如何選擇塑料模具鋼材料呢?根據(jù)塑料成型模具使用條件、加工方法的不同,塑料模具鋼的基本性能要求如下:
優(yōu)良的切削加工性
大多數(shù)塑料成型模具,除EMD加工外還需進(jìn)行一定的切削加工與鉗工修配。為延長切削刀具的使用壽命,增強(qiáng)切削性能,減少表面粗糙度,塑料模具用鋼的硬度必須適當(dāng)。
良好的熱穩(wěn)定性
塑料注射模的零件形狀往往比較復(fù)雜,淬火后難以加工,因此應(yīng)盡量選用具有良好的熱穩(wěn)定性的,當(dāng)雙色模具成型加工經(jīng)熱處理后因線膨脹系數(shù)小,熱處理變形小,溫度差異引起的尺寸變化率小,金相組織與模具尺寸穩(wěn)定,可減少或不再進(jìn)行加工,即可保證模具尺寸精度與表面粗糙度要求。
良好的拋光性能
高品質(zhì)的雙色注塑塑料制品,要求型腔表面的粗糙度值小。例如,注塑模型腔表面粗糙度值要求小于Ra0.1~0.25的水平,光學(xué)面則要求Ra<0.01nm,型腔須進(jìn)行拋光,減小表面粗糙度值。為此選用的鋼材要求材料雜質(zhì)少、組織微細(xì)均一、無纖維方向性、拋光時不應(yīng)出現(xiàn)麻點或桔皮狀缺陷。
足夠的表面硬度與耐磨性
塑料模的硬度通常在50-60HRC以下,經(jīng)過熱處理的模具應(yīng)有足夠的表面硬度,以保證模具有足夠的剛度。模具在工作中由于塑料的填充與流動要承受較大的壓應(yīng)力與摩擦力,要求模具保持形狀的精度與尺寸精度的穩(wěn)定性,保證模具有足夠的使用壽命。模具的耐磨性取決于鋼材的化學(xué)成分與熱處理硬度,因此增強(qiáng)模具的硬度有利于增強(qiáng)其耐磨性。
50牌號的碳素鋼具有一定的強(qiáng)度與耐磨性
經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后多用于模架材料。高碳工具鋼、低合金工具鋼經(jīng)過熱處理后具有較高的強(qiáng)度與耐磨性,多用于成型零件。但高碳工具鋼因其熱處理變形大,僅適用于制造尺寸小、形狀簡單的成型零件。
此外,在選擇材料時還須考慮防止擦傷與膠合,如兩表面存在相對運動的情況,則盡量避免選擇組織結(jié)構(gòu)相同的材料,特殊狀況下可將一面施鍍或氮化,使兩面具有不同的表面結(jié)構(gòu)。
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塑料模具鋼的種類
一般塑料模具鋼按其使用特性分為滲碳型、預(yù)硬型、時效硬化型、耐蝕型等類型。
1、滲碳型
滲碳鋼退火后硬度低、塑性好,可以采用冷擠壓成型。
2、預(yù)硬型
預(yù)硬型是為避免大、中型精密模具熱處理后的變形,保證模具的精度和使用性能而開發(fā)的一種模具鋼。
3、調(diào)質(zhì)型
是模具在加工后,再進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理,使模具的性能更佳。主要有3類
1)45、55等碳素鋼,適宜于形狀簡單或精度要求不高、使用壽命不長的模具。
2)40CrMo、42CrMo。前者有良好的低溫沖擊韌性和低的缺口敏感性,適宜制作中型模具;后者屬于高強(qiáng)度鋼,且有較高的疲勞專業(yè),低溫沖擊性好,適宜制造要求一定強(qiáng)度和韌性的大、中型塑料模具。
3)38CrMoAl、5CrNiMo。前者適用于PVC、PC的塑料模具。后者主要用于使用溫度較高、耐磨性要求高的模具,如熱固性塑料模。
4、時效硬化型
時效硬化型主要用于制造高精度、復(fù)雜型腔塑料模具,價格昂貴。有馬氏體時效硬化和析出沉淀硬化鋼兩大類。
5、耐蝕型
主要用于有聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS加抗燃樹脂等生產(chǎn)中會分解出腐蝕性氣體這一類的材料。
塑料模具鋼的選擇技巧大致有上述種方式,更多模具鋼相關(guān)信息可關(guān)注盈鋼模材網(wǎng)。