塑膠模具鋼材在工業和日常生活中的應用越來越廣泛,塑料模具行業對模具鋼的需求也越來越大。在塑料成型和加工中,模具的質量對保證產品質量的作用是不言而喻的。塑料模具已發展到精密、大規模、多腔化的方向,對塑料模具鋼性能的要求越來越高。塑料模具鋼的性能應根據塑料類型、產品使用、批量生產、尺寸精度和表面質量的要求來確定。
影響塑膠模具鋼材選擇的因素。
塑膠模具鋼材部件分為兩類:
一是結構件,包括:澆注系統、導向件、頂模板、頂出機構、支撐件等;
另一種是成型件,包括:型腔、型芯、鑲嵌件等。
一類零件可根據機械零件的要求進行強度和結構設計。材料一般采用中低碳結構鋼、合金鋼和碳工業鋼。由于結構復雜,成型件尺寸精度高,表面粗糙度值低,接縫密封性好,對模具材料的機械性能、耐磨性和加工工藝提出了專業要求。
1.模具的主要失效形式。
由于模具工作溫度高,壓力大,部分塑料材料容易磨損和腐蝕模具表面,有時會被脫模引起碰撞。有三種主要的故障形式:
(1)表面磨損。
由于塑料中樹脂填料的增強,會沖刷、磨損和腐蝕模腔表面,從而影響模腔表面粗糙度值的增加,尺寸超差。
(2)變形
模具局部塑性變形,導致表面凹陷、皺紋、麻點、棱角等損壞。
(3)斷裂
由模具局部應力集中引起的斷裂。
2.模具的制造和使用要求。
塑料模具對材料的強度和韌性要求低于冷作模和熱作模。根據其失效形式和工作要求,其基本性能要求總結為:
(1)足夠的耐磨性。
由于表面磨損是模具的主要失效形式之一,模具應具有足夠的硬度,以確保模具的耐磨性和使用壽命。通常需要選擇合適的材料和合適的熱處理方法來滿足硬度的要求。但當硬度達到一定值時,硬度對耐磨性的提高并不明顯。
(2)減少熱處理變形的影響。
由于注塑件的形狀往往比較復雜,塑料模具在淬火后難以加工,有時甚至不能加工。為了提高硬度,必須進行熱處理。應采取適當的措施減少熱處理變形的影響,對于熱處理后必須加工的模具,應選擇熱處理變形小的材料。
(3)切削性能優異。
在塑料模具的制造中,切割加工成本往往占大部分。為了延長切割工具的使用壽命,保證加工表面的質量,模具材料需要良好的切割加工,預硬材料也需要良好的淬火加工。
(4)良好的拋光性能和腐蝕性。
為了獲得高質量的塑料制品,必須拋光模具內腔的表面,以降低表面粗糙度值。為了保證模具具有良好的電加工和鏡面拋光,模具鋼應純度高,組織細微,均勻,致密,無纖維方向。
(5)耐腐蝕性好。
注塑聚氯乙烯或含有阻燃劑和其他添加劑的塑料產品會分解腐蝕性氣體,對模具表面有一定的化學腐蝕作用。制作此類模具時,應選擇具有一定耐腐蝕性的鋼材。