生产批量不大的小型塑料模具,一般采用碳素钢(如45钢、50钢、55钢、T8、T10等)制造,但因钢材纯净度较低、组织均匀性差、加工表面粗糙度值较高,故寿命较低。因此,钢厂采用先进的冶炼技术和锻轧方法等,生产出了非合金塑料模具专用钢。已纳入YB/T 094—1997的有SM45、SM50、SM55。该类钢材的有害杂质含量很低,低倍组织均匀,纯净度得到提高。该类钢切削加工性好,在进行调质后可获得良好的综合力学性能,但淬透性差,热处理畸变与开裂的倾向大,不能用于制造大型、形状复杂的塑料模具,通常最终热处理为调质,其化学成分见表7-78。
表7-78 非合金塑料模具钢的化学成分
(1)SM45钢 该钢是优质碳素塑料模具钢,与优质45碳素结构钢相比,钢材的洁净度更高。由于SM45钢淬透性差,制造较大尺寸的塑料模具时,一般用热轧、热锻或正火状态,模具硬度低,耐磨性较差。制造小型塑料模具时,用调质处理可获得较高的硬度和较好的强韧性。该钢碳含量中等,形状简单的模具一般采用水冷淬火,形状复杂的小型模具一般采用水淬、油冷。
1)SM45钢的预备热处理工艺规范见表7-79。
表7-79 SM45钢的预备热处理工艺规范
2)淬火与回火工艺。淬火温度为820~860℃,油冷或水冷,硬度≥50HRC;回火温度为500~560℃,保温2h后出炉空冷,硬度为25~33HRC。
3)应用。SM45钢广泛用于制造中、低档的塑料模具及模架,也可用于制造日用杂品、玩具等塑料制品的模具,以及小型塑料模具等。
(2)SM50钢 该钢是塑料模具用扁钢或热轧厚钢板,属于碳素塑料模具钢和正火、调质钢。与50钢相比,SM50钢的洁净度更高,碳含量的波动范围更窄,力学性能更稳定,硬度更高。该钢经正火或调质处理后具有一定的硬度、强度和耐磨性,且切削加工性好。(www.daowen.com)
1)预备热处理。退火:退火温度为810~830℃,缓慢炉冷。正火:正火温度为820~870℃,空冷。
2)淬火与回火。淬火温度为820~850℃,水冷或油冷,硬度≥50HRC;回火温度为200~650℃,随需要硬度而定,空冷。
3)应用。SM50钢适宜于制作形状简单的小型塑料模具,以及精度、寿命要求不高的塑料模具等。
(3)SM55钢 该钢是一种塑料模具用扁钢或热轧厚钢板,属于塑料模具专用钢和高强度碳素结构钢。与55钢相比,SM55钢的洁净度更高,碳含量的波动范围更窄,力学性能更稳定。该钢经热处理后具有高的表面硬度、强度和耐磨性及一定的韧性,一般在正火和调质处理后使用。该钢热处理时无回火脆性,但淬透性较低,且水淬时有开裂倾向,强度比SM50钢高。
1)SM55钢的预备热处理工艺规范见表7-80。
表7-80 SM55钢的预备热处理工艺规范
2)淬火与回火。淬火温度为790~830℃,水冷,硬度为55HRC;淬火温度为820~850℃,油冷,硬度≥58HRC。回火温度为400~650℃,空冷,硬度为24~45HRC。
3)应用。SM55钢可用于制造较大型及性能要求一般的塑料模具,也可用于制造不需要经过热处理的模具零件等。
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