预硬型塑料模具用钢、预硬型塑料模具用钢（五）（五）Y55CrNiMnMoV（SM1）钢）钢（1 1）化学成分及相变点）化学成分及相变点SM1钢化学成分（质量分数）钢化学成分（质量分数）
44、(%)CMnSPCrNiMoVSi0.500.600.801.200.0800.1500.0300.801.201.001.500.200.500.100.300.40相变点相变点：Ac1=712、Ac3=772、s=290。任务二选用塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料3、预硬型塑料模具用钢、预硬型塑料模具用钢（五）（五）Y55CrNiMnMoV（SM1）钢）钢（2 2）工艺性能）工艺性能锻造：锻造性能良好，锻造无特殊要求。锻造：锻造性能良好，锻造无特殊要求。软化软化处理处理：8008003 3+680+680 5 5，硬度，硬度235HBS235HBS。淬火、回火：
45、淬火、回火：800800860860加热油淬，加热油淬，600600650650回火回火任务二选用塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料3、预硬型塑料模具用钢、预硬型塑料模具用钢（五）（五）Y55CrNiMnMoV（SM1）钢）钢（3 3）力学性能）力学性能b/MPa0.2/Mpa5(%)(%)k/(J/cm2)硬度硬度HRC117698015454435SM1钢的力学性能钢的力学性能任务二选用塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料3、预硬型塑料模具用钢、预硬型塑料模具用钢（五）（五）Y55CrNiMnMoV（SM1）钢）钢（4 4）实际应用）实际应
46、用Y55CrNiMnMoVY55CrNiMnMoV钢生产工艺简便易行，性能优越稳定，钢生产工艺简便易行，性能优越稳定，使用寿命长。经电子、仪表、家电、玩具、日用五金等行使用寿命长。经电子、仪表、家电、玩具、日用五金等行业推广应用，效果显著。业推广应用，效果显著。任务二选用塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料4、时效硬化型塑料模具用钢、时效硬化型塑料模具用钢成分成分特点特点：碳含量低、合金度较高碳含量低、合金度较高热处理特点：热处理特点：固溶处理（温度高）固溶处理（温度高）+时效（温度低）时效（温度低）性能特点：性能特点：固溶处理后，固溶处理后，硬度低硬度低HRC30左右
47、左右，可，可机械机械成型加工成型加工。低温低温时效处理时效处理，析出弥散合金化合物，析出弥散合金化合物，获获高高硬硬度，这就度，这就有效地保证了模具最终尺寸和形状的精度。有效地保证了模具最终尺寸和形状的精度。介绍几种时效硬化型塑料模具用钢。介绍几种时效硬化型塑料模具用钢。25CrNi3MoAl钢钢18Ni类钢类钢06Ni6CrMoVTiAl（06Ni）钢）钢10Ni3MnCuAlMoS（PMS）镜面塑料模具钢）镜面塑料模具钢Y20CrNi3AlMnMo（SM2）钢）钢任务二选用塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料4、时效硬化型塑料模具用钢、时效硬化型塑料模具用钢（一）（
48、一）25CrNi3MoAl25CrNi3MoAl钢钢25CrNi3MoAl25CrNi3MoAl属低镍无钴时效硬化钢，这是参考了美国属低镍无钴时效硬化钢，这是参考了美国P21P21钢的成分，并根据我国冶炼工业的特点及使用厂对性能钢的成分，并根据我国冶炼工业的特点及使用厂对性能的要求加以改进而研制的一种新型时效硬化钢，为我国时效的要求加以改进而研制的一种新型时效硬化钢，为我国时效硬化型精密塑料模具专用钢种填补了空白。硬化型精密塑料模具专用钢种填补了空白。（低镍无钴，价（低镍无钴，价格远低于马氏体时效钢格远低于马氏体时效钢-06Ni6CrMoVTiAl06Ni6CrMoVTiAl和和18Ni18N
49、i系列钢系列钢 ）任务二选用塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料4、时效硬化型塑料模具用钢、时效硬化型塑料模具用钢（一）（一）25CrNi3MoAl25CrNi3MoAl钢钢（1 1）化学成分和相变点）化学成分和相变点CCrNiMoAlSiMnS、P0.20.31.21.83.04.00.20.41.01.60.20.50.50.80.0325CrNi3MoAl钢的化学成分（质量分数钢的化学成分（质量分数)（%）相变点相变点Ac1740，Ac3780，Ms290。任务二选用塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料4、时效硬化型塑料模具用钢、时效硬化型
50、塑料模具用钢（一）（一）25CrNi3MoAl25CrNi3MoAl钢钢（2 2）力学性能力学性能加热温度加热温度/8809209601000硬度硬度HRC4948.546.445.625CrNi3MoAl钢经不同温度钢经不同温度（保温（保温30min）固溶处理后的硬度固溶处理后的硬度880水冷水冷(马氏体马氏体)后后49HRC，经过，经过680 46h高温回高温回火（火（回火马氏体，不析出回火马氏体，不析出Ni3Al相相），软化至），软化至2223HRC后，后，进行机械加工。进行机械加工。任务二选用塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料三、几种典型塑料模具材料4、时效硬化型塑料模具用钢、时效硬