塑料模具鋼的性能要求及分類
隨著塑料產品需求的增加和應用領域的擴大,對塑料模具的要求越來越高,促進了塑料模具的可持續發展,也促進了塑料模具鋼的快速發展,主要體現在塑料模具鋼的發展上 ,品種迅速增加,但塑料模具材料仍以鋼為主。據統計,我國塑料模具鋼占所有模具鋼的一半以上。合理選擇塑料模具鋼和熱處理工藝 對保證塑料模具的質量,提高塑料模具的使用壽命,降低生產成本具有重要作用。
⒈塑料模具的工作條件
塑料模具可分為熱固性塑料模具和熱塑性塑料模具。熱固性塑料模具,如壓塑模具,工作時為固體粉末或預制坯料,加入型腔,在一定溫度下通過熱壓成型。熱塑性塑料模具,如注射模具和擠壓模具,通過注射和擠壓進入型腔并加工成型。
⒉塑料模具故障分析
⑴磨損失效;⑵塑性變形失效;⑶斷裂失效
⒊塑料模具材料的性能要求
⑴塑料模具材料的性能要求
①高硬度和耐磨性;②一定的耐熱性和耐腐蝕性;③尺寸穩定性好;④熱導性好 。
⑵塑料模具材料的工藝性能要求
①切削加工性好;②冷壓成型性好;③熱處理工藝;④焊接性能 。
⒋塑料模具鋼的性能及分類
塑料模具鋼的熱處理工藝要求具有以下特點。
① 確保硬度適中,韌性好。
② 確保淬火變形小。
③ 熱處理時,模具應特別注意對型腔表面的保護,防止其產生各種熱處理缺陷。
④ 熱固性塑料模具在熱壓條件下長期工作,熱處理應具有較高的抗坍塌能力。
⑴滲碳塑料模具鋼
①滲碳塑料模具鋼的性能
滲碳塑料模具鋼主要用于冷擠壓塑料模具,一般要求含碳量低,含碳量為0.1%~0.25%,同時加入鋼Cr、Ni為了提高鋼的淬透性,鐵素體的固溶強化效果也很小Si元素的含量應盡可能低。冷擠壓成型后,該鋼一般需要滲碳、淬火和回火,使模具腔表面具有較高的硬度和耐磨性,表面硬度可達58~62HRC,中心部分韌性好。
②滲碳塑料模具鋼的類型
碳滲碳鋼和合金滲碳鋼是我國常用的滲碳塑料模具鋼,前者有10、20鋼,后者有20鋼Cr、12CrNi3A、20Cr2Ni4、2CrNi3MoAlS等。
⑵預硬塑料模具鋼
①預硬塑料模具鋼的性能
預硬塑料模具鋼是鋼廠供應時提前對模具鋼進行熱處理,達到模具使用時的硬度。根據模具的工作條件,硬度范圍變化較大,硬度較低為25~35HRC,高硬度為40~50HRC。這樣,模具切割成型后不再直接熱處理,避免了熱處理引起的模具變形和裂紋。
②預硬塑料模具鋼的類型
預硬塑料模具鋼分為預硬塑料模具鋼和預硬塑料模具鋼。
前者有10種或20種鋼,后者有3種CrMo 、3Cr2MnNiMo、42CrMo、4Cr5MoSiV、5CrNiMnMoSCa、8Cr2MnWMoVS(8Cr2S)、40CrMnVBSCa、Y55CrNiMnMoV(SM1)日本大同模具鋼PX4、PAC5000,瑞典一勝百模具鋼618HH、718HH(IMPAX HH)、葛利茲模具鋼1.2311、1.2738、1.2711等。
⑶塑料模具鋼及時硬化
①塑料模具鋼及時硬化的性能
塑料模具鋼及時硬化的特點是含碳量低,合金度較高,經高溫淬火(固溶處理)后,鋼處于軟化狀態,組織為單一的過飽和固溶體。如果在較低的溫度下及時處理,小的分散金屬化合物可以沉淀在固體溶解體中,大大提高了模具鋼的硬度和強度,這種強化過程造成的尺寸和形狀變化很小。如果在較低的溫度下及時處理,小的分散金屬化合物可以沉淀在固體溶解體中,大大提高了模具鋼的硬度和強度,而且由這種強化過程引起的尺寸和形狀變化很小。因此,當鋼制模具時,可以在固體溶解后進行模具的機械成型,然后通過及時處理獲得更高的強度和硬度,有效地保證了模具的zui終尺寸和形狀精度。
②時效硬化塑料模具鋼的類型
18Ni200、18Ni250、18Ni300、18Ni350、 25CrNi3MoAl鋼、10Ni3MnMoCuAl(PMS)鋼、0Cr16Ni14Cu13Nb(PCR)鋼、20CrNi3AlMnMo(SM二、日本大同模具鋼NAK55、NAK瑞典一勝百模具鋼EM33、EM葛利茲模具鋼在德國GEST 80等.
⑷耐腐蝕塑料模具鋼
①耐腐蝕塑料模具鋼的性能
聚氯乙烯和聚苯乙烯的生產ABS在添加化學腐蝕塑料學腐蝕塑料制品時,腐蝕性氣體在成型過程中分解,腐蝕模具,因此模具材料必須具有良好的耐腐蝕性。耐腐蝕塑料模具鋼除其類型的塑料模具鋼外,還需要一定的硬度、強度和耐磨性要求。
②耐腐蝕塑料模具鋼的類型
常用的耐腐蝕塑料模具鋼有:高碳高鉻耐腐蝕鋼,如9Cr18、9Cr18Mo、Cr18MoV、Cr14Mo4V、4Cr日本大同模具鋼S-STAR、G-STAR、D-STAR、瑞典一勝百模具鋼S136(STAVAX ESR)、S136SUP(STAVAX SUPREME)、ELMAX(ELMAX LH/HH)、S336(CORRAX)、168(RAMAX 2)、POLMAX(420 VAR)、葛利茲模具鋼1.2083 VICTORY ESR、1.2316 VICTORY ESR等等;馬氏體不銹耐酸鋼,如1Cr17Ni二、硬化不銹鋼沉淀,如0Cr16Ni4Cu3Nb等。
⑸其他塑料模具材料及熱處理
①銅合金
塑料模具材料的銅合金主要是鈹青銅,如ZCuBe2、ZCuBe2.4.一般采用鑄造方法制模,不僅成本低,周期短,而且形狀復雜。
⑸其他塑料模具材料及熱處理
①銅合金
塑料模具材料的銅合金主要是鈹青銅,如ZCuBe2、ZCuBe2.4.一般采用鑄造方法制模,不僅成本低,周期短,而且形狀復雜。鈹青銅可及時固溶加固。固溶后,合金處于軟化狀態,塑性好,加工方便。鈹青銅適用于制造導熱性高、強度高、耐腐蝕性高的吹塑模具、注射模具和塑料模具。
②鋁合金
鋁合金密度低,熔點低,加工性能和導熱性均優于模具鋼,常用于塑料模具制造的鋁合金包括鑄造鋁合金和變形鋁合金。
常用的鑄造鋁合金品牌是ZL101適用于導熱性高、形狀復雜、制造周期短的塑料模具。
變形鋁合金LC由于其強度比,9也是塑料模具制造中常用的鋁合金ZL可生產強度高、導熱性好的塑料模具。
③鋅合金
用于制作塑料模具的鋅合金多為Zn-4Al-3Cu共晶合金和鎳鈦鋅合金是共晶合金。鈹鋅合金硬度高(150)HBS),耐熱性好,注射模具的使用壽命可達數萬至數十萬件。鎳鈦鋅合金能提高鎳和鈦的強度和硬度,使模具的使用壽命翻倍。
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