【正文】 （ 2）導(dǎo)向零件的主要性能要求 。 （ 3）斷裂失效：它的危害性較大，主要發(fā)生在塑料模形狀 復(fù)雜、多棱角薄邊、應(yīng)力集中嚴(yán)重而韌性不足處，有時(shí)合金工 具鋼不充分回火時(shí)也可發(fā)生。 （ 1）磨損失效：主要表現(xiàn)為尺寸磨損超差，粗糙度因拉毛 而變高，表面質(zhì)量惡化、表面侵蝕。 2. 失效形式 基本失效形式有磨損失效、局部塑性變形失效、斷裂失效 等。 1. 工作條件 （ 1）注射壓力 40～ 150MPa,閉模壓力 80～ 300MPa或更高 。 （ 8）排氣系統(tǒng)：為把型腔內(nèi)原有的空氣以及塑料受熱過程中產(chǎn)生的氣體排出，在模具分型面（凹、凸模相配合的接觸面又稱合模面）處開設(shè)的排氣槽。 （ 7） 冷卻和加熱裝置：加熱是為滿足注射成型工藝對模具溫度的要求；冷卻是為使熔料能在模具內(nèi)冷卻定型。 （ 6）抽芯機(jī)構(gòu)：當(dāng)制品上帶有側(cè)孔或側(cè)凹結(jié)構(gòu)時(shí)，在頂出機(jī)構(gòu)工作前，先要將可作側(cè)向運(yùn)動(dòng)的型芯從制品中抽出，該側(cè)向運(yùn)動(dòng)是由抽芯機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。 （ 5）頂出機(jī)構(gòu)：是實(shí)現(xiàn)制品脫模的裝置。 （ 4）導(dǎo)向裝置：保證動(dòng)模和定模閉合時(shí)位置準(zhǔn)確。 （ 3）澆注系統(tǒng)：是將熔融塑料引向閉合模腔的通道。 （ 2）動(dòng)模機(jī)構(gòu)：安裝在注射機(jī)動(dòng)模板上的部分型腔。由定位環(huán) 主流道體 定模底板 定模板 4和凹模 14組成一體，在注射機(jī)上固定不動(dòng)。 注塑成型過程： 塑料（熱塑性塑料或熱固性塑料）在注射機(jī)料筒中加熱到流動(dòng)（可塑化）狀態(tài)，以高壓、高速將料筒內(nèi)的粘稠塑料通過噴嘴等澆注系統(tǒng)注入模具，經(jīng)保壓、冷卻，固化后得到塑件。 ■ 熱塑性塑料模是塑料呈粘流狀態(tài)下通過注射、擠壓等方法進(jìn)入型腔加工成型的模具，塑變抗力小，受熱受壓受磨損不嚴(yán)重，當(dāng)加入固體填充料（例如玻璃纖維、石英粉等）時(shí)，磨損大大增加。 ■ 塑料模按成型固化不同可分為熱固性和熱塑性成型塑料模。 ■ 目前塑料模具設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中普遍存在的問題：是選材不恰當(dāng)，處理工藝不合理。 熱作模具類型及其常規(guī)選材 模具類型 模具規(guī)格及工作條件 常用材料 硬度 HRC 熱鍛模 高度＜ 250mm小型熱鍛模 5CrMnMo 39～ 47 高度在 250～ 400mm 中型熱鍛模 高度 ＞ 400mm小型熱鍛模 5CrNiMo 35～ 39 高壽命熱鍛模 3Cr2W8V、 4Cr5MoSiV 4Cr5MoSiV 4Cr5W2Si 40～ 45 熱鐓模 3Cr2W8V、 4Cr5MoSiV 4Cr5W2Si、基體鋼 39～ 45 精密鍛造、高速鍛模 3Cr2W8V 45～ 54 壓鑄模 壓鑄鋁、鎂、鋅合金 3Cr2W8V、 4Cr5MoSiV 4Cr5MoSiV 4Cr5W2VSi 43～ 50 壓鑄銅和黃銅 3Cr2W8V、 4Cr5MoSiV 4Cr5MoSiV 4Cr5W2VSi 35～ 40 模具類型 模具規(guī)格及工作條件 常用材料 硬度 HRC 熱擠壓模 擠壓鋼、鈦、鎳合金 4Cr5MoSiV 、 3Cr2W8V 43～ 47 擠壓鋁、鎂合金 4Cr5MoSiV、 4Cr5W2Si 46～ 50 擠壓銅及銅合金 3Cr2W8V 36～ 45 第四節(jié) 塑料模具材料 ■ 塑料在國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，其產(chǎn)量按體積計(jì)算在世界上已超過鋼鐵的產(chǎn)量。 ■ 用這些銅合金制造的鋼鐵件壓鑄模，使用壽命遠(yuǎn)高于其它 的熱作模具鋼。 （ 2）用于壓鑄模的銅合金有鈹青銅合金、鉻鋯釩銅合金和鉻 鋯鎂銅合金。 3. 銅合金 （ 1）制造黑色金屬壓鑄模具：銅合金導(dǎo)熱性好，散熱快， 可使模具的溫升和溫度梯度大為降低，降低了模具的應(yīng)變和應(yīng) 力，使其強(qiáng)度足以承受壓鑄時(shí)的壓力，同時(shí)也減輕了熱疲勞的 作用。 ■ 奧氏體不銹鋼鋼結(jié)硬質(zhì)合金和高碳高鉻合金鋼鋼結(jié)硬質(zhì) 合金也可用于制造熱作模具。 ■ 鎢鈷類硬質(zhì)合金（常制成鑲塊）可用于熱切邊凹模、壓鑄 模以及工作溫度較高的熱擠壓凸?；虬寄５?。 三、 其它熱作模具材料 1. 熱沖裁模具用鋼 （ 1）熱作模具中，熱沖裁模具工作溫度低，對材料性能要求 寬； （ 2）幾乎所有熱作模具材料都可用于熱沖裁模具；選材時(shí)， 可重點(diǎn)考慮材料經(jīng)濟(jì)性和生產(chǎn)管理上的方便； （ 3）推薦： 5CrNiMo、 4Cr5MoSiV、 4Cr5MoSiV 8Cr 4CrW2VSi鋼等，其中 8Cr3鋼是使用較多的鋼種。 ■ 和 3Cr2W8V鋼相比，抗熱疲勞性、沖擊韌性和抗熱熔蝕 性高，但熱硬性稍差。 （ 2）熱處理工藝 反復(fù)鍛造（鍛后快冷至 700℃ 緩冷） → 退火 → 淬火 → 回火 ■采用不完全退火：加熱溫度為 830～ 850℃ ，保溫 2～ 4h，爐冷至 400℃ 以下 出爐空冷； ■也可采用等溫退火：等溫溫度為 720～ 740℃ ， 保溫 3～ 4h，然后爐冷至 500℃ 以下出爐空冷，退火硬度 ≤241 HBS； ■淬火 :淬火溫度為 1050～ 1150℃ 、 20～ 40℃ 油 冷； ■回火： 550～ 650℃ ，回火 2次，回火硬度為 40～ 50HRC。 （ 1）主要性能特點(diǎn)及應(yīng)用 ■具有高的抗回火軟化能力和二次硬化效應(yīng)（ 600℃ 時(shí)，硬 度仍可保持 40HRC）、屈服強(qiáng)度高達(dá) 950MPa、具有高的高溫強(qiáng) 度和耐磨性； ■缺點(diǎn)：含鎢量多，碳化物不均勻性和偏析傾向大，韌性較 差，抗氧化和熱疲勞能力差，易產(chǎn)生熱疲勞裂紋而斷裂失效。 注：紅色是常用的壓鑄模具鋼。 （三）壓鑄模用鋼 以鎢系、鉻系、鉻鉬系熱作模具鋼為主。 （ 3） 5Cr4W5Mo2V(RM2)鋼 有較高的抗回火能力和熱穩(wěn)定性，較高硬度和耐磨性，在700℃ 工作時(shí)仍可保持 54HRC的 硬度。 （ 2） 6Cr4Mo3Ni2WV(CG2)鋼 室溫和高溫強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性高于 3Cr2W8V鋼，耐熱疲勞性較好，但高溫沖擊韌度低于 3Cr2W8V。 （ 1） 012Al鋼 作熱作模具鋼使用，耐熱疲勞性和熱穩(wěn)定性比 3Cr2W8V鋼 高，熱強(qiáng)性高于鉻系鋼。 鎢鉬系熱作模具鋼的一般熱處理過程 4. 基體鋼 基體鋼中有多個(gè)鋼種是冷、熱兼用的模具鋼。 2）熱處理工藝 鍛造（鍛后緩冷） → 等溫退火（加熱溫度為 850℃ ，等溫溫 度 720℃ ，爐冷至 550 ℃ 出爐空冷） → 淬火（加熱溫度為 1160℃ ） → 回火。適用 于齒輪高速鍛造、精密鍛造、軸承套圈熱擠壓、小型機(jī)鍛模具等方面。 2） 熱處理工藝 鍛造（鍛后緩冷） → 等溫退火（加熱溫度為 870℃ ，等溫 溫度 730℃ ，隨爐緩冷到 550 ℃ 出爐空冷，硬度為 207～ 225 HBS） → 淬火（加熱溫度為 1030～ 1120 ℃ 、 油淬） → 回火 （回火溫度為 580～ 620 ℃ 、 保溫 2h，回火二次，硬度為 48～ 49HRC）。 HM1鋼是目前國內(nèi)研制的高強(qiáng)韌熱 模鋼中應(yīng)用廣泛，壽命長的新鋼種。 2）熱處理工藝 鍛造 → 退火（加熱溫度 850℃ 、保溫 4h，隨爐緩冷到 550 ℃ 出爐空冷） → 淬火（加熱溫度 1130 ℃ 、 油淬） → 回火（回火溫度根據(jù)硬度要求可在 650～ 700 ℃ 范圍選擇，回火二次）。其高溫強(qiáng)度、回火穩(wěn)定性、斷裂韌性、耐熱疲勞性和耐磨性均優(yōu)于 3Cr2W8V ；而耐熱性優(yōu)于H13鋼，可在 700℃ 下工作。 2）熱處理工藝 鍛造（鍛后緩冷） → 等溫退火（加熱溫度 860℃ 、等溫溫度710℃ ，爐冷至 550℃ 出爐空冷） → 淬火（加熱溫度 1080℃ ，油冷或水冷） → 回火（回火溫度根據(jù)模具硬度要求在 560～ 630℃ 范圍選擇，需回火二次）。適用于制造 熱鍛成形凹模、連桿輥鍛模、小型 機(jī)鍛模、鋁合金壓鑄模等。 鉻系熱作模具鋼一般熱處理過程 3. 鉻鉬系及鎢鉬系鋼 包括 4Cr3Mo3SiV（ H10）、 4Cr3Mo2NiVNbB（ HD）、 Cr3Mo3W4VNb（ GR） 3Cr3Mo3W2V（ HM1）、 25Cr3Mo3VNb（ HM3）。廣泛用于鋁型材擠壓模具；汽車、拖拉機(jī)、五金工具等行業(yè)機(jī)鍛模具、輥鍛模具；軸承行業(yè)擠壓模及輾壓輥；壓鑄模等。 ■ 與鎢系熱作模具鋼相比，沖擊韌度高，但高溫強(qiáng)度低，耐熱性稍差。 （ 1）主要性能特點(diǎn)及應(yīng)用 ■淬透性好（屬空冷硬化鋼，厚度為 150mm的 鋼件在油中 可淬透）； ■ 沖擊韌度和斷裂韌度較高； ■ 良好的耐熱疲勞性能和抗氧化性，能適應(yīng)急冷急熱的工作條件。 1. 鎢系 代表鋼種 3Cr2W8V， 耐熱疲勞性較差，在壓鑄模中的應(yīng)用較多。 （ 2）熱處理工藝 鍛造 → 退火 → 淬火 → 回火 ■ 等溫退火： 800℃ →720 ℃ 等溫； ■ 完全退火： 850～ 870℃ ，緩冷至 500℃ 出爐空冷； ■ 5Cr2NiMoVSi鋼（大截面錘鍛模），淬火溫度為 960～ 980℃ ， 回火溫度為 600～ 680℃ ； ■ 45Cr2NiMoVSi鋼（ 大截面錘鍛模） ，淬火溫度為 960～ 980℃ ，型腔回火溫度為 630～ 670℃ ； ■ 燕尾回火溫度： 680～ 700℃ 。 4. 5Cr2NiMoVSi和 45Cr2NiMoVSi鋼 （ 1）主要性能特點(diǎn)及應(yīng)用（與 5CrNiMo鋼相比） ■ 高溫強(qiáng)度提高了 64％，熱穩(wěn)定性提高 (溫度提高了 150～ 170 ℃ )， 500X 500mm截面的鍛模，其心部硬度較 5CrNiMo 鋼高 13HRC，使用壽命提高 1倍。 ■適用于大、中型錘鍛模，用于中、小型 錘鍛模，模具 壽命一般比 5CrNiMo鋼模具 高。； ■淬火加熱溫度為 820～ 850℃ ，油淬，冷卻到 150～ 180 ℃ 左右出油立即回火； ■ 為減少變形，防止開裂，淬火時(shí)最好延時(shí)冷卻，可空冷到 740～ 780℃ 入油； ■回火溫度根據(jù)模具尺寸和部位確定（ 500～ 660℃ ）； ■ 鍛模燕尾部分回火溫度較其它部位高 100℃ 左右，保證燕 尾部分的韌性、降低燕尾開裂失效。 2. 5CrMnMo鋼 （ 1） 主要性能特點(diǎn)及應(yīng)用 （ 和 5CrNiMo鋼相比） ■強(qiáng)度、硬度相當(dāng)，但沖擊韌性稍差； ■淬透性、耐熱疲勞性稍差； ■熱處理過熱傾向較大； ■適用于制造要求具有較高強(qiáng)度和高耐磨性的各種類型（邊長 ≤400mm） 的中、小型（錘噸位 ＜ 3t） 錘鍛模。 ■廣泛用于制造形狀復(fù)雜，要求高強(qiáng)度、高韌性的大、中型 錘鍛模，如高度尺寸 375mm的大型（錘噸位 3t）錘鍛模。 1. 5CrNiMo鋼 （ 1）主要性能特點(diǎn)及應(yīng)用 ■良好的力學(xué)性能和淬透性；（硬度 40～ 48HRC，抗拉強(qiáng)度 1200～ 1400MPa，沖擊韌度 40～ 70J／ cm2，對第二類回火脆性不 敏感） 。 （一） 錘鍛模用鋼 主要采用中碳、多元低合金熱作模具鋼。 熱作模具鋼的分類方法很多，可根據(jù)合金元素含量分及熱處理后性能分；也可按用途分；或由性能分；也可按工作溫度分。 （ 3）性能要求 高的耐磨性，高的硬度及熱硬性；為避免崩刃，應(yīng)具有一 定的強(qiáng)韌性，并有良好的制造工藝性。 （ 1）工作條件 切邊凹模完成剪切過程，因而凹模刃