注塑模具材料的选用与热处理方法

注塑模具材料的选用与热处理方法需要综合考虑模具的使用寿命、成本、加工性能以及塑料制品的质量要求。以下是关键要点：

一、注塑模具材料的选用

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1. 常用材料分类

预硬钢（P20系列）

典型牌号

P20（3Cr2Mo）、718（瑞典）、2738（德国）

特点

出厂时已预硬化至HRC 28-36，可直接加工，避免后续热处理变形，适合中低批量生产。

应用

家电外壳、普通塑料件模具。

淬透性工具钢（H13系列）

典型牌号

H13（4Cr5MoSiV1）、SKD61（日本）

特点

耐高温、抗热疲劳，适合高模温或腐蚀性塑料（如PC、PPS）。

应用

高温注塑模具、透明件模具。

耐腐蚀钢（不锈钢系列）

典型牌号

420（4Cr13）、S136（瑞典）

特点

高耐腐蚀性，适合PVC、阻燃塑料等易析出腐蚀性气体的材料。

应用

医疗器材、光学透镜模具。

碳素工具钢（低成本）

典型牌号

T8、T10

特点

价格低，但耐磨性和韧性较差，需热处理。

应用

简易模具或试模阶段。

硬质合金（高寿命）

典型牌号

钨钴类（YG）、钢结硬质合金

特点

极高耐磨性，但加工困难，成本高。

应用

玻璃纤维增强塑料等高磨损场合。#

2. 选用原则

塑料类型

- 普通塑料（PP/PE/ABS）→ P20、718； - 高腐蚀性塑料（PVC）→ 420/S136； - 高耐磨塑料（含玻纤）→ H13或硬质合金。

生产批量

- <10万件 → 预硬钢； - >50万件 → 淬火钢或硬质合金。

成本控制

小批量优先选预硬钢，避免热处理费用。

二、热处理方法

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1. 常规热处理工艺

退火

目的

消除材料内应力，改善切削加工性。

工艺

加热至750-800℃后缓冷（如H13退火硬度≤HB 230）。

淬火+回火

关键参数

- H13：淬火温度1020-1050℃（油冷或气冷），回火温度550-600℃（HRC 48-52）； - P20：一般不淬火（预硬状态直接使用）。

注意

高合金钢需多次回火（如3次）以消除残余奥氏体。

表面强化处理

渗氮

表面硬度可达HV 1000-1200（如S136渗氮层0.1-0.2mm），提高耐磨性。

镀铬

用于耐腐蚀要求高的模具，但可能剥落。 #

2. 特殊处理技术

真空热处理

减少氧化变形，适合高精度模具（如光学镜片模）。

深冷处理

-196℃液氮处理，提升残余奥氏体转变率，延长寿命10%-30%。

三、选材与热处理匹配案例

1. 案例1：手机外壳模具（ABS材料，50万件）

选材

718（预硬HRC 32-36）→ 无需热处理，直接加工。

表面处理

型腔镀镍或渗氮。
2. 案例2：汽车灯罩模具（PC材料，高温）

选材

H13 → 淬火+回火至HRC 48-52，型腔抛光至镜面。
3. 案例3：医疗导管模具（PVC，耐腐蚀）

选材

S136 → 淬火+回火+渗氮，避免腐蚀斑点。

四、注意事项

1. 加工顺序：预硬钢可直接加工；淬火钢需先粗加工→热处理→精加工