1.3.3 常使用的塑料模具材料

本節主要介紹國外、中國香港及華南地區塑料模具常用的鋼材牌號。

1.黃牌鋼

美國標準編號為AISI 1050～1055，日本標準編號為S50C～S55C，德國標準編號為1.1730。中國香港地區稱為黃牌鋼，相當于中國內地的50、55等中碳鋼，此鋼材的硬度為170～220HB，價格便宜，加工容易，在模具上用做模架、撐柱和一些不重要的結構件，市場上一般標準模架都采用這種鋼材。

2.40CrMnMo7預硬注塑模具鋼

美國、日本、新加坡、中國香港、中國內地標準編號為AISI P20，德國和有些歐洲國家編號為DIN1.2311、DIN1.2378、DIN1.2312。這種鋼是預硬鋼，一般不適宜熱處理，但是可以氮化處理，此鋼種的硬度差距也很大，為28～40HRC。由于已作預硬處理，機械切削也不太困難，所以，很適合作一些中低檔次模具的鑲件，有些大批量生產的模具模架也采用此鋼材（有些客戶指定此鋼用做模架），其優點是硬度比中碳鋼高，變形也比中碳鋼穩定。這種鋼由于在注塑模具中被廣泛采用，所以品牌也很多，其中，在中國華南地區有較為普遍的品牌。

（1）瑞典一勝百公司（ASSAB），生產兩種不同硬度的牌號：一是718S，硬度290～330HB（相當于33～34HRC）；二是718 H，硬度330～370HB（相當于34～38HRC）。

（2）日本大同公司（DAIDO），也生產兩種不同硬度的牌號：NAK 80（硬度40±2 HRC）和NAK55（硬度40±2HRC）兩種。一般情況下，NAK80作定模鑲件，NAK55作動模鑲件，要注意NAK55型腔不能留EDM（電火花）紋。據鋼材代理解釋是因其含硫，所以EDM后會留有條紋。

（3）德勝鋼廠（THYSSEN），德國生產，有好幾種編號：GS711（硬度34～36HRC）、GS738（硬度32～35HRC）、GS808VAR（硬度38～42HRC）、GS318（硬度29～33HRC）、GS312（硬度29～33 HRC）。GS312含硫不能作EDM紋，在歐洲作模架較為普遍，GS312的牌號為40CrMnMoS8。

（4）百祿（BOHLER），澳洲生產，編號有M261（38～42HRC）、M238（36～-42HRC），M202（29～33HRC），M202型腔不能留EDM紋，因其也含硫。

3.X40CrMoV51熱作鋼

美國、中國內地、中國香港、新加坡標準編號為AISI H13，歐洲為DIN1.2344，日本為SKD61，這種鋼材出廠硬度是185～230HB，需要熱處理。

用在注塑模具上的硬度一般是48～52HRC，也可氮化處理，由于需要熱處理，加工較為困難，故模具價格比較貴。若是需要熱處理到40HRC以上的硬度，模具一般用機械加工比較困難，所以，在熱處理之前一定要先對工件進行粗加工，尤其是冷卻水孔、螺釘孔及攻螺紋等必須在熱處理之前做好，否則要退火重做。

這種鋼材普遍用于注塑模具上，品牌很多，常用的品牌還有一勝百的8407（熱作工具鋼）和德勝的GS344ESR或GS344EFS。

4.X45NiCrMo4冷作鋼

AISI 6F7歐洲編號為DIN1.2767。這種鋼材出廠硬度為260HB，需要熱處理，一般應用硬度為50～54HRC。歐洲客戶常用此鋼，此鋼韌性好，拋光效果也非常好，但此鋼在中國華南地區不普遍，所以品牌不多，德勝有一款編號為GS767。

5.X42Cr13（不銹鋼）

AISI420 STAVAX，DIN1.2083。這種鋼材出廠硬度為180～240HB，需要熱處理，應用硬度為48～52HRC，不適合氮化熱處理（銳角的地方會龜裂）。此鋼耐蝕性及拋光的效果良好，所以一般透明制品及有腐蝕性的塑料，例如，PVC和防火料、V2、V1、V0類的塑料很適合用這種鋼材。此鋼材也很普遍用在注塑模具上，故品牌也很多，如一勝百的S136，德勝的GS083ESR、GS083、GS083VAR。在采用德勝的時要注意：如果是透明件，那么定、動模鑲件都要用GS083ESR（據鋼廠資料ESR電渣重熔可提高鋼材的晶體均勻性，使拋光效果更佳）。不是透明制品的動模鑲件一般不需要特別低的表面粗糙度，可選用普通的GS083，此鋼材價格比較便宜，也不影響模具的質量。此鋼材有時客戶也會要求用做模架，因為防銹關系，可以保證冷卻管道的運水順暢，以達到生產周期穩定。

6.X36CrMo17（預硬不銹鋼）

DIN1.2316，AISI 420 STAVAX，出廠硬度為265～380HB。如果是透明制品，有些公司一般不采用此鋼材，因為拋光到高光時，由于硬度不夠很容易有坑紋，同時注塑也容易出現痕跡，要經常再拋光，所以，還是用1.2083ESR，經過熱處理調質使硬度至48～52 HRC更好。此鋼硬度不高，機械切削較容易，模具完成周期短一些。

很多公司大多在中等價格模具上采用這種有防銹功能的鋼，例如，有腐蝕性的塑料，如上面提及的PVC、V2、V1、V0類，此鋼用在注塑模具上也很普遍，品牌也多。例如，一勝百的S136 H，出廠硬度為290～330HB，德勝鋼廠的GS316（265～310HB）、GS316ESR （30～34HRC）、GS083M（290～340HB）、GS128H（38～42HRC），日本大同的PAK90 （300～330HB）。

7.X38CrMo51熱作鋼

AISIH11歐洲編號為DIN 1.2343，出廠硬度為210～230HB，必須熱處理。一般應用硬度為50～54HRC，據鋼廠的資料，此鋼比1.2344（H13）韌性略高，在歐洲較多采用，有些公司也常用此鋼做定模及動模鑲件。由于在亞洲及美洲地區此鋼不甚普及，所以品牌不多，只有2～3個品牌在中國香港地區。例如，德勝鋼廠（THYSSEN）的GS343 EFS，此鋼可氮化處理。

8.S7重負荷工具鋼

此鋼出廠硬度為200～225HB，需要熱處理，應用硬度為54～58HRC，此鋼一般是美國客戶要求采用，用在定、動模鑲件及滑塊上，歐洲及中國華南地區不太普遍。主要品牌有一勝百的COMPAX—S7和德勝鋼廠的GS307。

9.X155CrVMo121冷作鋼

AISI D2歐洲編號為DIN1.2379，日本編號為JIS、SKDl l，出廠硬度為240～255HB，應用硬度為56～60HRC，可氮化處理，此鋼多數用在模具的滑塊上（日本客戶比較多用）。品牌有一勝百的XW 41、大同鋼廠的DC53/DC11，德勝鋼廠的GS379。

10.100MnCrW4&90MnCrV8油鋼

AISI01，DIN1. 2510；AISI02，DIN1.2842，出廠硬度為220～230HB，需要熱處理，應用硬度為58～60HRC，此鋼用在注塑模具（一般是耐磨塊、壓塊及擋銷）上。品牌有一勝百的DF2、德勝的GS510及GS842、龍記（LKM）2510。

11.Be-Cu鈹銅

此材料熱傳導性能好，一般用在注塑模具難以做冷卻的位置上，可鑄造優美的曲面、立體文字（最大鑄造300mm×300mm），適用于需要快速冷卻或精密鑄造的模芯和鑲件。其硬度高，切削性能好。品牌有MOLDMAX30和MOLDMAX40，硬度分別為MM30，26～32HRC；MM40，36～42HRC。德勝（B2）出廠硬度為35HRC。

主要化學成分（質量分數）為Be 1.9%，Co+Ni 0.25%，Cu 97.85%。

12.AMPC0940銅合金

此材料出廠硬度為210HB，用在模具難以冷卻的地方上。散熱效果也很理想，只是較鈹銅軟一些，強度沒有敏銅那么好，所以用于產量不大的模具。

13.鋁合金

憑著航空、太空實驗室及通用車輛所衍生的技術，鋁材工業已開發出一種鍛鋁特別適于塑料及橡膠模具。這種鋁合金材料（如AlZnMgCu）已成功地應用于歐洲大陸，特別是在德國及意大利，另外，還有美國。

模具通常的使用溫度可達150～200℃，在此溫度下使用的鋁合金材料抗拉強度會下降20%。由于使用條件的差異，無法測定出特別高熱抗拉強度。一般而言，在高溫下材料的性能較難預測。

在一般用途下，抗壓強度等于抗拉強度。所有的Al-Zn合金，其疲勞性都很好。

鋁材與鋼材直接進行硬度比較有困難，因為多數鋼材都經表面硬化或類似的處理，都以洛氏硬度測量，而鋁材都以布氏硬度測量。