塑料模具淬火硬度多少好,塑料模具钢热处理

　　在工业和日常生活中，塑料制品得到了广泛的应用。注射成型模具已经向精密化、大型化方向发展，对塑料模具钢的性能要求越来越高。塑料钢的性能应根据塑料种类、产品用途、成型方法和批量生产尺寸来确定。一般要求塑料模具钢具有良好的综合性能，对磨具材料的强度和韧性要求不如冷热模具高，但对材料的加工性能要求较高，如热处理方法简单、变形小或不变形、切削性能好、抛光性能图案蚀刻性能好等。

　　塑胶模具钢所规定的基本特性如下：

　　综合物理成型模具在工作过程中会受到不同的温度、压力、腐蚀和损坏。因此，要求模具材料机构均匀，没有网状和带状渗碳体。热处理过程应具有较小的氧化、渗碳和崎岖趋势，热处理后应具有一定的强度。为了保证足够的耐磨性，许多注塑模经过调质后，进行渗氮或镀铬等表面强化处理。

　　2)对于大型、复杂、精密的注射模具，切削性能一般预硬化到28~35HRC中间，然后进行钻孔和磨削，然后投入使用，直到规定的尺寸和精度，从而消除热处理变形、氧化和渗碳的不足。因此添加易切削原素S是很常见的、为了提高预硬的切削性能，Co和希土。

　　镜面加工特性对光盘、塑料镜片等塑料制品的外观粗糙度要求较高，主要由模腔粗糙度来保证。普通模具型腔的粗糙度将高于塑料制品。模钢的镜面加工性能与钢的纯度、机构、硬度和镜面加工工艺有关。强、细、均匀显微组织、非金属夹杂少，都有利于提高抛光处理能力。对抛光处理要求较高的塑料模具钢通常采用真空熔炼、真空除气。

　　4)一些塑料制品表面规定的图案蚀刻特性显示出清晰饱满的图案图案。皮革行业的大型纹路压花板要求模具钢具有良好的图案雕刻特性。图案光刻特性对材料的要求与抛光处理特性相似，钢材纯净度较高，机构致密，强度较高。

　　5)在ABS树脂中加入抗燃剂时，含氯和氟的树脂在成型过程中会释放出腐蚀性汽体。因此，这类注塑模具应选用耐腐蚀塑料模具钢，或镀铬，或使用镍磷非晶体镀层。

　　另外，还规定塑料模具钢具有较好的预硬化性能，较高的冷压性能补焊性能等。

　　根据成分和性能指标，塑料模具钢可分为：渗氮型、预硬化型、耐腐蚀型、时效硬化型、冷挤压型等。他们的热处理分为以下几种。

　　渗氮注塑模具钢的热处理

　　注塑模具零件受冲击较大，规定表面坚硬，芯部坚韧，一般采用渗碳工艺、碳氮共渗工艺等。

　　普通渗氮部件可采用结构钢合金渗碳钢，其热处理方法与结构部件基本一致。对表面质量要求较高的注塑模具成型部件，应采用专业钢材。热处理的关键在于选择前沿的渗氮设备，严格控制工艺流程，保证渗碳层的组织和技术性能。

　　热处理行业工艺标准可参照渗氮或碳氮共渗工艺规范：JB《钢的渗碳与碳氮共渗淬火回火处理》/T3999-1999。

　　普通渗氮型橡塑模具钢有20种、20Cr、l2CrNi2、l2CrNi3、l2Cr2Ni4、Ni4钢等20Cr2。

　　l2CrNi3钢l2CrNi3钢是一种传统的中淬透性合金渗碳钢，具有中等的冷成型特性。该钢碳成分较低，加入合金元素镍、铬，提高钢的淬透性和渗碳层的强韧性，特别是加入镍后，可明显增强钢的塑性，同时产生固溶强化。该钢具有良好的锻造性能，锻造加热温度为1200℃，始锻温度为1150℃，更终锻造温度大于850℃，锻造后冷却缓慢。

　　l2CrNi3钢主要用于冷挤压成型复杂的浅凹模注塑模，或用于切削成型的大、中型注塑模。选择切削加工制造注塑模具，为提高切削加工性能，模坯必须经过正火处理。采用冷挤压成型凹模，锻造后必须进行软化退火工艺。

　　在选择汽体渗碳工艺时，12CrNi3钢的加热温度为900~920℃，保温6~7h，可获得0.9~1.0mm的渗碳层，渗氮后预冷至800~850℃，立即进行油冷或空冷淬火，淬火后表面强度可达56~62HRC，芯部强度为250~380HBS。

　　2)20Cr2Ni4钢20Cr2Ni4钢是一种高强度合金渗碳钢，具有良好的综合物理性能，其淬透性和韧性均超过l2CrNi3钢。锻造性能优异，锻造加热温度为1200℃，始锻温度为1150℃，更终锻造温度在850℃以上，锻造后冷却缓慢。

　　预硬化注塑模具钢的热处理

　　预硬塑料模具钢是指由热处理的模块，提前调整到一定强度(一般分为10HRC、20HRC、30HRC、由40HRC四级供应的钢材，待磨具成型后，可直接使用，无需进行更后的热处理，从而减少由热处理引起的磨具变形和开裂，这种钢叫做预硬化钢。预硬化钢材更适合制作外形复杂、中型精密注塑模具。更适合制作外形复杂、中型精密注塑模具的预硬化钢。常用的预硬橡塑模具钢有3Cr2Mo(P20)、P44103Cr2NiMo、MoVS8Cr2MnW、MoSiVl4Cr5、P20SRe、5NiSCa等。

　　1) 3Cr2Mo钢3Cr2Mo(现为SM3Cr2Mo)钢是更早纳入标准的预硬化塑料模具钢，与美国P20钢相当，瑞典也有类似的钢。(瑞典)的718、40CrMnMo7德国、HPM2钢在日本等。3Cr2 GB/Mo钢是GB/T 1299-1985中**的塑料模具钢主要用于聚甲醛、ABS塑料、醋酸丁酸纤维、聚碳酸纤维。(PC)、聚脂(PEF)、聚乙烯(DPE)、聚丙稀(PP)、聚氯乙烯(PVC)等热固性塑料注射模具。

　　我国某工厂介绍的3Cr2Mo钢强化热处理方法：淬火温度840~880℃，油冷；温度600~650℃，空冷，强度28~33HRC。

　　美国规范(AISI, SAE)P20钢渗氮后热处理方法介绍：淬火温度820~870℃，回火温度150~260℃，空冷，强度58~64HRC。 (渗碳层表面硬度)。

　　8Cr2MnWMoVS (8Cr2S)钢为了提高预硬化钢的切削性能，在保证原有特性的前提下，加入一种或多种易切削合金元素，成为易切削预硬化钢。

　　8Cr2S钢是中国开发的硫系易切削预硬化高碳钢。这种钢不仅可以用来制作精密零件的冷冲压模具，还可以用来制作预硬化后的塑料成型模具。该钢具有强韧性强、切削性能好、抛光性能好、表面处理性能好等特点，可进行渗氮、渗硼、镀铬、镀镍等表面处理。

　　当8Cr2S钢热处理强度为40~42HRC时，其切削性能与淬火状Tl0A钢(200HBS)相当。具有良好的综合物理性能，可研磨抛光至Ra0.025μm,这种钢材具有良好的光刻腐蚀特性。

　　在240~280℃的硝盐中，8Cr2S钢的淬火加热温度为860~920℃，油冷淬火、空冷淬火或中等温淬火。空冷淬火直径100mm，淬火硬度为62~64HRC。在550~620℃的环境温度下可以选择回火温度，淬火强度为40~48HRC。由于加入了S，8Cr2S钢的预硬强度为40~48HRC，其机械加工性能与碳钢相似，碳钢调质为30HRC。

　　时效性硬化型注塑模具钢的热处理

　　对于复杂、**、寿命长的注塑模具，模具材料在使用状态下必须具有较强的综合物理性能，因此，必须采用更后的热处理。但是，选择一般的更终热处理方法，通常会导致模具热处理变形，模具精度难以达到规定。但固溶处理后时效硬化橡塑模具钢变松(一般为28~34HRC)，可进行切削处理，待冷拉成型后进行调质处理，可获得较高的综合物理性能。热处理变形不大，而且这种钢一般具有良好的焊接性能，能进行渗氮等特点。适用于制作复杂、**、寿命长的注塑模具。

　　时效性硬化塑料模具钢有奥氏体时效性硬化钢和析出(沉积)硬化钢。

　　奥氏体时效硬化钢奥氏体时效硬化钢具有屈强度比高、切削性能好、焊接性能好、热处理方法简单等特点。一种典型的钢种是18Ni系列，抗拉强度可以达到1400~3500MPa。这种钢制磨具虽然价格昂贵，但由于坚固耐用，综合经济效益仍然很高。

　　2)通过固溶处理和沉淀析出第二相，加强析出(沉积)硬化钢析出的硬化槽钢，强度在37~43HRC左右，可以满足一些注塑模具成型部件的要求。市场采用40HRC级预硬化供应，切削加工性能仍然令人满意。这种钢的冶金质量很高，一般采用特殊冶炼，因此纯度、镜面研磨、蚀花加工性能优异，使模具具有良好的精度和精度保持。它具有良好的焊接性能，表芯硬度均匀。

　　具有25CrNi3MoAl代表性的析出硬化型塑料模具钢，属于低碳中合金钢，与美国P21钢相当。通过渗氮处理，析出硬化型钢的模具零件可以进一步提高耐磨性、抗咬合性和磨具使用寿命。

　　抗腐蚀型注塑模具钢的热处理

　　在生产腐蚀性金属的塑料制品时，工作部件采用耐蚀钢。普通钢种有Crl3型

　　马氏体型不锈钢，如9Crl8钢。

　　9.1.四是防腐蚀注塑模具钢的热处理标准

　　编号

　　钢号

　　热处理

　　强度

　　备注

　　1

　　Crl3系列

　　油冷980~1050℃，淬火650~700℃，油冷。可以通过渗氮来提高表面的硬度和耐磨性，但是耐蚀性会降低。

　　229~341HBS

　　2

　　9crl8

　　850℃预热，1050~1100℃奥氏体化油冷却，-80℃冷暴力，160~260℃淬火3H，15~20h的应力退火130~140℃。

　　58~62HR

　　3

　　S-STAR

　　**加热500℃，第二次加热80℃，奥氏体化温度1020~1070℃，空冷、油冷或气冷均可，淬火：①规定200~400℃淬火，按照60~90min/25mm;②按照50~90min/25mm的规定，490~510℃淬火，

　　模具零件的精度维护要求很高，需要冷暴力。

　　供应预硬化钢， 31~34HRC;淬火回火供应，≤229HBS

　　日本大同特钢公司

　　值得注意的是，采用当前不锈钢标准钢号制作高镜面标准塑料模具钢成型部件，其表面质量要求难以满足。因此开发了防腐镜面塑料模具钢。因此

　　耐腐蚀塑料模具钢零件的热处理与普通不锈钢制品的热处理基本相同，其热处理方法可参照我国**标准：ZB/T36017-1990《不锈钢与耐热钢热处理》。