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详述塑料模具钢 的选用原则
      上章我们分析了塑料模具失效的形式和原因,我们知道,合理的选择塑料模具的钢材对提高模具的质量是非常重要的,这章我们接着为你介绍合理选择模具钢材的原则:
      随着塑料制品在工业及日常生活中的应用越来越广泛,模具业对钢材的需求也越来越大。在塑料成型加工中,模具的质量对产品质量的保证作用是不言而喻的。塑料模具目前已向精密化、大型化和多腔化的方向发展,对塑料模具钢的性能的要求越来越高,塑模钢的性能应根据塑料种类、制品用途、生产批量、尺寸精度和表面质量的要求而定。

.塑料模具钢材的选用应该考虑以下几个方面

.应根据模具工作条件及选用能满足对模具性能的要求钢种。
.应选用冶金质量好、性能稳定可靠、来源方便、有保证的钢材。
.应选用工艺性能好、使用性能可靠、工作寿命长的钢种。
.应选用切削性能好、节约加工工时的钢种。
.应选用镜面性能好、能保证精度的钢种。
.应选用对有特殊性能要求的模具,应选用具备特殊性能的钢种。
.应选用适合不同生产批量的钢材。
     在选用模具材料时,应在保证模具使用性能要求的同时,尽可能地提高其加工工艺性能。对于易变形、易断裂失效的通用模具,需要选用高强度、高韧性的材料(如T10A);塑料模具则应选择易切削、组织致密、抛光性能好的材料。此外,在设计凸模和凹模时,宜选用不同硬度或不同材料的模具钢材相匹配,模具使用寿命可提高5~6倍。

 

依据对塑料模具失效的分析,我们在选择塑料模具的应满足主要性能要求:

 

1.耐热性能
随着高速成型机械的出现,塑料制品生产速度加快。由于成形温度在200--3500C之间,如果塑料流动性不好,成形速度又快,会使模具部分成型表面温度在极短时间内超过4000C。为保证模具在使用时的精度及变形微小,模具钢应有较高的耐热性能。为减少温升,模具钢还应有良好的导热性及较低的热胀系数。
2.强度高的性能
在工作温度下具有足够的强度;塑料注射成型压力很大 ,而闭模压力一般为注射
压力的1.5--2倍,有的高达4倍左右。因此,希望模具钢能有较高强度。为了提高
硬度,必须进行热处理。要采取适当的措施来减低热处理变形的影响,对于必须在
热处理后进行加工的模具,应选用热处理变形小的材料。
3.足够的耐磨性
   由于表面磨损是塑料模具的主要失效形式之一,因此模具应当有足的硬度,为了提高塑料模表面耐磨性和耐蚀性,常对其进行适当的表面热处理,通过对模具进行表面处理特别是对模具凸、凹模进行表面超硬化处理是解决工件表面拉伤问题经济而有效有方法。
4.良好的耐腐蚀性能
  注塑PVC或加有阻燃剂等添加剂的塑料制品时,会分解出具有腐蚀性的气体,对模具的表面有一定的化学腐蚀作用,制作这类模具时,应选用具有一定抗腐蚀能力的钢材在ABS树脂中添加抗燃剂以及聚氯乙烯等,在成形过程中可能放出腐蚀气体而腐蚀模具,有时在空气流道口处使模具锈蚀而损坏,故要求模具钢有良好的耐蚀性。
5.优良的切削加工性能工艺
   随着塑料制品的大型化,形状复杂化和精密化,要求模具用钢有良好的切削工性能,保证加工表面质量,要求模具材料具有良好的切削加工性,对于预硬性材料,要求淬火后也有好的加工性,为避免模具变形而影响精度,希望加工残余应力能控制在最小限度。应充分考虑模具的加工工艺性,尽量选用易切削,热处理变形小,耐磨性好的材料。
6.良好的抛光性能和花纹图案光蚀性能 
     为获得高品质的塑料制品,模具内型腔的表面必须进行抛光以减小表面粗糙度值, 型腔表面光滑,成型面要求抛光成镜面,表面粗糙度低于Ra0.4μm,以保证塑料压制件的外观并便于脱模。模具钢应当是材料的纯洁度高,组织细微、均匀、致密,无纤维方向性,来保证模具具有良好的电加工性和镜面抛光性,花纹图案刻蚀性。
7.根据塑料件的尺寸大小及精度要求选用
      对大型高精度的注射模,当塑料件生产批量大时,采用预硬化钢,以防止热处理变形,模具镶块加工精度高配合精度高,型腔尺寸精度一般为3-5级。拚镶型腔的接合面要求密合,以免制品挤入缝隙内。
8.批量选用
       我们在选用模具材料时,应根据不同的生产批量、工艺方法和加工对象进行选择。在其它影响因素确定时,小批量可以选用调质型合结钢或碳结钢,性能指标低的材料。中等批量(30~100万件)时,可以选用P20,5NiSCa,SM2等。大批量生产,应选用长寿命的模具材料,如硬质合金,高强韧、高耐磨模具钢(如YG15、YG20)等
       通常塑料模具的零部件分为两大类: 一类为结构件,包括 浇注系统、导向件、顶模板、顶出机构、支承件等;另一类为成型件: 包括型腔、型芯、嵌镶件等。而成型件由于结构复杂,要求工件的尺寸精度高,表面粗糙度值低,接缝密合性好, 其中结构零件可按机械零件的要求进行强度和结构设计,需综合考虑从模具材料的力学性能、耐磨性及加工工艺多方面考虑钢材的选择.
       从生产实践中我们知道,单纯依赖基体材料的改进和提高是非常有限的,也是不经济的,通过对模具进行表面处理特别是对模具凸、凹模进行表面超硬化处理是解决工件表面拉伤问题经济而有效有方法。
     下章我们为您详细介绍塑料模具经济而有效有表面热处理方法!
      (本文首发于中科模具官方网站:http://www.zkmould.com。如需转载请注明出处!)
 
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