As condições de trabalho dos moldes plásticos diferem daquelas das matrizes de estampagem a frio. Eles geralmente operam a 150 graus -200 graus, sujeitos a flutuações de pressão e temperatura. Com base nas diferentes condições de uso e métodos de processamento de matrizes de moldagem de plástico, os requisitos básicos de desempenho para o aço usado em moldes de plástico são resumidos aproximadamente da seguinte forma:
Dureza superficial e resistência ao desgaste suficientes: A dureza dos moldes de plástico é normalmente inferior a 50-60 HRC. Os moldes tratados termicamente devem ter dureza superficial suficiente para garantir rigidez adequada. Durante a operação, o molde é submetido a tensões de compressão e fricção significativas devido ao enchimento e fluxo do plástico. Portanto, o molde deve manter a forma e a precisão dimensional para garantir uma vida útil suficiente. A resistência ao desgaste do molde depende da composição química e da dureza do tratamento térmico do aço; portanto, aumentar a dureza do molde é benéfico para melhorar a sua resistência ao desgaste.
Excelente usinabilidade: A maioria das matrizes de moldagem de plástico, além do processamento EMD, exigem certos trabalhos de usinagem e ajuste. Para prolongar a vida útil das ferramentas de corte, melhorar o desempenho de corte e reduzir a rugosidade superficial, a dureza do aço utilizado nos moldes plásticos deve ser adequada.
Bom desempenho de polimento: produtos plásticos de alta-qualidade exigem baixos valores de rugosidade superficial para a cavidade do molde. Por exemplo, o valor da rugosidade da superfície da cavidade do molde de injeção deve ser inferior a Ra 0,1–0,25, enquanto as superfícies ópticas requerem Ra < 0,01 nm. A cavidade deve ser polida para reduzir o valor da rugosidade da superfície. Portanto, o aço selecionado deve ter poucas impurezas, microestrutura fina e uniforme, sem orientação de fibra e não deve apresentar corrosão ou defeitos de casca de laranja durante o polimento.
Boa estabilidade térmica: Os formatos das peças de moldes de injeção de plástico são frequentemente complexos e difíceis de usinar após a têmpera. Portanto, materiais com boa estabilidade térmica devem ser selecionados sempre que possível. Após o tratamento térmico durante a formação do molde, o baixo coeficiente de expansão linear resulta em deformação mínima do tratamento térmico e uma pequena taxa de alteração dimensional devido às diferenças de temperatura. A estrutura metalográfica e as dimensões do molde são estáveis, reduzindo ou eliminando a necessidade de usinagem adicional e garantindo a precisão dimensional do molde e os requisitos de rugosidade superficial.
Os aços carbono de grau 45 e 50 possuem certa resistência e resistência ao desgaste e são frequentemente usados como materiais de base de molde após têmpera e revenido. Aços para ferramentas com alto-carbono e aços para ferramentas com-baixa liga, após tratamento térmico, possuem alta resistência e resistência ao desgaste e são amplamente utilizados em peças moldadas. No entanto, devido à sua grande deformação após o tratamento térmico, o aço para ferramentas com alto-carbono só é adequado para a fabricação de peças moldadas de formato-pequeno e simples.
Com o desenvolvimento da indústria de plásticos, os requisitos de complexidade e precisão dos produtos plásticos estão aumentando, exigindo mais dos materiais dos moldes. Para a fabricação de moldes plásticos complexos, de precisão e resistentes à corrosão-, aço pré-endurecido (como PMS), aço-resistente à corrosão (como PCR) e aço de envelhecimento martensítico com baixo-carbono (como 18Ni-250) podem ser usados, todos com boa usinabilidade, tratamento térmico e propriedades de polimento, além de alta resistência.
Além disso, ao selecionar os materiais, é necessário considerar a prevenção de arranhões e aderências. Se houver movimento relativo entre duas superfícies, materiais com a mesma microestrutura devem ser evitados tanto quanto possível. Em casos especiais, um lado pode ser revestido ou nitretado para dar aos dois lados diferentes estruturas de superfície.