模具材料选用标准

模具材料选用标准成型零部件材料选用.1 成型零部件指与塑料直接接触而成型制品的模具零部件，如型腔、型芯、滑块、镶件、斜顶、侧抽等。.2 成型零部件的材质直接关系到模具的质量、寿命，决定着所成型塑料制品的外观及内在质量，必须十分慎重，一般要在合同规定及客户要求的基础上，根据制品和模具的要求及特点选用。.3 成型零部件材料的选用原则是：根据所成型塑料的种类、制品的形状、尺寸精度、制品的外观质量及使用要求、生产批量大小等，兼顾材料的切削、抛光、焊接、蚀纹、变形、耐磨等各项性能，同时考虑经济性以及模具的制造条件和加工方法，以选用不同类型的钢材。.4 对于成型透明塑料制品的模具，其型腔和型芯均需选用高镜面抛光性能的高档进口钢材，如718（P20+Ni类）、NAK80（P21类）、S136（420类）、H13类钢等，其中718、NAK80为预硬状态，不需再进行热处理；S136及H13类钢均为退火状态，硬度一般为HB160-200，粗加工后需进行真空淬火及回火处理，S136的硬度一般为HRC40-50，H13类钢的硬度一般为HRC45-55（可根据具体牌号确定）。.5 对于制品外观质量要求高，长寿命、大批量生产的模具，其成型零部件材料选择如下：a) 型腔需选用高镜面抛光性能的高档进口钢材，如718（P20+Ni类）、NAK80（P21类）等，均为预硬状态，不需再进行热处理。b) 型芯可选用中低档进口P20或P20+Ni类钢材，如618、738、2738、638、318等，均为预硬状态；对生产批量不大的模具，也可选用国产塑料模具钢或S50C、S55C等进口优质碳素钢。.6 对于制品外观质量要求一般的模具，其成型零部件材料选择如下：a) 小型、精密模具型腔和型芯均选用中档进口P20或P20+Ni类钢材。b) 大中型模具，所成型塑料对钢材无特殊要求，型腔可选用中低档进口P20或P20+Ni类钢材；型芯可选用低档进口P20类钢材或进口优质碳素钢S50C、S55C等，也可选用国产塑料模具钢。c) 对于蚀皮纹的型腔，当蚀梨地纹时应争取避免选用P20+Ni类的2738（738）牌号。.7 对无外观质量要求的内部结构件，成型材料对钢材亦无特殊要求的模具，其成型零部件材料选择如下：a) 对于大中型模具，型腔可选用低档的进口P20或P20+Ni类钢材，也可选用进口优质碳素钢S55C、S50C或国产P20或P20+Ni类塑料模具钢；型芯可选用进口或国产优质碳素钢。b) 对于小型模具，若产量较高，结构较复杂，型腔可选用低档的进口P20或P20+Ni类钢材，也可选用国产P20或P20+Ni类塑料模具钢；型芯可选用国产塑料模具钢。c) 对于结构较简单，产量不高的小型模具，型腔型芯均可选用国产塑料模具钢或优质碳素钢。.8 对于成型含氟、氯等有腐蚀性的塑料和各类添加阻燃剂塑料的模具，若制品要求较高，可选用进口的耐蚀钢，要求一般的可选用国产的耐蚀钢。.9 对于成型对钢材有较强摩擦、冲击性塑料的模具，例如用来注射尼龙+玻璃纤维料的模具，需选用具有高耐磨、高抗热拉强度及高韧性等优点的进口或国产H13类钢材。.10成型镶件一般与所镶入的零件选用相同材料。对于模具较难冷却的部分或要求冷却效果较高的部分，镶件材料应选用铍青铜或合金铝。.11对于模具中参与成型的活动部件材料选择原则如下：a) 透明件应选用抛光性好的高档进口钢材，如718、NAK80等。b) 非透明件，一般应选用硬度和强度较高的中档进口钢材，如618、738、2738、638、318等，表面进行氮化处理，氮化层深度为0.15-0.2mm，硬度为HV700-900。c) 若模具要求较低，也可选用低档进口钢材或国产钢材，氮化处理硬度一般为HV600-800。 非成型零部件材料选用.1模架材料参照模架标准，模板一般选用进口S50C或国产SM45，要求HB160-200，硬度均匀，且内应力小，不易变形。导柱材料采用GCr15或SUJ2，硬度为HRC56-62。导套、推板导柱、推板导套及复位杆材料可采用GCr15或SUJ2，硬度为HRC56-62；也可采用T8A、T10A，硬度为HRC52-56。.2模具中的一般结构用件，如顶出定位圈、立柱、顶出限位块、限位拉杆、锁模块等，对硬度和耐磨性无特别要求，可选用国产SM45钢，正火状态，硬度HB160-200，不需再进行热处理。.3模具中的浇口套、楔紧块、耐磨块、滑块压板等对硬度、强度、耐磨性要求较高的零件，应选用碳素工具钢或优质碳素工具钢，如T8A、T10A等。此类钢使用时均需进行淬火处理，以提高其硬度和耐磨性，具体硬度值参照附表5。附表1 常用进口模具钢材一览表厂家、牌号类别档次供货商厂家、牌号类别档次供货商瑞典ASSAB6181中明利日本DAIDONAK553中明利、龙记7182高明利、龙记NAK803高明利、龙记S136/S136H4高明利、龙记PDS-51明利84075高明利、龙记PX4184025明利PX51中优质德国特殊钢材GS-3121+S低德胜PX881龙记GS-3181低德胜PXZ0低GS-7382中德胜、龙记S-STAR4GS-7112高德胜G-STAR4P20M1低德胜PAK904龙记GS-3164德胜DH2F5GS-083/083H4德胜德国德威GSW-23111GS-344EFS5德胜PM-3111昌兴隆GS-6381中龙记GSW-27382GS-23111中龙记PM-7382昌兴隆GS-23121+S低龙记GSW-23164GS-23164龙记PM-3164昌兴隆GS-2083/2083H4龙记GSW-23445GS-23445龙记德国多来特23221利昌德国EDEL23111中明利23281利昌3181低明利23782利昌2316/2316H4明利27382利昌23445明利2083、2083ESR4利昌法国USINORCLC 273822316、2316ESR4利昌CLC 2316H423445利昌法国CLISP3001奥地利百禄M2021昌兴隆、利昌7382中明利M2382昌兴隆、利昌韩国重工业(株)HP-1A0低M3004昌兴隆、利昌HP-4A1低M310/310H4昌兴隆、利昌HP-4MA1中W3025HAM-103高加拿大SORELCSM-21明利HEMS-1A4STD-615日本三菱MUP1中龙记HDS-15S45C、S50C、S55C0低昌兴隆、明利注：类别对应为1-P20类，2-P20+Ni类，3-P21类，4-420类耐蚀钢，5-H13类，0-碳素钢。附表2 塑料模具成型零件常用国外材料及性能（一）材料类别(美国AISI)生产厂家及材料牌号出厂状态及参考硬度说 明P20类预硬塑料模具钢参考成分(%)： C:0.28-0.40Si:0.20-0.80Mn:0.60-1.00Cr:1.40-2.00Mo:0.30-0.55对应我国钢号：3Cr2Mo瑞典ASSAB*618预硬HB280-320具有良好的抛光和切削加工性能，广泛应用于热塑性塑料的注射模（一般用于中小型模具，可焊性一般）日本DAIDOPDS-5预硬HB280-310具有良好的抛光和切削性能，用于长期生产塑料模具PX88预硬HB290-330具有良好抛光性能，焊接性能大幅度改善，用于长期生产通用塑料模具PX4*PX5预硬HRC30-33用于大型镜面模具，如汽车尾灯、前挡板以及摄象机、家用电器壳体等。PX5焊接性能、蚀纹性能较好，但易出加工砂眼，氮化性能一般（高光时）日本三菱MUP预硬HB270-320硬度均匀，耐磨性好，加工性能良好，适合电加工优质德国特殊钢德国EDEL318预硬HRC29-34用于大型塑料模具*2311预硬HB290-330HRC30-35用于大型优质长期生产塑料模具，适合制造电视机壳、冰柜、洗衣机、水桶等模具香港龙记(LKM)GS-638预硬HB270-300加工性能良好，适用于高要求大型模架及型芯零件GS-2311预硬HB280-325用于长期生产优质塑料模具，GS-2312预硬HB280-325P20+S型，极易切削，适宜大批量快速加工，适用于一般要求塑料模具及型芯零件东莞德胜GS-318预硬HRC28-33预硬优质塑料模具钢P20M预硬HRC30-35经济型预硬塑料模具钢，适用于塑料试验模具及一般玩具模具，可氮化提高耐磨性德国德威GSW-2311预硬HRC31-34电蚀加工性能好，用于大中型镜面塑料模具PM-311预硬HRC31-34电蚀加工性能好，用于一般要求的大小塑料模具德国多来特2322预硬HRC32-35适合一般要求的大小模具2328预硬HRC32-35适合一般要求模具、高要求大型模架及型芯零件奥地利百禄M202预硬HRC30-34属P20类，但碳、锰含量偏高。可进行电蚀加工，用于家电和汽车用塑料模具法国CLISP300预硬HB290-320具有良好的加工工艺性，抛光性和皮纹加工性，用于大而厚的塑料模具，加拿大SORELCSM-2预硬HB290-330具有良好抛光性，可进行电蚀加工，用于大型长期生产塑料模具韩国重工(株)HP-4A预硬HRC25-32硬度均匀，加工性能良好，用于电视机后壳等模具HP-4MA预硬HRC27-34硬度均匀，耐磨性好，用于电视机前壳、电话机、吸尘器、饮水机等模具P20+Ni类镜面塑料模具钢参考成分(%)：在P20的基础上加入1%左右的Ni对应我国钢号：3Cr2NiMo或3Cr2NiMnMo瑞典ASSAB718预硬HB290-330具有高淬透性，良好的抛光性能、电蚀加工性能和皮纹加工性能，适用于大型镜面塑料模具加硬HB330-370法国CLI738预硬HB290-330用于大而厚的塑料模具，具有良好的硬度均匀性法国USINORCLC2738预硬HB290-330淬透性高，硬度均匀，具有良好的抛光、电蚀加工和皮纹加工性能，适于渗氮，用于大中型镜面塑料模具龙记德胜*GS-738预硬HRC32-35硬度均匀，切削性能和抛光性能较好，变形较小，用于大中型高韧性高抛光度模具，但可焊性一般，蚀纹易出现“梨地纹”GS-711预硬HRC35-38高强度、高韧性、高光整度塑料模具钢，具有良好的精光性能，适用于大中型及复杂塑料模具德国德威GSW-2738预硬HRC31-34硬度均匀，抛光性好，适用于大中型镜面塑料模具PM-738预硬HRC31-34硬度均匀，抛光性好，适用于优质长期生产塑料模具德国多来特2378预硬HRC32-35适合高韧性、高抛光度，适合要求较高模具2738预硬HRC32-35适合一般要求模具奥地利百禄M238预硬HRC31-34碳、锰含量偏高，镜面抛光性能好，可进行电蚀加工P21类韩国重工(株)HAM-10预硬HRC37-42析出型硬化钢，具有优良的镜面抛光性能，用于塑料透明部件（如汽车灯具、冰箱抽屉等）模具附表3 塑料模具成型零件常用国外材料及性能（二）材料类别(美国AISI)生产厂家及材料牌号出厂状态及参考硬度说 明P21类时效硬化钢日本DAIDO*NAK55预硬HRC37-43高硬度镜面模具钢，用于高精度镜面模具。NAK55切削加工性能好，NAK80具有优良的镜面抛光性能。二者的缺点是补焊性能差，韧性较低，较细的圆柱凸起易折断（如喇叭窗网孔镶件）*NAK80预硬HRC37-43成分(%)CSiMnCrMoNiAlCuSNAK550.150.31.50.30.33.01.01.00.1NAK800.150.31.50.30.33.31.0-420类耐蚀塑料模具钢参考成分(%)： C:0.30-0.40Cr:12.0-14.0Si: 1.20Mn: 1.25 S: 0.06Se: 0.15对应我国钢号：3Cr13或4Cr13日本DAIDOS-STAR预硬HRC31-34具有高耐蚀性、高镜面抛光性，热处理变形小，用于耐蚀镜面精密模具，G-STAR为易切削钢G-STARPAK90预硬HB300-330极佳的耐蚀、耐磨和镜面抛光性，用于精密模具瑞典ASSABS136退火HB215耐蚀性好，淬回火后有较高硬度，抛光性好。用于耐腐蚀性和要求较高的塑料模具S136H预硬HB290-330法国USINORCLC2316H预硬HB290-330优良的耐蚀性能和镜面抛光性能，高的力学强度和耐磨性，用于耐腐蚀和需镜面抛光的模具优质德国特殊钢德国EDEL2316退火HB235-250适合镜面塑料模具，防酸性极强2316可加硬至HRC522316H预硬HB290-330香港龙记(LKM)GS-2083退火HB215-240适合镜面塑料模具及有防酸性要求的模具GS-2083H预硬HB280-310GS-2316预硬HB260-310抗腐蚀性效果特佳，适合高酸性塑料的模具东莞德胜GS-083退火HB230抗腐蚀塑料模具钢GS-083H预硬HRC30-35预硬抗腐蚀塑料模具钢GS-316预硬HRC28-32高抗腐蚀塑料模具钢德国德威GSW-2316预硬HRC31-34具有优良的耐蚀性能和镜面抛光性能，用于高防腐蚀及需镜面抛光的模具PM-316预硬HRC31-34德国多来特2316预硬HRC28-32预硬抗腐蚀塑料模具钢，用于高防腐蚀要求模具2316ESR预硬HRC28-32用于防腐蚀及镜面抛光模具，尤其适合PVC、PP、EP、PC材料2083退火HB230同上2083ESR退火HB230用于高防腐蚀和镜面抛光要求模具奥地利百禄M300预硬HRC31-34用于高防腐蚀要求及需镜面抛光的模具M310预硬HRC31-34用于有防腐蚀要求及需镜面抛光的模具韩国重工(株)HEMS-1A预硬HRC23-33具有高镜面抛光性能，用于彩管玻壳、PVC底盘等模具碳素钢普通塑料模具钢日本JIS标准钢号S45C S50CS55C正火HB160-220分别相当于我国的优质碳素结构钢45、50、55钢，常用于模具的非重要结构部件，如模架等。日本DAIDOPXZ预硬HB180-226具有良好的切削性能和补焊性能，用于大型蚀花模具以及汽车保险杠、仪表盘、家电外壳等模具韩国重工(株)HP-1A预硬HB180-220具有良好的加工性能，加工变形小，成分相当于S55C，用于玩具模具等H13类参考成分(%)： C:0.32-0.45Si:0.80-1.20Mn:0.20-0.50Cr:4.75-5.50Mo:1.10-1.75 V:0.80-1.20对应我国钢号：4Cr5MoSiV1日本DAIDODH2F预硬HRC37-41易切削预硬化模具钢，韧性良好，用于形状复杂、精密的热作模具和塑料模具瑞典ASSAB8402退火HB185说明：H13为热作模具钢，一般用于铝、锌、铜等合金的压铸模、热挤压模。由于其具有高耐磨、高抗热拉强度及高韧性等优点，故也可以用作对耐机械磨损性能要求较高的塑料模具，例如用来注射尼龙+玻璃纤维料的模具。8407退火HB185EDEL2344退火HB210龙记GS2344退火HB180-210德胜GS-344EFS退火HB220德国德威GSW-2344退火HB210多来特2344退火HB230奥地利百禄W302退火HB235韩国重工(株)HDS-1退火HB229H13改良型，具有良好的韧性和抗回火稳定性STD-61退火HB229近似于H13，具有良好的高温强度和韧性注：带“*”者为我公司使用较多的钢材牌号。附表4 塑料模具成型零件常用国产材料及性能类别材料名称及牌号热处理方法及硬度性 能 及 用 途 说 明碳素钢T8A、T10A交货状态HB160-200耐磨性好，用于形状简单的小型芯、型腔、滑块、镶件等，其可焊性较差淬火HRC54-58SM45、SM48、SM50、SM53、SM55正火HB160-200用于形状简单、要求不高的型腔、型芯、滑块、镶件等（由于模具用钢的特殊要求，必须精料、精炼、真空除气，含碳量范围缩小，控制较低的硫、磷含量。我国的冶标（YB/T107-1997）中将碳素模具钢钢号用SM表示，以区别于普通用途的优质碳素结构钢）调质HB200-260淬火HRC43-48预硬钢3Cr2Mo预硬HRC28-35国产P20。淬透性高，综合力学性能好，抛光性能好，用于大中型复杂精密模具型腔、型芯、滑块、镶件等正/退火HB170-2003Cr2NiMo3Cr2NiMnMo预硬HRC28-35国产P20+Ni。淬透性高，综合力学性能好，抛光性能好，用于特大型、大型复杂精密模具型腔、型芯正/退火HB170-20040Cr预硬HB175-230调质后具有良好的综合力学性能，切削性能好，适于渗氮和高频淬火，用于中型塑料模具退火HB20742CrMo预硬HB175-220超高强度钢，具有高强度和韧性，淬透性高，用于有一定强度和韧性要求的大中型模具退火HB207上海宝钢B25预硬HRC28-35金相组织为珠光体+铁素体，用于制造一般塑料模具B30预硬HRC28-35金相组织为贝氏体，可渗氮进一步强化，性能优于瑞典718钢华中理工 5NiSCa（5CrNiMnMoVSCa）预硬HRC35-45易切削钢，淬透性高，强韧性好，镜面抛光性能好，有良好的渗氮性能和渗硼性能上海钢研所 SM1（5CrNiMnMoVS）预硬HRC38-42易切削钢，抛光性能好，表面粗糙度可达Ra0.05um，淬透性高，用于大型镜面模具华中理工 8Cr2S（8Cr2MnWMoVS）预硬HRC40-48易切削钢，镜面抛光性好，焊接性能一般，补焊后需回火再进行机械加工，可渗氮进一步提高表面光洁度并防锈渗碳钢20Cr正火HB170-217用于制造中小型模具，加工成型后需渗碳处理，然后再淬火并低温回火，以保证模具零件表面的硬度和耐磨性12CrNi3A正火HB260-320切削加工性能良好，用于制造大中型模具，热处理同上时效硬化钢上海材研所 PMS(10Ni3Mn2MoCuAl)预硬HRC30-33具有优良的镜面加工性能，良好的冷热加工性能、补焊性能、电加工性能和综合力学性能，以及良好的花纹图案蚀刻性能和渗氮性能，适合复杂精密的镜面模具及家电模具时效处理HRC40-45渗氮HV1000上海钢研所 SM2(20CrNi3AlMnMo)预硬HRC38-42易切削钢，抛光性能、渗氮性能良好，并具有一定的抗腐蚀能力，用于镜面、精密模具时效处理HRC4025CrNi3MoAl预硬HRC30预硬状态下加工，然后经520时效处理10h，硬度可达HRC40，用于有镜面要求的精密模具时效处理HRC4006Ni6CrMoVTiAl预硬HRC25-28热处理变形小，固溶硬度低，切削性能好，粗糙度低，适宜制造高精度塑料模具时效处理HRC43-4818Ni-250 18Ni-30018Ni-350预硬HRC30-32高合金超高强度马氏体时效钢，用于高精度、超镜面、长寿命、大批量生产的中小型复杂模具，但价格昂贵时效处理HRC50-53耐蚀钢上海材研所 PCR(6Cr16Ni4Cu3Nb)预硬HRC30-32具有优良的耐腐蚀性能、较高的强度、较好的抛光性能和焊接修补性能，热处理淬透性好，变形小，用于成型含氟、氯等有腐蚀性的塑料和各类添加阻燃剂塑料的模具时效硬化HRC37-422Cr13退火HB220机械加工性能好，经热处理（淬火+回火）后具有优良的耐腐蚀性能，较好的强韧性，适宜制造承受高负荷并在腐蚀介质作用下的塑料模具、透明塑料制品模具等淬火+回火HRC40-503Cr134Cr13退火HB230国产420耐蚀钢。机械加工性能好，经热处理（淬火+回火）后具有优良的耐腐蚀性能，抛光性能、较高的强度和耐磨性，适宜制造承受高负荷、高耐磨及在腐蚀介质作用下的塑料模具、透明塑料制品模具等，但补焊性能较差淬火+回火HRC40-50热作模具钢4Cr5MoSiV4Cr5MoSiV1淬火HRC56-58国产H13类热作模具钢，具有较好的热强度和硬度，在中温条件下具有很好的韧性、热疲劳性和一定的耐磨性，热处理变形小,适合氮化处理回火HRC47-49氮化HV600-8003Cr2W8V淬火HRC49-52国产H21类热作模具钢，高温下具有较好的热硬性和强度，但韧性和塑性较差。表面硬度高，耐磨性和热疲劳性良好，调质后可氮化处理进一步提高表面硬度回火HRC42-48氮化HV600-800附表5 塑料模具零件常用材料及热处理类别零件名称材料牌号热处理方法硬度说 明模体零件动、静模座板浇道推板、垫板45正火HB160-200此正火硬度一般即指进货状态，下同调质HB230-270动模固定板静模固定板S50C、45正火HB160-200调质HB230-270推件板45调质HB230-270T8A，T10A淬火HRC54-58推出板45正火HB160-200推杆固定板45正火HB160-200垫块45、A3进货状态浇注零件浇口套、SKD61淬火HRC48-52T8A、T10A淬火HRC46-50导向零件大导柱大导套GCr15或SUJ2淬火HRC56-62T8A、T1