传统的优质碳素结构钢,广泛用于制造没有特殊要求的小型塑料模具,但是模具的使用寿命低,主要原因是优质碳素结构钢的纯净度低,材质均匀性差,抛光效果不良。
为了提高优质碳素结构钢的冶金质量,国内部分钢厂采用了一些先进的冶炼工艺和加工方法,如炉外精炼、真空脱气、多向轧制和多向锻造等技术。从而生产出非合金塑料模具专用钢,目前已纳入我国标准的有五个钢号,即SM45、SM48、SN50、SM53和SM55。此外,还有非标准的微合金非调质塑料模具钢如B20、B20H、B30等。
SM45~SM55此类钢与优质碳素结构钢相比,差别在于S、P含量低,碳含量范围缩小,钢的纯净度好,一般用热轧,热锻或正火状态的扁钢、厚钢板、模块供货。
SM45-SM55钢的可加工性良好,经调质处理可获得较好的综合力学性能。但淬透性差,热处理变形开裂倾向大,不能用于制造大尺寸或形状复杂的塑料模具零件。
SM45-SM55钢价格便宜,市场陛好,广泛用于中小型低档的塑料模具零件。最终热处理工艺一般采用调质热处理,但根据模具的硬度要求,也可采用中、低温回火。SM45-SM55钢推荐的淬回火工艺见表4—1。
微合金非调质塑料模具钢这类钢是上海宝钢的专利产品,碳的质量分数与低碳的优质碳素结构钢相近,但加人了微量的合金元素cu、Ni、Mo、V等。主要钢种有B20、B20H和B30、B30H、B30M等。其可加工性、抛光性、焊接性和耐蚀性均得到改善;还有一个最大的特点是,该类钢采用非调质硬化状态供应,预硬化硬度分别是:B20、B20H为20-23HRC、B30、B30M为28-32HRC,B30H为33-37HRC。预硬的组织和硬度分布均匀,在模具制造过程中,无须进行热处理,而且都可进行渗氮,进一步提高模腔的表面性能。
B20、B20H主要用于要求不太高的塑料模具零件和模架等,如家电的外壳、通信工具(如手机等)外壳和汽车内板、仪表板等。
B30、B30H、B30M具有极佳的抛光性、耐蚀性和表面渗氮性能。B30H、B30M是B30的改进型,组织和硬度更加均匀。这类模具由于性能优良、经济性好,可以用于制造高质量大批量的塑料模具型腔。1
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杨明 - 副教授 - 西南大学