第二節 注射成型模具的常用材料

一、注射成型模具選用材料的要點

根據注射成型模具的使用情況，在各種不同的使用條件下，所用的材料大致應滿足如下的要求：

1）機械加工性能優良。塑料模具型腔的幾何形狀非常復雜，往往有深孔、深溝槽、窄縫等難加工部位，所以所用鋼材必須具有易切削的性能。

2）拋光性能優良。塑料模具的型腔允許的表面粗糙度值極小，幾乎都要求達到鏡面水平。要達到這一要求，鋼材必須具有不低于38HRC的硬度，最好為40～46HRC，而達到55HRC為最佳。

要達到鏡面的水平，還要求材料中的雜質盡量少，不能有氣泡存在，并且金相組織均勻。

3）有良好的表面腐蝕加工性。有很多模具要求成型的塑料制品表面有各種花紋，如仿皮革紋、綢紋、布紋、精細圖案等。這就要求鋼材的質地細而均勻，否則表面腐蝕加工的效果不佳。

4）既要耐磨損，而又有韌性。塑料模具長期承受熱交變負荷，而且又長期經受摩擦。因此，使用的材料不僅要考慮其耐磨性能，還要考慮其耐熱交變負荷性能。

5）淬火性能好。熱固性塑料模具的型腔部分大都需要進行熱處理。這就要求鋼材具有較好的淬透性和很小的變形。一般塑料成型用模具采用調質、預硬化等處理即可。

6）電火花加工性好。塑料模的凹型腔常采用放電加工，放電加工后，表面的硬化層要淺，以便于拋光。

7）耐腐蝕。有些塑料，如聚氯乙烯（PVC）在成型時能產生腐蝕性氣體。這一類成型模具必須考慮鋼材的耐蝕性。

8）焊接性好。在型腔加工中，有時難免要補焊。對于舊模具的修復，有時也常常需要補焊，因此模具鋼必須有很好的焊接性能。

二、常用的模具材料

（一）預硬化鋼

3Cr2Mo（P20） 模具鋼，預硬化后硬度為36～38HRC，用于中小型熱塑性塑料注射模，真空熔煉的品種可以拋成鏡面。

55CrNiMnMoVS（SM1） 適合于制造中、大型熱塑性塑料制品注射模。預硬化后硬度為35～45HRC。

（二）析出硬化鋼

20CrNi3AlMnMo（SM2） 預硬化后時效硬化，硬度可達40～45HRC。

1Ni3Mn2MoAlCu（PMS） 預硬化后時效硬化，硬度可達40～45HRC。熱變形極小，用于需鏡面拋光，腐蝕精細花紋的成型模具。以上兩種鋼材同時適用于熱塑性及熱固性塑料制品注射模，要求長壽命而尺寸精度高的中小型模具。

（三）馬氏體時效鋼

06Ni6CrMoVTiAl、06Ni7Ti2Cr 這兩種鋼材在未加工前為固體狀態，易于加工。精加工后以480～520℃溫度進行時效硬化后，硬度可達50～57HRC。適用于要求尺寸精度高的小型塑料制品注射模，可進行鏡面拋光。

（四）鏡面鋼

8CrMnWMoVS（8CrMn） 為易切預硬化鋼，用于大型注射模可以減小模具體積。調質后硬度為33～35HRC。淬火時可空冷，硬度可達42～60HRC。

25CrNi3MoAl 適用于型腔腐蝕花紋，屬于時效硬化型鋼。調質后硬度為23～25HRC，可用普通高速鋼刀具加工。時效后硬度為38～42HRC。可以作滲氮處理，處理后表層硬度可達1100 HV。

（五）耐蝕鋼

0Cr16Ni4Cu3Nb（PCR） 為空冷淬火鋼。屬于不銹鋼類型。空冷淬硬可達42～53HRC，適用于制造聚氯乙烯及熱塑性阻燃塑料制品注射模。

（六）易切鋼

4Cr5MoSiVS 用于制造大型、形狀不復雜的熱塑性塑料制品注射模。淬火空冷、二次回火，硬度可達43～46HRC。

（七）基體鋼

6Cr4W3Mo2VNb（65Nb）、7Cr7Mo2V2Si（LDZ）、6Cr4Mo3Ni2WV（CG2）、5Cr4Mo3SiMnVAl 這些是基體鋼型模具鋼，適用于小型、精密、形狀復雜的模具型腔及嵌件，熱處理后耐磨性很好。