プラスチック金型の材料要件

プラスチック金型の作業条件は、通常 150 ℃-200 ℃での作業が必要な冷間スタンピング金型とは異なります。一定の圧力に加えて、温度の影響にも耐える必要があります。 プラスチック成形金型の使用条件や加工方法の違いを踏まえ、プラスチック金型用鋼に要求される基本性能を大まかにまとめると次のようになります。
1. 適度な表面硬度と耐摩耗性
プラスチック金型の硬度は通常 50-60HRC 未満であり、熱処理された金型は金型の剛性を確保するために十分な表面硬度を備えている必要があります。 稼働中に金型内にプラスチックが充填および流動する際には高い圧縮応力と摩擦力がかかるため、十分な耐用年数を確保するには金型の形状精度と寸法安定性を維持する必要があります。 金型の耐摩耗性は鋼の化学成分と熱処理硬さに依存するため、金型の硬度を高くすることは耐摩耗性の向上に有利です。
2. 優れた切削性能
ほとんどのプラスチック成形金型は、EMD 処理に加えて、特定の切断とフィッターによる修理を必要とします。 切削工具の寿命を延ばし、切削性能を向上させ、面粗さを低減するには、プラスチック金型に使用される鋼の硬度を適切にする必要があります。
3. 良好な研磨性能
高品質のプラスチック製品には、金型キャビティの表面の粗さの値が小さいことが必要です。 たとえば、射出成形金型のキャビティの表面粗さ値は Ra{{0}}.1~0.25 のレベル未満である必要がありますが、光学面には Ra が必要です。<0.01nm. The cavity must be polished to reduce the surface roughness value. The steel selected for this purpose requires minimal impurities, uniform microstructure, no fiber orientation, and no pitting or orange peel like defects during polishing.
4. 良好な熱安定性
プラスチック射出成形部品の形状は複雑なことが多く、焼き入れ後の加工が困難です。 したがって、できるだけ熱安定性の良い部品を選択することをお勧めします。 金型を熱処理して成形・加工した場合、線膨張係数が小さく、熱処理変形が小さく、温度差による寸法変化率が小さい。 金属組織と金型サイズは安定しており、金型サイズの精度と表面粗さの要件を確保するために、縮小したり加工を中止したりすることができます。
炭素鋼45、50はある程度の強度と耐摩耗性を有しており、焼き入れ、焼き戻し処理を施して金型材料としてよく使用されます。 高炭素工具鋼および低合金工具鋼は、過熱処理後の強度と耐摩耗性が高く、主に成形部品に使用されます。 ただし、高炭素工具鋼は熱処理中の変形が大きいため、小型で単純な形状の部品の製造にのみ適しています。
プラスチック産業の発展に伴い、プラスチック製品の複雑さ、精度はますます高くなり、金型材料に対する要求もより一層高まっています。 複雑で精密な耐食性のプラスチック金型には、プリハードン鋼（PMS など）、耐食鋼（PCR など）、低炭素マレージング鋼（18Ni-250 など）が使用できます。切削性、熱処理性、研磨性に優れ、強度が高い。
また、素材を選ぶ際にはキズ防止や接着なども考慮する必要があります。 2 つの表面間に相対的な動きが存在する場合は、同じ組織構造を持つ材料を選択しないようにしてください。 特殊な状況では、片面をコーティングまたは窒化して、両面に異なる表面構造を持たせることができます。