浅论塑料模具钢材料的性能与应用

陈妃权

摘 要：本文首先阐述塑料模具钢材料的分类，然后分析塑料模具钢材料性能的技术要求，再对目前塑料模具钢材料应用的情况进行分析，最后提出塑料模具钢材料的研制与应用的发展方向。

关键词：塑料、模具钢、性能

一、塑料模具钢材料的分类

1.塑料模具材料的种类

塑料模具材料的种类可分为：传统模具钢、有色金属合金钢、钢结硬质合金钢、镍基合金钢。其中传统模具钢分为：渗碳钢、预硬型钢、时效硬化钢、耐腐蚀型钢、非调质钢。

2.常见的塑料钢模具材料

二、塑料模具钢材料性能的技术要求

1.锻造加工性能强

塑料模具需要根据塑料成型的图案而制作，需要经过电火花加工或者钳工、铣工的工艺，同时需要考虑加工工具的寿命，以降低生产成本，这要求塑料模具用钢的硬度便于加工，因此塑料模具材料拥有良好的锻造加工性能。例如，在小型塑料模具制作时，其模仁、滑块、镶件等零件需要加工的地方特别多，只有拥有良好的锻造加工性能的模具材料，才能满足产品设计要求。又例如，在中型塑料模具的制作中，要采用铣削加工的方式处理模具外表及粗铣型腔，在选用模具材料的时候必须考虑加工刀具的寿命和承受加工材料硬度的能力。

2.良好的耐磨和耐腐蚀性

塑料模具在工作时需要承受各种压力和摩擦力，为了保证塑料成型的形状和尺寸的精度符合要求，塑料模具材料应该拥有足够的硬度，以保证塑料模具的耐磨性，避免因塑料模具材料的耐磨性不够而造成生产的塑料产品无法到达设计标准，使公司遭受经济损失。同时，塑料模具材料的耐磨性也影响这塑料模具的使用寿命，从制造成本的角度出发，也应选择良好的耐磨性的模具材料。除此之外，塑料模具还应拥有良好的耐腐蚀性。在塑料模具的使用过程中，不可避免的受到具有较强化学活性的物质的腐蚀，会对模具产生局部腐蚀点或面，造成塑料模具不符合技术标准要求，对产品的质量产生严重的影响。

3.良好的抛光性能和刻蚀性

随着科技的发展，社会对塑料产品的质量要求越来越高，高质量的塑料产品生产需要塑料模具型腔表面光滑，即要求模具的粗糙度值小。例如，注塑模型的塑料模具的表面粗糙度值要求小于Ra0.1～0.25，而要求抛光成镜面的塑料模具，其表面粗糙度要低于Ra0.4μm。塑料模具材料的抛光性能，不能关系到塑料制品的外观，而且关系的其能否顺利并脱模。塑料模具材料还要拥有良好的刻蚀性，因为塑料制品的形状越来越复杂，若塑料模具材料没有良好的刻蚀性，便不能满足市场对塑料模具设计精度要求，这将不利于企业的生产发展。

三、目前塑料模具钢材料应用的情况

1.行业技术标准的塑料模具钢材料概况

（1）GB1299—85中的3Cr2Mo钢是我国唯一国家标准的塑料模具钢。3Cr2Mo钢是由C、Si、 Mn、Cr、 Mo、P、S这几种化学元素组成，其锻造、退火、淬火及回火和化学热处理的生产工艺性能良好。3Cr2Mo钢广泛用于大型家用电器外壳的塑料模具制造。

（2）JB/T 6057—92是我国机电部行业标准，其包含了以下塑料模具钢：20钢、20Cr、45钢、40Cr、3Cr2NiMnMo、2Cr13、3Cr17Mo、4Cr13、1Cr18Ni9、5CrNiMnMoVSCa、8Cr2MnWMoVS、T10、CrWMn、9SiCr和9Mn2V。

（3）YB/T094—1997是我国冶金部行业用扁钢的标准，其包含了以下塑料模具钢：SM45，SM50和SM1CrNi3等钢。

（4）YB/T107—1997是我国冶金部行业塑料模具用热轧厚钢板的标准，其包含了以下塑料模具钢： SM45、SM48、SM50、SM53、SM55、SM3Cr2Mo和SM3Cr2-Ni1Mo。

2.新型的塑料模具钢材料概况

随着塑料制品市场的发展，塑料模具的需求已向专用型发展，为满足模具市场的需求，国内出现了多种新型的塑料模具钢材料，例如：P20BSCa，P20SRe，FT，0Cr4NiMoV（LJ），10Ni3MnCuAlMo （PMS）钢，0Cr16Ni4Cu3Nb（PCR）钢，06Ni6CrMoVTiAl钢，空冷12钢，Y82钢，Y55CrNiMnMoV （SM1）鋼，Y20CrNi3AlMnMo（SM2）钢和4Cr5MoSiVS（H11 + S）钢等钢材料。这些新型的模具钢材料拥有满足某一方面的塑料模具需要的优良性能。例如：P20BSCa是大截面易切削预硬钢 ，其拥有良好的淬透性和强韧性 ，是制造大型或超大型塑料模具的钢材料。

四、塑料模具钢材料的研制与应用的发展方向

1.拥有良好抛光性、便于加工的材料的研制趋势

随着科技的发展，人们对塑料制品的质量要求越来越高，从而对塑料模具的光滑性提出更高的要求，拥有良好的粗糙度性能的塑料模具已经成为塑料模具市场的主流需求，这使得拥有良好抛光性能的塑料模具钢材料是塑料模具钢材料的研制与应用的发展方向。同时，人们对塑料制品的形状需要也变得多样化，而且目前的塑料制品更新换代的节奏加快，从而使得塑料模具使用寿命大大缩短，这样对塑料模具的生产周期产生严重影响，塑料模具加工时间耗费长的材料已跟不上市场的需求，必然会被淘汰，而便于加工的材料会得很好应用。

2.专用模具钢材料成为主要发展方向

随着人们对塑料制品的形状需要多样化，塑料模具钢材料的品种、规格迅速向多样化、精料化、制品化方向发展，一套模具百家用的岁月将不复存在。例如，在电子产品行业，曾经流行着“公模”这个词语，其实意思是很多电子产品设计公司都在采用相同模具，因为采购一套塑料模具的费用昂贵，如今随着科技的发展，模具的制造成本大幅下降，同时塑料制品的消费市场对其形状的需求日益多元化，再用同样的模具已经满足不了市场的需求了，因此，专用模具钢材料成为主要发展方向。

五、结束语

高质量和高性价比的塑料模具将成为模具市场的发展趋势，然而我国的塑料模具制造水平相比发达国家而言，还是有明显的差距，我们应加大对塑料模具钢材料的研发，以满足我国塑料模具对钢材料的需求。

参考文献：

[1]朱成丽：浅谈国内外模具新材料发展[J]，科技资讯，2011（17），81-82

[2]谢娴：浅谈塑料模具材料的选择[J]，《科技风》，2015（13）：65-65