• ⑴ 工艺性能 • ①锻造：加热温度1100～1150℃，始锻温度1050～ 1100℃，终锻温度≥850℃，锻后空冷。 • ②退火：850℃加热，保温2～4h。等温温度720℃ ，保温4～6h，炉冷至500℃，出炉空冷。 • ③淬火温度：860～870℃加热油淬，540～580℃回 火。预硬态硬度为30～35HRC。 • ④化学热处理：P20钢具备比较好的淬透性及一定的韧 性，能够直接进行渗碳，渗碳淬火后表面硬度可达65HRC ，具有较高的热硬度及耐磨性。
• ⑴ 锻造 • 锻造性能好，锻造加热温度为1200℃ ，始锻温度1150℃，终锻温度大于850℃ ，锻后缓冷。
• ⑵ 热处理 • 锻后一定要进行软化退火。退火工艺为：加热到 740—760℃，保温4-6h后缓冷至600℃，再炉 冷至室温。退火后的硬度160HBS，适于冷挤 压成形。 • 12CrNi3钢也可用来制造切削加工成形的橡 塑模具。为了改善切削加工性能，模坯须经正 火处理。正火工艺为：加热到880～900℃，保 温3～4h后空冷。正火硬度≤229HBS，切削加 工性能良好。
• ⑶ 实际应用 • P20钢适宜制造电视机、大型收录机的外壳及 洗衣机面板盖等大型塑料模具，其切削加工性 能及抛光性能均显著优于45钢，在相同抛光条 件下，表面粗糙度比45钢低1～3级。 • 如制造的“飞跃”牌14寸黑白电视机外壳塑料 模具，已压24万模次，模具仍完好无损。还制 造过18寸彩色电视机外壳塑料模具，大型收录 机模具，电唱机盘罩模具，以及洗衣机面板盖 模具等。
• 一、3Cr2Mo(P20)塑料模具钢 • 3C r2Mo是国际上较广泛应用的塑料模具钢， 其综合力学性能好，淬透性高，可以使较大截 面的钢材获得教较均匀的硬度，并具有很好的 抛光性能，模具表面光洁度高。用该钢制造模 具时，一般先进行调质处理，硬度为HRC28 ～35（即预硬化），再经冷加工制造成模具后 ，可直接用。这样，即保证模具的使用性能 ，又避免热处理引起模具的变形。因此，该钢 种宜于制造大.中型的和精密的塑料模具以及 低熔点锡，锌 ，铅合金用的压铸模等。
• ⑶ 表面处理 • 12CrNi3钢采用气体渗碳工艺时，加热温度为 900～920℃，保温6～7h，可获得0.9～ 1.0mm的渗碳层，渗碳后预冷至800～850℃直 接油冷或空冷淬火，淬火后表层硬度可达56～ 62HRC，心部硬度为250～80HBS。12CrNi3钢 大多数都用在冷挤压成形复杂的浅型腔塑料模具， 或用于切削加工成形大、中型塑料模具。
• ⑵ 热处理工艺性 • 淬火温度为860～900℃，回火温度在600℃左右， 然后油冷。 • ⑶ 切削加工性 • 5NiSCa钢是复合系易切削钢，比单一硫系钢切削性 能好，它在预硬态下就可用高速钢或硬质合金刀具顺 利地进行各种机加工，而一般的合金模具钢在预硬态 下，是无法加工的。实践表明，该钢在预硬硬度为32 ～35HRC时，切削加工性与45钢基本相同，预硬硬度 为38～42HRC时，可顺顺利利地进行各种加工，即使到 50HRC以上时，还可加工。
• 20Cr2Ni4钢为高强度合金渗碳钢，有良 好的综合力学性能，其淬透性、强韧性 均超过12CrNi3钢。该钢锻造性能好， 锻造加热温度为1200℃，始锻温度 1150℃，终锻温度大于850℃，锻后缓冷 。 •。 Maniactive
• 20Cr2Ni4钢如在锻后出现晶粒粗大时，即使经 正火及随后渗碳加热，在淬火后仍将得到粗大 的马氏体组织。而且，当表面碳含量较高时， 还易于在粗大奥氏体晶粒的晶界上形成碳化物 网。对此类钢，如锻后发20Cr2Ni4钢现晶 粒粗大，可以用下列热处理工艺加以改善：即 先在640～670℃回火6h后空冷，以消除锻造后 的残余应力；然后加热到880～940℃，空冷， 再在650～770℃回火，以获得均匀细小的珠光 体和少量铁素体组织
• 25CrNi3MoAl钢属时效硬化钢。该钢经奥氏体化固溶处 理后得到板条状马氏体组织，硬度可达HRC48～50； 然后在650～680℃范围内回火，由于从马氏体析出碳 化物和马氏体组织的多边形化，降低了钢的硬度，这 样就能够直接进行切削加工而制成模具；最后，在500～ 540℃温度范围内进行时效处理，由于钢材在时效过程 中发生NiAl相的脱溶，而得到强化，来保证模具的使 用性能。由于固溶处理工序是在切削加工制作而成模具之 前进行的，从而避免了模具的淬火变形，因此，模具 的热处理变形小，综合力学性能好。该钢适宜制造复 杂、精密的塑料模具。
• ⑴ 锻造及退火工艺性 • 锻造工艺：加热温度1150℃左右，始锻温 度1050℃，终锻温度850℃，锻后缓冷或及时 退火。 • 退火工艺：退火温度760～780℃保温2h， 缓冷至660～670℃等温4～6h，炉冷至550℃ 出炉空冷。退火硬度在220～240HBS。 •
• ⑵热处理工艺 • ①用作一般精密塑料模具 • 淬火加热温度880℃，空冷或水冷淬火，淬火硬度48～50HRC， 再经680℃，4～6h高温回火，空冷或水冷，回火硬度22～23HRC ，经机加工成形。再经时效处理，时效温度520～540℃，保温6 ～8h，空冷，时效硬度39～42HBC。再经研磨、抛光或光刻花纹 后装配使用。时效变形率大约为0.039％。 • ②用于高精密塑料模具 淬火加热温度880℃，再经680℃高温 回火，其余工艺同上。但在高温回火后对模具进行粗加工和半精 加工，再经650℃保温1h，消除加工后的残留内应力，然后再进 行精加工。此后的时效、研磨、抛光等工艺仍同上。经此处理后 时效变形率仅为0.01％～0.02％。 •
• SM45钢属优质碳素塑料模具钢，与优质的45碳素结 构钢相比，其钢中的硫、磷含量低，钢材的纯净度好 。由于该钢淬透性差，制造较大尺寸的塑料模具，一 般用热轧、热锻或正火状态，模具的硬度低，耐磨性 较差。制造小型塑料模具，用调质处理可获较高的硬 度和较好的强韧性。钢中碳含量较高，水淬有可能会出现 裂纹，一般都会采用油淬。该钢优点是价格实惠公道，切削加 工性能好，淬火后具有较高的硬度，调质处理后具有 良好的强韧性和一定的耐磨性，被广泛用于制造中、 小型的中、低档次的塑料模具 [1,2]。
• 5CrMnNiMoVSCa钢是易切削塑料模具钢 。该钢经调质处理后，硬度在HRC35～ 45范围内，拥有非常良好的切削加工性能， 因此，可用预硬化钢材直接加工成模具 ，既能保证模具的使用性能，又能避免 由于最终热处理引起的模具变形。该钢 淬透性高.强韧性好，镜面抛光性能好， 拥有非常良好的氮化性能和渗硼性能，调质 钢材经氮化处理后基体硬度变化不大。 Maniactive
1.了塑料模具材料的服役条件、失效特点和性能要 求 2.合理地选择塑料模具材料及热处理工艺
一、塑料模具材料 塑料制品成型模按塑料品种不同，可以分为两大类： 1) 热固性塑料压模（胶木模） 用于酚醛树脂、三聚氰胺 树脂等各种胶木粉（又称电木粉）的压制成型。 2) 热塑性塑料注射模 用于尼龙、聚甲醛、聚乙烯、聚丙 烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等各种热塑性塑料的注射成 型。
热加工：加热温度/℃ 1150～1220；开锻温度/℃ 1100～1160；终 锻温度/℃ ≥850；坑冷或堆冷 预备热处理：退火 调质：840℃加热淬盐水，500℃回火 空冷 Maniactive
塑料模具材料应具有的性能包括使用性能和工艺性能两方面。 （1）塑料模具材料的使用性能要求 1.硬度、耐磨性和耐蚀性 2.强度、韧性和疲劳强度 3.耐热性 4.尺寸稳定性 5.导热性 （2）塑料模具材料的工艺性能要求 1.切削加工性和表面抛光性 2.塑性加工性 3.电加工性 4.热处理工艺性 5.表面处理工艺性 6.表面刻蚀性能和镜面加工性能 7.焊接性能 Maniactive
• 3Cr2NiMo是国际上广泛应用的塑料模 具钢，其综合力学性能好，淬透性高， 可以使大截面钢材在调质处理后具有较 均匀的硬度分布，有很好的抛光性能和 光洁度。用该钢制造模具时，一般先进 行调质处理，硬度为HRC28～35（即预 硬化），之后加工成模具可直接使用， 这样既保证大型或特大型模具的使用性 能，又避免热处理引起模具的变形。 Maniactive
• ⑷ 磨削抛光性 • 调质后的5NiSCa钢(硬度为35～45HRC)，与 45、40Cr钢相比，磨削力大小相近，甚至小一 些，抛光过程省工省时，粗糙度低于45、40Cr 钢1～2级；镜面抛光后，粗糙度为Ra0.050～ 0.025。5NiSCa还具有较好的图案蚀刻性，焊 补性和电加工性。 • 5NiSCa在全国近百家工厂试用过，主要用 于注塑模、胶木模、橡胶模、印刷电路凸凹模 及精密冷冲模等，获得了较好的经济效益。
• ⑵ 应用 • P4410钢在预硬态(30～36HRC)使用，防 止了热处理变形，淬透性好，适于制造 大型、复杂、精密塑料模具，也可用于 制造低熔点合金（如锡.锌.铝合金）用的 压铸模。 。该钢也可采用渗氮、渗硼等 化学热处理，处理后可获得更高表面硬 度，适于制作高精密的塑料模具。 Maniactive
• 近40年来，随着石油化工工业的发展，塑料已成 为重要的工业原材料；因此，塑料制品成形用的 模具需要量迅速增长，不少工业发达国家塑料模 具的产值已经超过冷作模具的产值，在模具制造 业中居首位。由于不同类型的塑料制品对模具钢 的性能要求有差异，因此在不少国家已经形成包 括范围很广的专用塑料模具用钢系列，包括碳素 结构钢，渗碳型塑料模具钢，预硬型塑料模具钢 ，时效硬化型、耐蚀型、易切削型、马氏体时效 型塑料模具钢以及适应低表面粗糙塑料制品模具 用的镜面抛光型塑料模具用钢。
• ⑴ 性能特点 • 经860℃淬火，650℃回火后，P4410钢在硬度值为32 ～36HBC范围内，拥有非常良好的车、铣、磨等加工性能 。 • P4410钢也可采用火焰局部加热淬火，加热温度800～ 825℃，在空气中或用压缩空气冷却，局部表面硬度可 达56～62HRC，可延长模具常规使用的寿命。也可对模具进 行表面镀铬，表面硬度可由370～420HV提高到 1000HV，明显提高模具的耐磨性和耐蚀性。 • P4410钢制造的模具，局部损坏后也可用补焊法修补， 焊接质量良好，能够直接进行加工。
