塑膠模具鋼材的選用

塑膠模具鋼材的選用

作為塑膠模具的選材,模具用鋼材大致應滿足如下要求:

(1)優良機械加工性能:塑膠模具型腔的幾何形狀非常複雜,往往有深孔、深溝槽、窄縫等加工部位。鋼材必須具有易切削的性能。

(2)優良拋光性能:無論何種塑膠模具, 其型腔的允許表面粗糙度極小,幾乎都要求能做到鏡面光澤。要達到鏡面光澤,首先鋼材中的夾雜物要儘量少,而且不能有氣泡存在, 並且纖維組織均勻。要達到鏡面光澤,還有一點是鋼材必須具有較高的硬度,一般不低於38HRC的硬度,最好為40~46HRC,而達到55HRC為最佳。在大量生產中的模具,為了減少磨損,除了型腔的表面硬度以外,表面粗糙度也是重要條件。

(3)有良好的表面腐蝕加工性:有很多模具要求成形的塑件表面為各種其他物質的花紋。如皮革紋、綢紋、布紋、精細圖案等。這就要求鋼材的質地細而均勻,否則表面腐蝕的效果不佳。

(4)電火花加工性好:塑膠模的凹型腔時常採用放電加工,放電加工後表面的硬化層要淺,以便於拋光。拋光在塑膠模的型腔加工中是最耗時間的。時間長則增加成本。目前對自動拋光的技術尚未達到實用階段,仍然以手工拋光為主。硬化層厚則拋光工時增大。

(5)淬火性能好,變形小:塑膠模具特別是熱固性塑膠模具的型腔部分大都必須進行熱處理。這就要求鋼材具有較好的淬透性和很小的變形。一般熱塑性塑膠成形用模具,採用調質、預硬化等處理即可。而熱固性塑膠成形用模具則必須淬硬。

(6)要耐磨損又有韌性:塑膠模具是長期承受熱交變負荷的,又是長期經受摩擦的。如果僅考慮耐摩擦的一面而不考慮其受熱交變負荷的一面是不夠的,即使使用冷沖模具用的高碳高合金鋼製造也會出現韌性不足而引起開裂。

(7)有耐腐蝕性:有些塑膠,例如聚氯乙烯在成形時能產生鹽酸氣體,對型腔有腐蝕性。所以對於用於有腐蝕氣體的塑膠模,必須考慮鋼材的耐腐蝕性。

(8)焊接性好:在型腔加工中,有時難免要補焊。因此模具鋼必須有很好地焊接性能。

塑膠模具鋼材的選用

二、在選擇塑膠模具鋼材時,要依以下條件逐次考慮,最後作出選擇。

(1)塑件的生產批量:模具是高效率的生產工具。每一付模具的使用壽命,直接關係到製件的成本。設計模具時,除了按產量考慮每模的型腔數之外,就要考慮其使用壽命。批量小,則對鋼材的要求可以低些;而批量大時,必須選擇優質鋼材,以保證使用壽命而儘量避免重複製作模具。

(2)塑件的尺寸精度:塑件的尺寸精度,很大程度上取決於模具的製造精度,它又決定製件的合格率。對於要求高精度(SJ/T10628-95的3、4級精度)以及超高精度(SJ/T50628-95的1、2級精度)的塑件,應選用優質模具鋼材,。

(3)製件的體積大小:製件越大,型腔的切削量也越大。用大吃刀量切削時,切削應力也大。因此對於大製件的模具最好選用易切削鋼。製件小時,型腔體積小,所用的刀具(主要是銑刀)強度低,切削量很小。選擇鋼材時應選用質地均勻,合金碳化物分佈細而勻稱的鋼材。小模具多先作預硬化處理然後加工,要考慮加工的可能性。

(4)製件的複雜程度:製件越複雜,型腔的加工就越困難,因而必須選用切削性能好的鋼材。製件複雜程度高,則尺寸量大,加工部位多。因而加工的應力變形必須考慮。

(5)製件的外觀要求:塑件如為外觀裝飾件,則飾件的表面質量要求較高,最好選用真空熔鍊或電渣熔鍊鋼,以達到最好的型腔拋光效果。

塑膠模具鋼材的選用

SSAB瑞典鋼材集團的Toolox產品應用在塑料模具方面,主要優勢:

1) 高拋光性能,由於晶粒細小,雜質含量少,Toolox 材料鏡面性能非常好,而且所需拋光時間少.更容易拋光.

2) 硬度,耐磨性: Toolox系列材料為預硬材料,其中Toolox44材料為世界上最硬的預硬模具鋼.而且加工性能仍然很好.

3) 焊接性能: Toolox系列的材料由於特殊的成分設計,焊接性能非常優異,採用激光焊能取得非常好的效果.

4) 韌性:Toolox材料相比較同類型的其他材料,韌性好於對應的材料.抵抗急冷急熱的效果極其穩定,特別適合用到急冷急熱技術的高要求塑料模具,能解決模具開裂的問題.

5) 蝕刻性能: 由於晶粒度細小,而且雜質含量少,蝕刻性能非常優異,所做的拉絲效果非常好.

6) 尺寸穩定性: 由於Toolox系列材料為預硬材料,而且內應力非常小,因此在模具加工過程中幾乎不產生內應力,特別適合有高尺寸穩定性要求的塑料模具,尤其是適合取代非預硬,需要熱處理的塑料硬模.尤其是斜頂滑塊可以解決變形和燒斷問題。

7) 抗腐蝕性能: Toolox材料抗腐蝕性能一般,如果模具具有抗腐蝕性能要求,需要做專門的表面氮化-氧化處理,抗腐蝕效果非常好,但是如果不做表面處理工藝,抗腐蝕性能優於2344, 80等材料。


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