近年来,由于数控机床和真空热处理在我国的快速普及和国外高档模具材料的大量涌入,从而高档模具在我国的生产数量正逐渐加大,出口量也在逐年增加。然而,国内钢铁冶炼和制造技术却明显落后于模具制造行业的发展,造成模具材料种类少,所生产的模具钢大部分只能满足中、低档模具要求,高档模具用钢绝大部分还需要从国外进口。在一定的时间内,我国在高档模具材料方面还必须依赖国外。因此,为了确保我国模具行业稳步发展,只有对国外的高档模具材料做到充分了解,才可以合理选材,提高模具寿命,降低生产成本,最终提升国内企业的竞争力。
奥地利百禄公司所制造的高档塑料模具材料,由于其代表了世界最先进的制造水平且所生产的塑料模具材料形成了完整的系列化,因此极具参考价值,可促进我国塑料模具钢的开发和制造。
塑料模具钢可分为专用塑料模具钢和辅助塑料模具钢。专用塑料模具钢可分为表面硬化钢、预硬钢、沉淀硬化钢、耐腐蚀钢、易切削钢、含氮钢、粉末冶金钢等;辅助塑料模具钢又可分为粉末冶金钢、氮化钢和合金工模具钢等。
上述各种塑料模具钢的性能及加工方式见下表。
种类 |
加工方式 |
性能 |
用途 |
表面硬化钢 代表钢种:M100,M130 |
渗碳+表面硬化+淬火及回火处理 |
表面硬度达63HRC; 透性好,心部易于强化 |
冷挤压模具;模具镶件 |
预硬钢 代表钢种:M200,M201,M238 |
淬火+回火,使材料处于预硬状态 |
较高的硬度 和极高的强度 |
模具;镶件;导向圈;安装板;排出器; 起模杆;护圈杆 |
沉淀硬化钢 代表钢种:M261,M461 |
退火+沉淀硬化处理 |
高硬度,良好机加工性和电蚀加工性能 |
模具;模具镶件 |
耐腐蚀钢 代表钢种:M300,M310,M314等 |
预硬或热处理硬化 |
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模具;模具镶件; 模架、塑胶模具等 |
易切削钢 代表钢种:M200,M261,M315等 |
加硫 |
钢的切削断屑 能力提高 |
模具;模具镶件; 模架等 |
含氮钢 代表钢种:M303,M333,M340等 |
加氮 |
具有最佳镜面效果 |
极佳镜面抛光模具; 塑胶模具等 |
塑料加工温度可能处于常温或高温,而在常温下加工塑料较高温具有更大的磨耗性,因此需要塑料模具具有高硬度和高强度。模具制造方的能力有大有小,其中许多用户只具备冷加工能力,而不具备热处理能力,因此希望冷加工后能直接使用模具,预硬模具钢则满足了这样的用户要求。预硬的模具材料已经达到模具使用状态的硬度,只需冷加工后直接使用。
总之,国外在塑料模具钢的设计方面充分地考虑了各种影响因素,塑料模具钢种类和类型多,性能全面,做到性能分布无缝化,因此可供选择的余地大;拥有成功的模具辅助材料配套模式,模具辅助材料选择合理,使主模具与模具辅助配件合理搭配,最终使整套模具质量高,寿命长;国内应不断开发新的模具钢种类,以填补在性能方面的空缺,力争做到性能的无缝化,同时,也应开发辅助材料来合理选择,以提高我国单套模具的不同材料间的合理搭配水平。(余冶)