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塑料模具的材料要求

 塑料模具的工作條件與冷沖模不同,一般須在150°C-200°C下進行工作,除了受到一定壓力作用外,還要承受溫度影響。現根據塑料成型模具使用條件、加工方法的不同將塑料模具用鋼的基本性能要求大致歸納如下:

1、足夠的表面硬度和耐磨性
塑料模的硬度通常在50-60HRC以下,經過熱處理的模具應有足夠的表面硬度,以保證模具有足夠的剛度。模具在工作中由于塑料的填充和流動要承受較大的壓應力和摩擦力,要求模具保持形狀的精度和尺寸精度的穩定性,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成分和熱處理硬度,因此提高模具的硬度有利于提高其耐磨性。
2、優良的切削加工性
大多數塑料成型模具,除EMD加工外還需進行一定的切削加工和鉗工修配。為延長切削刀具的使用壽命,提高切削性能,減少表面粗糙度,塑料模具用鋼的硬度必須適當。
3、良好的拋光性能
高品質的塑料制品,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,光學面則要求Ra<0.01nm,型腔須進行拋光,減小表面粗糙度值。為此選用的鋼材要求材料雜質少、組織微細均一、無纖維方向性、拋光時不應出現麻點或桔皮狀缺陷。
4、良好的熱穩定性
塑料注射模的零件形狀往往比較復雜,淬火后難以加工,因此應盡量選用具有良好的熱穩定性的,當模具成型加工經熱處理后因線膨脹系數小,熱處理變形小,溫度差異引起的尺寸變化率小,金相組織和模具尺寸穩定,可減少或不再進行加工,即可保證模具尺寸精度和表面粗糙度要求。
45、50牌號的碳素鋼具有一定的強度與耐磨性,經調質處理后多用于模架材料。高碳工具鋼、低合金工具鋼經過熱處理后具有較高的強度和耐磨性,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。
隨著塑料工業的發展,塑料制品的復雜性、精度等要求愈來愈高,對模具材料也提出更高要求。對于制造復雜、精密和耐腐蝕性的塑料模,可采用預硬鋼(如PMS)、耐蝕鋼(如PCR)和低碳馬氏體時效鋼(如18Ni-250),均具有較好的切削加工、熱處理和拋光性能及較高強度。
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構相同的材料,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構。
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