模具材料选用规范成型零部件材料选用1 成型零部件指与塑料直接接触而成型制品的模具零部件，如型腔、型芯、滑块、镶件、斜顶、侧抽等。

2 成型零部件的材质直接关系到模具的质量、寿命，决定着所成型塑料制品的外观及内在质量，必须十分慎重，一般要在合同规定及客户要求的基础上，根据制品和模具的要求及特点选用。

3 成型零部件材料的选用原则是：根据所成型塑料的种类、制品的形状、尺寸精度、制品的外观质量及使用要求、生产批量大小等，兼顾材料的切削、抛光、焊接、蚀纹、变形、耐磨等各项性能，同时考虑经济性以及模具的制造条件和加工方法，以选用不同类型的钢材。

4 对于成型透明塑料制品的模具，其型腔和型芯均需选用高镜面抛光性能的高档进口钢材，如718（P20+Ni类）、NAK80（P21类）、S136（420类）、H13类钢等，其中718、NAK80为预硬状态，不需再进行热处理；S136及H13类钢均为退火状态，硬度一般为HB160-200，粗加工后需进行真空淬火及回火处理，S136的硬度一般为HRC40-50，H13类钢的硬度一般为HRC45-55（可根据具体牌号确定）。

5 对于制品外观质量要求高，长寿命、大批量生产的模具，其成型零部件材料选择如下：a) 型腔需选用高镜面抛光性能的高档进口钢材，如718（P20+Ni类）、NAK80（P21类）等，均为预硬状态，不需再进行热处理。

b) 型芯可选用中低档进口P20或P20+Ni类钢材，如618、738、2738、638、318等，均为预硬状态；对生产批量不大的模具，也可选用国产塑料模具钢或S50C、S55C等进口优质碳素钢。

6 对于制品外观质量要求一般的模具，其成型零部件材料选择如下：a) 小型、精密模具型腔和型芯均选用中档进口P20或P20+Ni类钢材。

b) 大中型模具，所成型塑料对钢材无特殊要求，型腔可选用中低档进口P20或P20+Ni类钢材；型芯可选用低档进口P20类钢材或进口优质碳素钢S50C、S55C等，也可选用国产塑料模具钢。

c) 对于蚀皮纹的型腔，当蚀梨地纹时应争取避免选用P20+Ni类的2738（738）牌号。

7 对无外观质量要求的内部结构件，成型材料对钢材亦无特殊要求的模具，其成型零部件材料选择如下：a) 对于大中型模具，型腔可选用低档的进口P20或P20+Ni类钢材，也可选用进口优质碳素钢S55C、S50C或国产P20或P20+Ni类塑料模具钢；型芯可选用进口或国产优质碳素钢。

b) 对于小型模具，若产量较高，结构较复杂，型腔可选用低档的进口P20或P20+Ni类钢材，也可选用国产P20或P20+Ni类塑料模具钢；型芯可选用国产塑料模具钢。

c) 对于结构较简单，产量不高的小型模具，型腔型芯均可选用国产塑料模具钢或优质碳素钢。

8 对于成型含氟、氯等有腐蚀性的塑料和各类添加阻燃剂塑料的模具，若制品要求较高，可选用进口的耐蚀钢，要求一般的可选用国产的耐蚀钢。

9 对于成型对钢材有较强摩擦、冲击性塑料的模具，例如用来注射尼龙+玻璃纤维料的模具，需选用具有高耐磨、高抗热拉强度及高韧性等优点的进口或国产H13类钢材。

10成型镶件一般与所镶入的零件选用相同材料。

对于模具较难冷却的部分或要求冷却效果较高的部分，镶件材料应选用铍青铜或合金铝。

11对于模具中参与成型的活动部件材料选择原则如下：a) 透明件应选用抛光性好的高档进口钢材，如718、NAK80等。

b) 非透明件，一般应选用硬度和强度较高的中档进口钢材，如618、738、2738、638、318等，表面进行氮化处理，氮化层深度为0.15-0.2mm，硬度为HV700-900。

c) 若模具要求较低，也可选用低档进口钢材或国产钢材，氮化处理硬度一般为HV600-800。

非成型零部件材料选用1模架材料参照模架规范，模板一般选用进口S50C或国产SM45，要求HB160-200，硬度均匀，且内应力小，不易变形。

导柱材料采用GCr15或SUJ2，硬度为HRC56-62。

导套、推板导柱、推板导套及复位杆材料可采用GCr15或SUJ2，硬度为HRC56-62；也可采用T8A、T10A，硬度为HRC52-56。

2模具中的一般结构用件，如顶出定位圈、立柱、顶出限位块、限位拉杆、锁模块等，对硬度和耐磨性无特别要求，可选用国产SM45钢，正火状态，硬度HB160-200，不需再进行热处理。

3模具中的浇口套、楔紧块、耐磨块、滑块压板等对硬度、强度、耐磨性要求较高的零件，应选用碳素工具钢或优质碳素工具钢，如T8A、T10A等。

此类钢使用时均需进行淬火处理，以提高其硬度和耐磨性，具体硬度值参照附表5。

附表1常用进口模具钢材一览表附表2塑料模具成型零件常用国外材料及性能（一）附表3 塑料模具成型零件常用国外材料及性能（二）H13改良类钢材，日本钢号为SKD61，SKD51类。

属于热作模具钢。

日本大同钢铁厂生产的DHA1、DH21、DH31-S、DH2F、DH42、都是同类似的。

附表4 塑料模具成型零件常用国产材料及性能塑膠模用模具材料模具材料的選用是否適宜，對模具的壽命、精度、加工性、價值等有很大的影響。

故模具材料的選用一般均依照下列原則：容易取得。

机械加工性良好。

表面加工性良好。

強度、韧性和耐磨性大。

無針孔和沉澱雜質等內部缺陷。

可焊接性。

热处理容易、热变形少。

耐热性好、热膨脹係數低。

種類及特性模具材料的種類很多，在此先將常用的幾種材料作一簡介。

一般構造用輥軋钢材(SS)一般構造用輥軋钢材SS41、SS50，價廉而容易取得，但質軟多針孔，因此用以不需強度、硬度的零件，不適用以模板材料。

机械構造用碳钢(SC、SCK)机械構造用碳钢S25C、S50C、S55C等，價廉而容易取得，加工性也好。

S25C用以模具的承板、定位环、豎澆道、襯套、止動螺栓、支持件等，而少用以模板。

S50C、S55C原則上回火到硬度9～22HRC，以增其加工性，為规范的模板材料。

S9CK、S15CK的含碳量少，因而質軟，所以需作表面滲碳，淬火成HRC45～59的硬度來使用。

碳工具钢(SK)碳工具钢有SK3、SK5、SK7等，含碳量為0．6%以上的高碳钢，其淬火硬度是SK3、SK5為HRC50～60，SK7為HRC50～55，H此類钢材耐磨耗性優良，且為較價宜的工具钢，用以有滑動部份需高硬度和耐磨耗性的零件，如導銷、襯套、頂出銷、復歸銷等。

合金工具钢(SKS、SKD)常用的合金工具钢有SKS2、SKS3、SKD11、SKD61等。

SKS2與SKS3是碳工具钢加鉻、鎢增加淬火性、耐磨耗性，用以特別要求硬度與耐磨性的成形模板，其硬度HRC55～60。

SKD11、SKD61是添加釩取代SKS的鎢，其淬火性與耐磨耗性優以SKS，且淬火应变小，其硬度SKD11為HRC55～60，SKD61為HRC45～51，但SKD61的耐热性、韧性都優以SKD11。

高速钢(SNC)此处的高速钢是指SKC2與SNC3的鎳鉻钢，係為碳钢加鎳和鉻，增其韧性與淬火性，回火硬度為22～30HRC，用以成形模板。

鎳鉻鉬钢(SNCM)鎳鉻鉬钢SNCM2是淬火性，耐磨性耗性均好，尤其是強度、韧性特別好的钢材，其用途與高速钢相同。

鉻鉬钢(SCM)鉻鉬钢SCM3、SCM4是碳钢加鉻，鉬的構造用钢，其強度、韧性優以碳钢，其價格較SNC及SNCM便宜。

鋁鉻鉬钢(SACM)鋁鉻鉬钢SACM1經氮化处理(氮化层硬度為HRC67)耐磨耗性很高，用以要求硬度和耐磨耗性的滑動部份，如頂出銷等，钢材本身硬度為HRC20～30。

軸承用高碳鉻钢(SUJ)軸承用高碳鉻钢SUJ2為軸承用的钢材，耐磨耗性、淬火性均良好，其硬度為HRC55～60，用以滑動部份需有相當的硬度和耐耗性。

不锈钢(SUS)如PVC的塑料，需用耐蝕性高的模具材料，可以增加鉻量，減少碳量的耐蝕性不锈钢SUS來製造。

.11鈹銅合金含鈹2．5%，含銅97．5%的鈹銅合金，常用來製作形狀複雜的公模或母模。

其製作的方法是將熔融的合金注入模型內，然後一直加以壓力直到冷卻為止。

表一為塑膠模各構件最廣泛应用之材料，及其热处理狀態及使用之硬度。

表二為構造用的合金钢的化學成份及机械性質。

表三為表二所列的模具材料的的特性、用途及使用的場合，此三表可供學習查考，以選取最適用的模材。

热处理钢材經適當的热处理可顯著增加硬度、強度、韧度、耐磨耗性等机械性質。

施行電镀作表面处理，模具精度提高、表面光亮，使脫模更順利，成品表面光度增加。

因此欲模具壽命延長、品質提升，除了事先預選適當的模具材料外，對以加工後，模具的热处理方法的選定也極其重要，以下分點說明。

正常化此項热处理旨在消除鑄造、鍛造、輥軋等高溫高壓处理所產生的粗晶組织，並將加工所生的內部应力消除。

其方法為將工作加热到变態點AC3或ACm點以上30°～50℃的溫度後，使之在空氣中自然冷卻，如图1所示。

使用大型構造用钢，在材料經鍛造成模型後，再施以正常化处理。

退火退火是為了使钢料軟化，調整結晶組织，除去內部应力。

其方法為加热到AC3或AC1变態點以上30°～50℃，保持適當時間後，在爐中或灰中冷卻，如图2所示。

模具材料退火处理有兩種方式。

消除应力退火目的在除去加工所引起的內部应力。

適用以粗切削、中切削或需淬火的模具零件。

因淬火時麻田散铁变態所生的应力將加大，除非先行實施退火消除內部应力，否則將造成巨大的应变，而致淬火罅裂、翹曲。

即使不淬火的零件，若經大量粗重切削，不經此項处理的話，也將因加工应力的殘存，而終致尺寸的精度改变或發生翹曲。

球狀化退火目的在改善加工性，增加韧性，防止淬火罅裂，使钢中的碳化物变成球狀組织。

淬火淬火的目的是為了將钢硬化、增加強度。

其方法為钢材加热到AC3或AC1变態點以上約30°～50℃，保持適當時間後，使它在淬火液中急速冷卻，而產生高硬度的麻田散铁組织，如图3所示。

模具零件常用的淬火方法有下列三種。

普通淬火加热到变態點以上的溫度後，在水或油中急冷以得麻田散铁組织。

此方法，加热必需防止過热及氧化脫碳的現象發生。

對以壁厚不均的模具，將會有加热不均勻。

由以各部份的度差發生热膨脹差，致影響变態點，引起变態差，而致淬火罅裂。

因此為了達到均勻加热，最好用盐浴或惰性氣爐。

氧化、脫碳之防止可採用盐浴爐或可調整的隋性氣爐。

热处理变形的防止，宜使用淬火溫度低，自硬性大，有氣冷程度的淬火钢。

含大量鉻、鎳的合金钢、高速钢具有此一空氣中冷卻而硬化的特性，對以加工後再行热处理的模具、精度、形狀能保持而不致变形，精密度失掉。

麻淬火(marquenching)如图4所示，將待处理的材料加热到淬火溫度後，投入以溫度為Ms點(冷卻時由沃斯田铁转变為麻田散铁的開始溫度)的热盐浴中，待材料的溫度成為均一後，取出氣冷，緩慢引起麻田散铁变態、材質变硬，不致發生淬火应力及罅裂，最後再施行回火处理。