模具钢材的选择对于塑料的成功应用,与树脂的选择对于模塑产品的最终性能要求,具有同等的重要性。正如树脂需按方配制,以满足塑料在应用中的性能要求一样,钢也需合金化,以满足使用中的特定性能要求。

模具钢料的初级选用

 

某些应用需要高硬度、高耐磨性的模具钢,以增强分模线的耐用性,而其它的应用则需更高韧性的模具钢,以抵抗机械疲劳。一般来说,具有更高硬度和耐磨性能的钢更易脆,而几乎是所有的情况下,韧性更强的钢,其耐钢与钢磨蚀(粘附磨蚀)、与耐玻璃纤维或矿物充填树脂磨蚀的性能会有所减弱。模具制作者可选择用不锈钢,来模塑对其它大部分钢有腐蚀作用的树脂。

钢材硬度越高(洛氏55 或更高),分模线的完整性会明显增,在分模线处,钢与钢的合模沿口会产生抽芯,一个或全部两个钢面的硬度范围应在洛氏55至洛氏58之间。为了防止玻璃或矿物充填树脂对模具的磨蚀,建议考虑在浇口处嵌入 A-2、 D-2 或 M-2 钢,并在与浇口相对的型芯处嵌入耐磨钢。

P-20钢

塑料模具虽没有“通用”的模钢,但P-20 钢被认为是工业上的多用途钢。预先硬化至RC 30-32状态的这种钢非常坚硬,但却相当容易加工。当模腔尺寸超过303.6×303.6 × 303.6 毫米时,它是一种应加以考虑的优良钢材,因为该尺寸的热处理块,其成本和有关风险须严格控制。当已预知模具循环周期不超过500,000次时,P-20 钢还可用于较小尺寸的模腔,以省去热处理的时间和费用。

当制造P-20钢体模具时,需要有滑块、斜顶、其它斜导销及活动件,建议这些活动钢件由不同合金和硬度的钢制成,以减少磨损或高粘附磨蚀。制造大型P-20钢体模具的通常做法是,使用经热处理至RC50-52硬度的H-13 钢体滑块或斜顶,和/或使用硬度在RC 55至RC 58范围内的局部磨擦钢面。

H-13 和 S-7 钢

这些钢都具有极高的韧性和抗机械疲劳性,其中H-13钢(RC50-52)韧性较高,而S-7钢由于硬度较高(RC 55-57),所以具有更好的耐用性。两种钢都没有特别的耐玻璃或矿物树脂充填剂磨蚀的性能。在充填树脂应用中,通常在浇口处嵌入A-2、D-2 或 M-2 钢。

大于202.4 × 202.4 × 202.4 毫米、硬度和韧性需高于P-20的模腔,常选用H-13钢。较小模腔和型芯常用S-7钢制成。 S-7钢可在空气淬火中热处理成 63.25 毫米 或更小的横断面,并通过此加工过程,获得很好的尺寸稳定性。H-13和S-7的大断面必须特别地在油中骤冷。

防腐蚀

在高湿度环境下模塑时,镀镍或不锈钢有助于防止模具腐蚀。当使用会产生冷凝、接着是氧化现象的冷模具,或者使用的模具材料会释放对大部分钢材有腐蚀性的气体时,最容易产生腐蚀,如PVC胶料。如果有模具长期存放、除了预喷涂还需要其它防腐措施的情况时,一般来说建议使用镀镍。