[科普中國]-時效硬化型塑料模具用鋼

時效硬化型塑料模具鋼適用于制造預(yù)硬化鋼的硬度滿足不了要求，又不允許有較大熱處理變形的模具。這種鋼在調(diào)質(zhì)狀態(tài)進(jìn)行切削加工，加工后通過數(shù)小時的時效處理，硬度等力學(xué)性能大大提高，時效處理的變形相當(dāng)小，一般僅有0.01%~0.03%的收縮變形。若采用真空爐或輝光時效爐進(jìn)行時效處理，則可在鏡面拋光后再進(jìn)行時效處理。時效硬化鋼有低鎳時效鋼和馬氏體時效鋼兩類。我國現(xiàn)有的低鎳時效硬化鋼有25CrNi3MoAl鋼、SM2鋼( Y20CrNi3IMnMo)、PMS鋼(10Ni3MnCuAl)和06鋼(06Ni6Cr- MoVTiAl)等。

塑料模具材料的熱加工工藝性能(1)具有良好鍛造工藝性能。熱鍛變形拉力小，塑性好，鍛造溫度范圍寬，鍛裂、冷裂及析出網(wǎng)狀碳化物傾向小。

(2)具有良好鑄造工藝性能。金屬鑄造流動性要好，收縮性小，避免白口化、馬口化。

(3)具有良好的焊接性能。焊接的接合性能和使用性能要好。

(4)具有良好的熱處理加工性能。淬透性、淬硬性、回火穩(wěn)定性、過熱敏感性要好。淬火變形與開裂的傾向小。

(5)具有良好的電加工性。模具材料在電加工過程中有時會出現(xiàn)一般機(jī)械加工不會出現(xiàn)的問題。1

塑料模具材料的冷加工工藝性能(1)具有良好的切削加工工藝性。因為塑料模具型腔的幾何形狀大多比較復(fù)雜，型腔表面質(zhì)量要求高，難加工部位相當(dāng)多，所以塑料模具材料應(yīng)具有良好的切削加工工藝性能。

(2)具有良好的鏡面拋光性能。一般塑料模具型腔面的表面粗糙度Ra值為0.16～0.08μm，粗糙度低于0.4μm時，可呈鏡面光澤，尤其是用于透明塑料制品的模具，對模具材料的鏡面拋光性能要求更高。鏡面拋光。性能不好的材料，在拋光時會形成針眼、空洞和斑痕等缺陷。模具的鏡面拋光性能主要與模具材料的純凈度、硬度和顯微組織等因素有關(guān)。硬度高、晶粒細(xì)有利于鏡面拋光；硬脆的非金屬夾雜物、宏觀和微觀組織的不均勻性，則會降低鏡面拋光性能。因此，鏡面拋光性能好的模具鋼大多是超潔凈鋼。1

種類我國現(xiàn)有的低鎳時效硬化鋼有25CrNi3MoAl 鋼、SM2鋼( Y20CrNi3IMnMo)、PMS鋼(10Ni3MnCuAI)和06鋼(06Ni6Cr-MoVTiAl)等。06鋼采用850CX8h固溶處理后，硬度為20~28HRC，切削性能和拋光性能都很好，經(jīng)500~550℃X4h時效處理后，硬度為43~48HRC，時效處理的變形很小，適用于制作高精度塑料模具、透明塑料模具等。PMS鋼具有優(yōu)良的鏡面加工性能，模具表面粗糙度可達(dá)Ra0.05pm，適用于制造要求高鏡面、高精度的各種塑料模具。如光學(xué)鏡片模具，磁帶內(nèi)外殼和電話機(jī)、石英鐘、車輛、燈具等塑料殼體模具等。SM2鋼含0.1%左右的硫，切削加工性能得到了改善，是一種易切削型時效塑料模具鋼。2

特點時效硬化型塑料模具鋼碳含量較低，并含有Ni、Al、Ti、Cu、Mo等合金元素，一般先經(jīng)固溶處理(有可逆時效性能的鋼種可補(bǔ)加高溫回火)，在低硬度下加工，成型后進(jìn)行時效處理，硬度提高至45~50HRC。其適于制造形狀復(fù)雜、高精度及透明塑料的模具。值得注意的是，如固溶處理后硬度很低時，也可采用冷擠壓成型法來制作復(fù)雜型腔的模具。國內(nèi)典型的鋼種有1Ni3Mn2CuAIMo(PMS)、25CrNi3MoAI、06Ni6CrMoVTiAl鋼1Ni3Mn2CuAlMo(PMS)是高級鏡面Ni-Cu-Al析出硬化鋼，經(jīng)電渣重熔后，鋼質(zhì)純凈，而且具有優(yōu)異的鏡面拋光性、良好的圖案蝕刻性、冷熱加工性及綜合力學(xué)性能，時效處理的變形量極小(萬分之5以下)，是熱塑性塑料透明件和各種高光亮度要求的塑料制品成型模的專用鋼，如制造各種光學(xué)塑料鏡片、外觀要求極高的光潔、光亮和家用電器。該鋼滲氮性能好，時效處理可與滲氮同時進(jìn)行。另外，還有良好的焊補(bǔ)性。2

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

楊明 - 副教授 - 西南大學(xué)