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      塑料模具的材料選擇(選段一)

      發布時間:2020-09-21

      1、塑料模的工作條件

        由于塑料及塑料成型工業的發展,對塑料的模具的質量要求也越來越高,因而塑料模具的失效問題及其影響因素已成為重要的研究課題。塑料模的主要工作零件是成型零件,如凸模、凹模等,它們構成塑料模的型腔,以成型塑料制件的各種表面并直接與塑料接觸,經受壓力、溫度、摩擦和腐蝕等作用。

        2 、塑料模材料失效原因分析

        一般模具制造中包括模具設計、選用材料、熱處理、機械加工、調試與安裝等過程。根據調查表明:模具失效的因素中,模具所使用的材料與熱處理是影響使用壽命的主要因素。從全 面質量管理的角度出發,不能把影響模具使用壽命的諸因素作為多項式之和來衡量,而應該是多因素的乘積,這樣,模具材料與熱處理的優劣在整個模具制造過程中就顯得特別重要。

        從模具失效的普遍現象分析,塑料模具在服役過程中,可產生磨損失效、局部性變形失效和斷裂失效。塑料模具的重要失效形式可分為磨損失效、局部塑性變形失效和斷裂失效。

        3、 塑料模具鋼性能要求 隨著制造業快速發展,塑料模具是塑料成型加工中不可缺少的工具,在總的模具產量中所占的比例逐年增加,隨著高性能塑料的發展和不斷生產,塑料制品的種類日益增多,用途不斷擴大,制品向精密化、大型化、復雜化發展。成型生產向高速化發展,模具的工作條件也越趨復雜。

        1)型腔表面的磨損和腐蝕

        塑料熔體以一定的壓力在模腔內流動,凝固的塑件從模具中脫出,都對模具成型表面造成摩擦,引起磨損。造成塑料模具磨損失效的根本原因就是模具與物料間的摩擦。但磨損的具體形式和磨損過程則與許多因素有關,如模具在工作過程中的壓力、溫度、物料變形速度和潤滑狀況等。當塑料模具使用的材料與熱處理不合理時,塑料模具的型腔表面硬度低,耐磨性差,其表現為:型腔面因磨損及變形引起的尺寸超差;粗糙度值因拉毛而變高,表面質量惡化。尤其是當使用固態物料進入塑模型腔時,它會加劇型腔面的磨損。加之塑料加工時含有氯、氟等成分受熱分解出腐蝕性氣體HC1、HF,使塑料模具型腔面產生腐蝕磨損,導致失效。如果在磨損的同時又有磨損損傷,使型腔表面的鍍層或其他防護層遭到破壞,則將促進腐蝕過程。兩種損傷交叉作用,加速了腐蝕一磨損失效。

        2)塑性變形失效

        塑料模型腔表面受壓、受熱可引起塑性變形失效,尤其是當小模具在大噸位設備上工作時,更容易產生超負荷塑性變形。塑料模具所采用的材料強度與韌性不足,變形抗力低;塑性變形失效另一原因,主要是模具型腔表面的硬化層過薄,變形抗力不足或工作溫度高于回火溫度而發生相變軟化,而使模具早期失效。

        3)斷裂

        斷裂的主要原因是由于結構、溫差而產生的結構應力、熱應力或因回火不足,在使用溫度下,使殘余奧氏體轉變成馬氏體,引起局部體積膨脹,在模具內部產生的組織應力所致。

        塑料模具的工作條件與冷沖模不同, 一般須在150℃-200℃下進行工作,除了受到一定壓力作用外,還要承受溫度影響。同一種模具會有多種失效形式,即使在同一個模具上也可能出現多種損傷。從塑料模的失效形式可知,合理的選用塑料模具材料和熱處理是十分重要的,因為它們直接關系到模具的使用壽命。所以,塑料模具用鋼應滿足以下要求:

        1)耐熱性能

        隨著高速成型機械的出現,塑料制品運行速度加快。由于成型溫度在200--350℃之間,如果塑料流動性不好,成形速度又快,會使模具部分成型表面溫度在極短時間內超過400℃。為保證模具在使用時的精度及變形微小,模具鋼應有較高的耐熱性能。

        2) 足夠耐磨性

      隨著塑料制品用途的擴大,在塑料中往往需添加玻璃纖維之類的無機材料以增強塑性,由于添加物的加入,使塑料的流動性大大降低,導致模只的磨損,故要求棋具有良好的耐磨性。

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