1.3.3 常使用的塑料模具材料

本节主要介绍国外、中国香港及华南地区塑料模具常用的钢材牌号。

1.黄牌钢

美国标准编号为AISI 1050～1055，日本标准编号为S50C～S55C，德国标准编号为1.1730。中国香港地区称为黄牌钢，相当于中国内地的50、55等中碳钢，此钢材的硬度为170～220HB，价格便宜，加工容易，在模具上用做模架、撑柱和一些不重要的结构件，市场上一般标准模架都采用这种钢材。

2.40CrMnMo7预硬注塑模具钢

美国、日本、新加坡、中国香港、中国内地标准编号为AISI P20，德国和有些欧洲国家编号为DIN1.2311、DIN1.2378、DIN1.2312。这种钢是预硬钢，一般不适宜热处理，但是可以氮化处理，此钢种的硬度差距也很大，为28～40HRC。由于已作预硬处理，机械切削也不太困难，所以，很适合作一些中低档次模具的镶件，有些大批量生产的模具模架也采用此钢材（有些客户指定此钢用做模架），其优点是硬度比中碳钢高，变形也比中碳钢稳定。这种钢由于在注塑模具中被广泛采用，所以品牌也很多，其中，在中国华南地区有较为普遍的品牌。

（1）瑞典一胜百公司（ASSAB），生产两种不同硬度的牌号：一是718S，硬度290～330HB（相当于33～34HRC）；二是718 H，硬度330～370HB（相当于34～38HRC）。

（2）日本大同公司（DAIDO），也生产两种不同硬度的牌号：NAK 80（硬度40±2 HRC）和NAK55（硬度40±2HRC）两种。一般情况下，NAK80作定模镶件，NAK55作动模镶件，要注意NAK55型腔不能留EDM（电火花）纹。据钢材代理解释是因其含硫，所以EDM后会留有条纹。

（3）德胜钢厂（THYSSEN），德国生产，有好几种编号：GS711（硬度34～36HRC）、GS738（硬度32～35HRC）、GS808VAR（硬度38～42HRC）、GS318（硬度29～33HRC）、GS312（硬度29～33 HRC）。GS312含硫不能作EDM纹，在欧洲作模架较为普遍，GS312的牌号为40CrMnMoS8。

（4）百禄（BOHLER），澳洲生产，编号有M261（38～42HRC）、M238（36～-42HRC），M202（29～33HRC），M202型腔不能留EDM纹，因其也含硫。

3.X40CrMoV51热作钢

美国、中国内地、中国香港、新加坡标准编号为AISI H13，欧洲为DIN1.2344，日本为SKD61，这种钢材出厂硬度是185～230HB，需要热处理。

用在注塑模具上的硬度一般是48～52HRC，也可氮化处理，由于需要热处理，加工较为困难，故模具价格比较贵。若是需要热处理到40HRC以上的硬度，模具一般用机械加工比较困难，所以，在热处理之前一定要先对工件进行粗加工，尤其是冷却水孔、螺钉孔及攻螺纹等必须在热处理之前做好，否则要退火重做。

这种钢材普遍用于注塑模具上，品牌很多，常用的品牌还有一胜百的8407（热作工具钢）和德胜的GS344ESR或GS344EFS。

4.X45NiCrMo4冷作钢

AISI 6F7欧洲编号为DIN1.2767。这种钢材出厂硬度为260HB，需要热处理，一般应用硬度为50～54HRC。欧洲客户常用此钢，此钢韧性好，抛光效果也非常好，但此钢在中国华南地区不普遍，所以品牌不多，德胜有一款编号为GS767。

5.X42Cr13（不锈钢）

AISI420 STAVAX，DIN1.2083。这种钢材出厂硬度为180～240HB，需要热处理，应用硬度为48～52HRC，不适合氮化热处理（锐角的地方会龟裂）。此钢耐蚀性及抛光的效果良好，所以一般透明制品及有腐蚀性的塑料，例如，PVC和防火料、V2、V1、V0类的塑料很适合用这种钢材。此钢材也很普遍用在注塑模具上，故品牌也很多，如一胜百的S136，德胜的GS083ESR、GS083、GS083VAR。在采用德胜的时要注意：如果是透明件，那么定、动模镶件都要用GS083ESR（据钢厂资料ESR电渣重熔可提高钢材的晶体均匀性，使抛光效果更佳）。不是透明制品的动模镶件一般不需要特别低的表面粗糙度，可选用普通的GS083，此钢材价格比较便宜，也不影响模具的质量。此钢材有时客户也会要求用做模架，因为防锈关系，可以保证冷却管道的运水顺畅，以达到生产周期稳定。

6.X36CrMo17（预硬不锈钢）

DIN1.2316，AISI 420 STAVAX，出厂硬度为265～380HB。如果是透明制品，有些公司一般不采用此钢材，因为抛光到高光时，由于硬度不够很容易有坑纹，同时注塑也容易出现痕迹，要经常再抛光，所以，还是用1.2083ESR，经过热处理调质使硬度至48～52 HRC更好。此钢硬度不高，机械切削较容易，模具完成周期短一些。

很多公司大多在中等价格模具上采用这种有防锈功能的钢，例如，有腐蚀性的塑料，如上面提及的PVC、V2、V1、V0类，此钢用在注塑模具上也很普遍，品牌也多。例如，一胜百的S136 H，出厂硬度为290～330HB，德胜钢厂的GS316（265～310HB）、GS316ESR （30～34HRC）、GS083M（290～340HB）、GS128H（38～42HRC），日本大同的PAK90 （300～330HB）。

7.X38CrMo51热作钢

AISIH11欧洲编号为DIN 1.2343，出厂硬度为210～230HB，必须热处理。一般应用硬度为50～54HRC，据钢厂的资料，此钢比1.2344（H13）韧性略高，在欧洲较多采用，有些公司也常用此钢做定模及动模镶件。由于在亚洲及美洲地区此钢不甚普及，所以品牌不多，只有2～3个品牌在中国香港地区。例如，德胜钢厂（THYSSEN）的GS343 EFS，此钢可氮化处理。

8.S7重负荷工具钢

此钢出厂硬度为200～225HB，需要热处理，应用硬度为54～58HRC，此钢一般是美国客户要求采用，用在定、动模镶件及滑块上，欧洲及中国华南地区不太普遍。主要品牌有一胜百的COMPAX—S7和德胜钢厂的GS307。

9.X155CrVMo121冷作钢

AISI D2欧洲编号为DIN1.2379，日本编号为JIS、SKDl l，出厂硬度为240～255HB，应用硬度为56～60HRC，可氮化处理，此钢多数用在模具的滑块上（日本客户比较多用）。品牌有一胜百的XW 41、大同钢厂的DC53/DC11，德胜钢厂的GS379。

10.100MnCrW4&90MnCrV8油钢

AISI01，DIN1. 2510；AISI02，DIN1.2842，出厂硬度为220～230HB，需要热处理，应用硬度为58～60HRC，此钢用在注塑模具（一般是耐磨块、压块及挡销）上。品牌有一胜百的DF2、德胜的GS510及GS842、龙记（LKM）2510。

11.Be-Cu铍铜

此材料热传导性能好，一般用在注塑模具难以做冷却的位置上，可铸造优美的曲面、立体文字（最大铸造300mm×300mm），适用于需要快速冷却或精密铸造的模芯和镶件。其硬度高，切削性能好。品牌有MOLDMAX30和MOLDMAX40，硬度分别为MM30，26～32HRC；MM40，36～42HRC。德胜（B2）出厂硬度为35HRC。

主要化学成分（质量分数）为Be 1.9%，Co+Ni 0.25%，Cu 97.85%。

12.AMPC0940铜合金

此材料出厂硬度为210HB，用在模具难以冷却的地方上。散热效果也很理想，只是较铍铜软一些，强度没有敏铜那么好，所以用于产量不大的模具。

13.铝合金

凭着航空、太空实验室及通用车辆所衍生的技术，铝材工业已开发出一种锻铝特别适于塑料及橡胶模具。这种铝合金材料（如AlZnMgCu）已成功地应用于欧洲大陆，特别是在德国及意大利，另外，还有美国。

模具通常的使用温度可达150～200℃，在此温度下使用的铝合金材料抗拉强度会下降20%。由于使用条件的差异，无法测定出特别高热抗拉强度。一般而言，在高温下材料的性能较难预测。

在一般用途下，抗压强度等于抗拉强度。所有的Al-Zn合金，其疲劳性都很好。

铝材与钢材直接进行硬度比较有困难，因为多数钢材都经表面硬化或类似的处理，都以洛氏硬度测量，而铝材都以布氏硬度测量。