1前言
　　改革開放以來，我國塑料工業(yè)迅速發(fā)展，對塑料模具材料(主要是鋼材)的需求量越來越大，并對鋼的質(zhì)量和性能要求越來越高。目前用戶使用的塑料模具鋼有國產(chǎn)的，也有進(jìn)口的，年消耗量很大。近十幾年來，國內(nèi)許多單位在研制新型塑料模具鋼、提高冶金質(zhì)量、優(yōu)化熱處理工藝、提高模具壽命等方面做了大量的工作，為用戶提供了很多質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的塑料模具鋼，獲得了明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。
　　塑料模具鋼的開發(fā)研制有兩種方式：
　　(1)根據(jù)鋼的合金化成分設(shè)計(jì)原理并結(jié)合我國資源與冶金技術(shù)的實(shí)情，研制高性能、長壽命、盡量少用貴重合金元素的新鋼種。
　　(2)引進(jìn)國外一些性能優(yōu)良的鋼種，進(jìn)行國產(chǎn)化研制，以取代價(jià)格昂貴的進(jìn)口鋼材。
　　本文系統(tǒng)地介紹我國塑料模具材料的研制與應(yīng)用概況，以便進(jìn)一步推廣應(yīng)用。
2塑料模具材料概述
2.1塑料模具材料的分類和特點(diǎn)
　　(1)模具鋼。
　　(2)有色合金導(dǎo)熱性好，制模容易，成本低。可選用國家標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)鑄造或鍛造的銅基、鋁基、鋅基合金。
　　(3)鋼結(jié)硬質(zhì)合金以合金鋼粉末作粘結(jié)相，以金屬碳化物(WC，TiC)作硬質(zhì)相，直接模壓及燒結(jié)成為模具型腔。它可熱處理，具有高硬度、高耐磨性和一定的韌性，但表面拋光有限，用于以玻璃纖維為填料的增強(qiáng)塑料模具，但價(jià)格較貴，可按國家標(biāo)準(zhǔn)“GB／T10417—89碳化鎢鋼結(jié)硬質(zhì)合金”選用，非標(biāo)準(zhǔn)牌號可從文獻(xiàn)［1，2］中選用。
　　(4)鎳基合金非常耐蝕耐磨，但是價(jià)格昂貴。可按國家標(biāo)準(zhǔn)“GB／T15007—94耐蝕合金牌號”選用。
2.2塑料模具鋼的性能要求
　　(1)材料高度純潔，組織均勻致密，無網(wǎng)狀及帶狀碳化物，無孔洞疏松及白點(diǎn)等缺陷。
　　(2)應(yīng)具有良好的熱加工工藝性能，熱處理變形少，尺寸穩(wěn)定性好。
　　(3)淬透性高，熱處理后應(yīng)具有高的強(qiáng)韌性、高的硬度和耐磨性，等向性能好。
　　(4)在硬化狀態(tài)下應(yīng)具有良好的鏡面拋光性(成型面表面粗糙度Ra≤0.100μm)及花紋圖案蝕刻性。這2種特性主要取決于鋼的硬度、純凈度、晶粒度、夾雜物形態(tài)、組織致密性和均勻性等因素。其中高的硬度及細(xì)的晶粒，均有利于鏡面拋光。
　　(5)預(yù)硬后應(yīng)具有良好的切削加工性。
　　(6)應(yīng)具有良好的耐氟氯腐蝕性和一定的耐熱性。
2.3我國塑料模具鋼的應(yīng)用與市場概況
　　目前大量應(yīng)用的預(yù)硬化鋼，是在鋼廠預(yù)先熱處理到一定的硬度供貨的鋼材。其中易切削鋼預(yù)硬硬度為35～50HRC，一般切削鋼預(yù)硬硬度為28～35HRC，然后由用戶直接作切削加工成型，不再淬火，因而可有效地避免模具淬火變形開裂，并能縮短制模周期、節(jié)約能源和降低生產(chǎn)成本。
　　據(jù)有關(guān)信息報(bào)道，目前有相當(dāng)一部分關(guān)鍵的大型、精密、復(fù)雜、長壽命的模具(例如56cm以上的彩色電視機(jī)殼體塑料模具)要依靠進(jìn)口［3］。根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，僅珠江三角洲近百間塑膠模具廠(包括中外合資廠)，每年從國外進(jìn)口高級塑膠模具鋼多達(dá)3000～5000t，其價(jià)格高達(dá)5.8～6萬元／t［4］。因此，為適應(yīng)市場需求，必須大量生產(chǎn)應(yīng)用面廣的優(yōu)質(zhì)塑料模具鋼，以物美價(jià)廉來提高市場競爭力，逐步以國產(chǎn)鋼材取代價(jià)格昂貴的進(jìn)口鋼材。
2.4易切削預(yù)硬化塑料模具鋼的類型和特性
　　為了改善鋼的被切削性，可向鋼中添加易切削元素，形成易切削相。常用的有：
　　(1)S系易切削鋼在含S鋼中加適量的Mn(Mn／S≥4)，由于形成較多的低強(qiáng)度MnS夾雜，破壞鋼的基體連續(xù)性，并降低刀具與材料間的摩擦系數(shù)，所以其切削性能優(yōu)良，但使鋼的橫向力學(xué)性能下降［5，6］。
　　(2)Ca系易切削鋼鋼在熔煉脫氧時(shí)，加入微量的Ca，通過改變氧化物、硫化物夾雜物的性態(tài)來改善鋼的切削性。該鋼較純凈，對力學(xué)性能沒有不利的影響［6］。
　　(3)Ca-S復(fù)合系易切削鋼在含S鋼中加適量的Ca，可對MnS形態(tài)進(jìn)行變質(zhì)處理，使其由長條狀變?yōu)榧忓N狀并均勻分布，改善了鋼的等向性能并易于切削。研究表明：這些紡錘狀的(Mn，Ca)S夾雜基本不影響鋼的鏡面拋光性，其原因可能是(Mn，Ca)S相在磨削和拋光過程中起“固體潤滑劑”作用的結(jié)果［7，8］。
　　(4)Re-S復(fù)合系易切削鋼鋼中加入適量的Re能使鋼凈化及細(xì)化組織，并對硫化物夾雜有變質(zhì)作用，使MnS轉(zhuǎn)變成球狀分布的稀土硫化物、稀土氧硫化物以及紡錘狀的(Re，Mn)S夾雜物，使鋼易于切削，并改善鋼的橫向力學(xué)性能［6］。
　　(5)Re-Ca-S復(fù)合系易切削鋼由于Ca、Re的變性作用，鋼中生成球狀或紡錘狀的(Mn，Ca)S-Re2S3夾雜物并均勻分布，使鋼具有優(yōu)良的切削加工性和鏡面拋光性，并顯著改善鋼的橫向力學(xué)性能［9，10］。