模具制造是一个复杂的过程，从设计、加工、装配、调试等步骤开始，最后投入使用。 在整个生命周期中，影响模具质量的因素有很多，但影响模具寿命最重要的因素应该是模具钢材。 当然，这也与模具的成本密切相关。 今天我们就来说说注塑模具的分类以及模具所用钢材。
模具分类：
按硬度分类：软模、硬模（淬火处理）；
按质量等级分类：1级、2级、3级、4级；
按难度分类：A级、B级、C级、D级；
按模具尺寸分类：特大型、大型、中型、小型。
硬模和软模的定义：
1.模具硬度：软模、硬模
1）软模：模具钢已预硬，不需要淬火处理，但硬度较低，HB在400以下，生产寿命相对较短。
2）硬质模具：模具钢经过退火处理。 加工分为粗加工和精加工两种。 粗加工后，进行淬火。 硬度在HRC48°以上。 粗加工后应保留0.2左右的加工余量。 由于淬火工艺最后会使工件产生变形，以防止精加工工艺达不到工件的要求。 生产寿命在50万～100万次以上，多采用小型模具。
模具质量等级
一流的模具品质
1、模具：必须能开一百万个以上的模具
2、一级模具要求如下：
（1）模具详细设计（包括计算机图纸和资料）；
(2)模架的硬度至少必须达到HB280；
(3)模芯必须硬化至HRC50以上，所有部位及配件也必须硬化；
（4）顶针必须由委托部门管理；
(5)行位必须有耐磨片；
（6）温控监控器必须根据可行性安装在模、兄弟或排位置；
（7）建议所有冷却水道镀镍（ ），以防止生锈，方便清洁；
(8)分型线上必须加定位锁。
二级模具质量
1、模具：必须能开模50万次以上。
2、二次模具要求如下：
(1)建议进行模具详细设计
(2)模架硬度至少为HB280
(3)模芯必须至少硬质HRC48，所有位置和配件也必须进行热处理。
(4) 必须尽可能安装温度控制监视器
(5)分型线上必须加定位锁
(6) 以下要求将根据个人要求并在报价时确定。
3级品质模具
1、模具：必须能开模25万次以上。
2、三级模具要求如下：
(1)建议做模具设计
(2)模架硬度至少为HB165
(3)模芯必须至少为HB280
（4）除上述三项基本要求外，其他均视为可选附加要求。
4级品质模具
1、模具：要求开模10000次左右。
2、四级模具要求如下：
(1)建议进行模具设计
(2)模架可以是普通铜或铝
(3)模肉经客户同意可以采用铝或钢材质
（4）除上述三项基本要求外，其他均视为可选附加要求。
模具难度：
A级：多排位、斜顶多分型、抽芯、旋转抽芯等模具，结构非常复杂。
B级：多排（二至四排）斜顶，二至三分型，抽芯。 模具结构比较复杂。
C级：进胶口细口的简易模具、一排或两排、斜顶等一般结构的模具。
D级：大水口模具、二板模具、无排、无斜顶等结构简单的模具。
模具尺寸：特大、大、中、小
特大型：模宽800mm以上的模具。
大型：模具宽度在600~800mm（不含800）之间的模具。
中型：模具宽度在350～600（不含600）之间的模具。
小型：模具宽度小于350mm的模具。
在鞋旋钮、鞋眼扣、相机扣、快挂腰扣等各类带扣内部耐磨功能件的应用中，苏州威本工程塑料Z63是耐磨、耐腐蚀、强度大的专用项目。带扣。 塑料，与传统的POM和尼龙材料相比模胚钢材，Z63材料具有更好的耐磨性，比尼龙更坚固，并且不受潮湿的影响。 Z63具有优异的注塑流动性和较强的机械性能，可以大大提高紧固件焊痕的强度。
Z63材料在-40摄氏度至80摄氏度的环境下保持较强的机械性能，有助于解决POM紧固件耐磨性不足、韧性不足、易脆断的问题（特别是低温脆断问题） 。 Z63材料的吸水率仅为尼龙66的六分之一，水分对Z63材料制成的紧固件功能件的拉力影响很小。 Z63材料注塑后机械性能强，不需要水处理。 此外，Z63材料比POM、PA66等传统材料具有更好的耐腐蚀性。 Z63材质耐酸碱、耐盐、耐海水、耐水解，可在各种恶劣环境下工作。
模具用钢：
钢材是模具质量的决定性因素，选择合理的钢材是重中之重。 选择钢材的标准是：
①对注塑材料的要求——不同的塑料需要不同的钢材，如要求高抛光、耐腐蚀等；
②价格——钢材只要能用就行，不是越贵越好； 考虑到模具的成本因素，应根据模具的寿命选择模具钢材，避免不必要的浪费； 一般P20的寿命在30万次左右； 2738、50万没问题，H13/2344一般在80万-100万以上，可以根据情况选择；
③热处理。 模具的表面处理也很重要。 氮化——可增强钢材表面硬度，有效延长模具寿命； 电镀——可以有效地对模具钢进行改性。 对于一些要求高亮度和耐腐蚀的塑料件，可以采用电镀来增强和改善钢材的性能。
钢材的定义：
钢是指含碳量为0.0218%～2.11%的铁碳合金。 合金钢是在普通钢中添加Cr、Mo、V、Ni等合金成分而得到的。 我们的模具钢都是合金钢。
碳（C）
提高淬火组织的硬度；
形成碳化物，提高耐磨性；
韧性降低；
可焊性降低
铬 (Cr)
增加钢的硬度，形成坚硬稳定的碳化铬，从而提高耐磨性；
可提高钢的淬透性；
当Cr含量超过12%时，具有耐腐蚀性并提供良好的抛光性能。
钼（Mo）
Mo是强碳化物形成元素，提高耐磨性；
Mo>0.5%可抑制其他合金元素引起的回火脆性；
提供红硬性、热强度；
提高淬透性和回火稳定性
钒 (V)
可形成高硬度碳化物，提高耐磨性；
细化钢的晶粒尺寸以降低过热敏感性
提高钢材的强度、韧性和回火稳定性
镍 (Ni)
Ni能提高钢的淬透性；
Ni可以细化晶粒
硫磺(S)
它常以MnS形式存在于钢中，破坏基体的连续性，使材料的韧性、耐蚀性、抛光性、放电加工性和浸蚀性等恶化，并能提高材料的切削能力。
在各类加捻纱和滑轮的应用中，苏州威本工程塑料Z63高流动、强韧耐磨工程塑料可以帮助解决传统POM材料应用中可能遇到的问题：POM棕丝耐磨性不足、褐口易起毛、韧性不足而脆断、内应力和后结晶造成尺寸不稳定等。
苏州维本Z63材料在纱罗综、绞综上应用的特点是：耐磨性极佳、流动性高且易于注塑加工、棕眼干净不掉毛、坚固且不受潮气影响、抗脆碎、耐寒高温、耐酸碱、耐腐蚀、注塑内应力小、后结晶影响小、尺寸稳定性高。 可帮助解决传统POM材料（如杜邦的POM 900P）耐磨性、抗疲劳性不够、韧性不够而导致的断裂、棕眼易起毛、棕丝尺寸不稳定等问题。
模具钢按用途分类
1.冷作模具钢
冷作模具钢主要用于制造在冷状态下压制成型工件的模具。 如冷冲裁模具、冷冲压模具、冷拔模具、压印模具、冷挤压模具、螺纹压制模具和粉末压制模具等。冷作模具钢的范围很广，从各种碳素工具钢、合金工具钢钢、高速工具钢到粉末高速工具钢和粉末高合金模具钢。
2.热作模具钢
热作模具钢主要用于制造在高温下对工件进行压力加工的模具。 如热锻模、热挤压模、压铸模、热镦模等。常用的热作模具钢有：添加Cr、W、Mo、V等合金元素的中高碳合金模具钢元素； 对于有特殊要求的热作模具钢，有时也采用高合金奥氏体耐热模具钢。 。
3、塑料模具钢
由于塑料的种类很多，对塑料制品的要求也有很大差异，对制作塑料模具的材料也提出了各种性能要求。 因此，许多工业发达国家已形成了种类繁多的塑料模具钢系列。 包括碳素结构钢、渗碳塑料模具钢、预硬塑料模具钢、时效硬化塑料模具钢、耐腐蚀塑料模具钢、易切削塑料模具钢、整体淬硬塑料模具钢、马氏体时效钢及塑料模具镜面抛光用钢等
以塑料齿轮注塑模具为例，我们来看看齿轮注塑模具的模具钢需要注意的几点：
塑料齿轮模具型腔用钢的性能要求
①良好的机械加工性能。 选择易于切削加工并能在加工后获得高精度和高表面质量的模具钢。 为此，应主要采用中碳合金模具钢。
②强度高、韧性好。 在齿轮注塑生产过程中，型腔齿圈的分型面很容易被塑料废料压凹，导致轮齿溢流处出现毛刺。 因此，要求采用强度高、韧性好、热处理后不易崩刃的优质合金模具钢。
③良好的火花加工性能。 现代模具工业普遍采用线切割和电火花加工作为齿轮型腔的最终成形工艺。 一般不能进行后序研磨抛光（带有磨料流设备的单位除外）。 因此，要求采用电加工变形和表面粗糙度较小、变质硬化层较薄的优质模具钢。
④ 良好的耐磨性和抗疲劳性。 塑料齿轮的注射成型压力较高，齿轮型腔不仅受到高压塑料熔体的冲击，而且还受到冷热温度交变应力的影响。 一般高碳合金钢可通过热处理获得高硬度，但其韧性较差，易产生表面裂纹或轮齿易崩刃，故不能使用。 另外，齿轮腔一旦发生损坏，一般是无法修复的。 因此，应选用耐磨性和抗疲劳性能良好的优质中碳合金模具钢。
⑤ 耐化学腐蚀性强。 聚甲醛等塑料对模具有一定的腐蚀作用，特别是未经除湿干燥的潮湿聚甲醛。 注射过程中容易产生气体和空气的混合物，对型腔和型芯、螺杆和料筒等零件产生化学腐蚀。 因此，应选用耐腐蚀性强的优质合金模具钢。
塑料齿轮模具型腔材料选材参考
根据塑料齿轮型腔和型芯的尺寸，可以直接由棒材或板材加工而成。 20世纪80年代以来，我国开始引进国外生产的优质模具钢来制造齿轮注塑模型腔、型芯等关键成型零件。 主要有美国、日本和德国生产的预硬模具。 与此同时，国产模具钢也不断涌现，这对降低注塑模具的制造成本起到了积极的作用。
国内常用的塑料齿轮模具钢有哪些？
1.预硬钢
国产P20()预硬钢的硬度可达36~38HRC，抗拉强度为。 不需要热处理即可保证模块获得较高的形状和尺寸精度要求。 它还易于切割、加工和抛光。 适用于模数10万次左右的注塑模具。 在预硬钢中添加硫可以改善其切削性能。
国产SMI()、()预硬后硬度为35~45HRC，但切削性能与中碳调质钢相似，适合注塑模数20万次左右的成型模块。
国产718()预硬钢是国产P20的改进钢种。 它在质量上有很大的提高，弥补了P20的缺点。除不能用于有耐腐蚀要求的塑料模具零件外，是目前国内应用最广泛的通用模具。
用于塑料模具钢的典型钢种更适合成型15万次左右的成型零件。
2.镜面钢
镜面钢多为沉淀硬化钢，也称时效硬化钢，采用真空熔炼方法生产。 此类钢在真空环境下在500~550℃时效5~10小时。 钢中分散并沉淀出复合合金化合物，从而使钢硬化。 硬度为40~45HRC，耐磨性好，处理过程中变形小。 。 由于材质纯净，可镜面抛光，可光刻精细图案。 具有良好的电火花加工性能和防锈性能。 还有一类氮化高硬度钢，调质后硬度为23~25HRC，时效后硬度为38~42HRC。 氮化处理后表面硬度可达70HRC以上。 适用于玻璃钢注塑件。
3、耐腐蚀钢
国产PCR（）是不锈钢材料的一种，但比普通不锈钢具有更高的强度、更好的切削性能和抛光性能，且热处理变形小。 使用温度小于400℃，空冷淬火可达42~53HRC。 适用于含氮及阻燃剂的腐蚀性塑料注塑成型品。
在各种高负载、大温升的齿轮传动应用场景中，苏州威本工程塑料T31是耐热蠕变、高扭矩、耐磨齿轮的专用材料，让您的塑料齿轮能够在零下的低温下运行。 40摄氏度到125摄氏度的高温。 并且在长期持续高负载的情况下，T31齿轮扭矩几乎可以保持不变。
塑料齿轮在各类减速箱中的应用如高耐磨行星减速箱中的塑料行星齿轮和内齿圈，蜗轮蜗杆减速箱中的塑料蜗轮和塑料斜齿轮，电推中的塑料斜齿轮杆和滑动螺母。 ，苏州威本工程塑料T31是一种高耐磨、超高扭矩、高耐热、抗蠕变的特种齿轮材料，可以帮助您解决传统齿轮材料可能遇到的一些问题：
1、玻璃纤维增强PA66工程塑料，在50摄氏度至150摄氏度的温度范围内机械性能下降较快。 当齿轮传动装置受热受力时，容易发生塑性变形而失效。 玻璃纤维增强尼龙66齿轮扭矩不足。 以及耐磨性和疲劳寿命不足的问题；
2、传统POM齿轮和玻纤增强POM齿轮耐热蠕变性能较差；
3、PPS高温塑料比较脆，容易断齿，齿轮传动噪音比较大。
4、PA46高温塑料的吸水率比较大。 PA46齿轮的扭矩和尺寸受水分影响很大。 玻纤增强PA46齿轮扭矩不足的问题。
5. PEEK高温塑料给一些齿轮应用带来很高的成本压力。
T31是一种高耐磨、超高扭矩、高耐热的齿轮专用材料。 其在齿轮应用中的特点是：优异的耐磨性和抗疲劳寿命，并且可以承受大扭矩，范围从室温到150摄氏度的高温。 齿轮扭矩变化小，尺寸稳定性优良，吸湿性低。
国外进口比较常用的塑料齿轮模具钢有哪些？
我国精密塑料齿轮大批量生产中，注塑模具齿轮型腔均采用多种进口模具钢。
1.P20预硬模具钢
引进美国P20中碳Cr-Mo塑料模具钢，包括P20、P20H、P20Ni等牌号，出厂硬度29~32HRC。 适合制作塑料模具型腔，材料硬度均匀，具有良好的切削、研磨、抛光性能。 为了增加模具型腔的使用寿命，可对预硬钢进行淬火+低温回火或氮化以增加硬度。
淬火+低温回火处理：淬火时，在500~600℃预热2~4h，然后在850~880℃保温2h以上，放入油中冷却至50~100℃，然后空冷至室内温度。 淬火硬度可达50~52HRC。 为了防止开裂，应立即进行200℃低温回火。 回火后硬度可保持在48HRC以上，模具的使用寿命显着提高。
氮化处理：可获得高硬度的表面组织。 氮化后表面硬度达到650~700HV（57~60HRC）。 另外，氮化层材料结构致密，表面光滑，使型腔脱模且耐潮湿空气。 并且提高了碱溶液的腐蚀性能。
P20已预处理至HB285~330，相当于瑞典618和德国GS-2311。 可直接用于成型加工，尺寸稳定性好。 由于这种预硬钢价格比较便宜，适用于一般精密塑料齿轮注塑件。
2.718预硬钢
718模具钢，我国的牌号是P20（）改进钢级，在质量上有了很大的提高，使其填补了P20模具钢的缺点，满足P20模具钢的要求。 除不能用于有耐腐蚀要求的塑料模具外，是目前我国通用塑料模具钢应用最广泛的典型钢种。
ASSAB 718 预硬钢具有出色的抛光和光刻性能。 718HH预硬钢是718预硬钢的改进型号，淬火回火硬度为HB340~380。 可采用氮化和火焰硬化处理来提高型腔的表面硬度和耐磨性。 718HH材料保持高纯度、低硫质量，并具有优异的抛光、光刻和氮化性能。 718HH具有镜面抛光性能，广泛应用于透明塑料制品模具的生产。
3.2083模具钢
2083是德国布德鲁斯的特种塑料模具钢。 该钢是一种高Cr含量的不锈钢。 具有优良的耐磨性、耐酸腐蚀性能、良好的机械加工和抛光性能。 淬透性好，变形率低，淬火+回火后的型腔更耐磨； 良好的电火花加工性能，适用于酸性塑料和表面粗糙度要求极低的模具型腔。
4.S136
瑞典S136模具钢含Cr13.6%，其组织纯净、均匀、细小； 具有优良的耐腐蚀性和抛光性； 良好的耐磨性、机械切削加工性和电火花加工性能，以及优良的研磨和抛光性能； 淬火 硬时具有出色的尺寸稳定性。 是一种具有优良耐腐蚀性能的镜面塑料模具钢。
5、日本大同NAK55预硬钢
真空熔炼后，通过锻造使结构均匀化，然后经过热处理和时效处理，可以直接切割和雕刻成模块。 切削性能良好，硬度为40HRC，但切削性能仅相当于97HRB，特别优于40HRC SCM4钢。 经放电加工处理的表层不会硬化，易于磨削加工。
获得优良的镜面和满意的光泽度。 具有高硬度、高耐磨性和耐压性，模具使用寿命长。 适用于精密塑料齿轮模具型腔。
6.8407合金工具钢
德国8407是铬、钼、钒的中碳合金工具钢。 它是采用特殊的炼钢技术和严格的质量控制而获得的高纯净度和细结构的钢。 8407的各向同性（）高于普通钢。 传统精炼的H13更好。 这对于模具的抗机械疲劳和热应力疲劳性能，如质量要求较高的压铸模、锻造模、挤压模、塑料模等更有价值。 因此，使用8407制作的模具硬度可比普通H13提高1~2HRC而不牺牲其韧性。
8407作为我国高精度塑料齿轮、蜗杆注塑模具型腔钢号。 该材料具有以下优点：
①优良的抗热震性和抗裂性；
②高温强度；
③无论尺寸大小，均具有较高的韧性和延展性，且具有各向同性；
④优良的加工性能和抛光性能；
⑤淬透性优良，热处理时尺寸稳定性好。
其热处理和磨削有以下要求：
A.球化退火
将模坯在受保护的环境中加热至850℃，均热后在炉中以10℃/h的速率冷却至600℃，然后在空气中冷却。
B. 消除应力和回火
模坯粗加工后必须进行去应力处理。 将半成品加热至650℃，均热2小时模胚钢材，入炉冷却至550℃，然后在空气中冷却至室温。
C.淬火
预热600~800℃，淬火温度980~1080℃（常用1020℃），均热时间（50±3）min。 在200~550℃等温1~后风冷或油冷。 当钢材冷却到70~100℃时，应立即进行回火。 目的如下：
①为了获得模块最合适的性能；
②在不产生严重变形和裂纹的情况下，淬火冷却速度应尽可能快。
D、回火
至少两次，时间2小时以上，最低回火温度180℃。 每次回火后，必须冷却至室温后才能进行下一次回火。 回火时应避开425~525℃之间的回火脆性区。
五、一些建议
① 若型腔硬度在48HRC以上，则每注射2000~4000次模具后应加回火。
②放电加工后需进行回火处理。
③设计模具时，尽量采用较大的圆角，以避免应力集中。
F.氮化处理
为了使组件表面具有更好的耐磨性，可以进行氮化处理，在组件表面生成更硬的氮化层。 在525℃氮化时，表面硬度可达1000~。 当氮化时间分别为20h/30h/60h时，硬化层深度分别可达0.20mm/0.25mm/0.30mm。
G.研磨抛光技术
正确的打磨技术可以防止组件表面裂纹的出现，增加组件的使用寿命。 如果模具在低温回火状态下磨削，则裂纹的敏感性较高。 只能使用倒角、软质和开纹砂轮，并需要适当的磨削速度和良好的冷却液。
H.放电加工
如果模块在淬火+回火状态下进行电火花加工，电加工后腔体必须在比原回火温度低25℃的环境中进一步回火，以消除其内应力。 。
苏州威本工程塑料ZG6是一种高承载、高疲劳寿命、耐磨降噪滑轮专用材料。 在各种门窗滑轮的应用中，ZG6材料在减少滑轮滚动的同时，可以大大提高门窗滑轮的耐磨性和疲劳寿命。 当时的分贝噪声和噪音可以帮助您解决传统玻纤增强POM滑轮和玻纤增强尼龙材料滑轮遇到的以下问题：
1、玻纤增强POM滑轮耐磨性不够，容易磨损、掉屑，噪音比较大（特别是滚动噪音的问题），疲劳寿命不够，比较脆（受力时容易碎裂等问题）强烈冲击）；
2、玻纤增强尼龙滑轮的承载能力和尺寸受水分影响较大，耐磨性和稳定性不足，噪音比较高，疲劳寿命不足，耐水解性不够好；
ZG6材料在门窗滑轮上的应用特点是：高承载、高耐磨耐疲劳、降噪、耐腐蚀、防爆防冲击、坚固且不受潮湿影响。
苏州维本工程塑料有限公司——您的工程塑料创新应用开发合作伙伴。
