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1、细心整理塑料在国民经济多个领域中得到广泛应用,而它产量按体积计算在世界上已超过了钢铁产量。同时, 塑料模具是塑料成型加工中不行缺少工具, 在总模具产量中所占例逐年增加, 在当前已处于重要位置。在我国塑料模具应用在国民经济中地位愈来愈重要。它钢材耗用量大, 品种规格多, 形态困难, 外表粗糙度值要求低, 制造难度大。因此, 探讨塑料模具制造中选用材料与热处理问题, 综合分析其工作条件、失效、性能, 合理选用材料与热处理以及提高它运用寿命, 保证制件质量,降低制造本钱显得特殊重要。1、塑料模具失效因素分析(1) 一般模具失效因素分析一般模具制造中包括模具设计、选用材料、热处理机械加工、调试与安装等
2、过程。依据调查说明: 模具失效因素中, 模具所运用材料与热处理是影响运用寿命主要因素 , 其比例约占70%,国内外有关资料也说明白一样结果。从全面质量管理角度启程, 不能把影响模具运用寿命诸因素作为多项式之和来衡量, 而应当是多因素乘积, 这样模具材料与热处理优劣在整个模具制造过程中就显得特殊重要。(2) 塑料模具失效因素分析塑料模具重要失效形式为磨损失效, 局部塑性变形失效和断裂失效。当塑料模具运用材料与热处理不合理, 塑料模具型腔外表硬度低, 而耐磨性差, 其表现为, 型腔面因磨损及变形引起尺寸超差; 粗糙度值因拉毛而变高, 外表质量恶化。尤其是当运用固态物料进入塑模型腔, 它会加剧型腔面
3、磨损, 故塑料模产生了磨损失效。加之,塑料加工时含有氯、氟等成份受热分解出腐蚀性气体 HCl、HF, 使塑料模具型腔面产生腐蚀磨损, 形成侵蚀失效。局部塑性变形失效。塑料模具所接受材料强度与韧性缺乏, 变形抗力低; 当填充物料进入塑模型腔内, 有超载、持续受热, 周期受压, 而应力分布不匀整, 以及塑模型腔面硬化层过薄, 从而使塑模产生局部塑性变形而引起外表皱纹、凹陷、麻点棱角堆塌, 超过要求限度而造成失效以及回火不充分等因素使塑料模具寿命缩短, 过早失效。断裂失效。塑料模具形态困难, 多棱角薄边,应力紧要集中在韧性缺乏之外。同时, 塑料模接受合金工具钢回火不充分, 而发生断裂失效。从塑料模三
4、种失效形式可知: 选用合理塑料模具材料与热处理, 对它运用寿命至关重要。故此,塑料模具材料选用与热处理应满足以下要求:A1较高硬度、良好耐磨性、型腔硬度要求在 HRC3060, 淬火硬度大于 HRC55, 并且有足够硬化深度, 心部有足够强韧性, 以免脆断, 塑性变形。B1必需抗热性, 在 150250 长期工作, 不氧化、不变形, 尺寸稳定性好。C1注射时, 有腐蚀介质析出, 要求有必需耐蚀性。D1热处理变形小, 对精细模具来说, 要求变形小于0105%, 并且有足够淬透性。E1切削加工性能好, 具有优良抛光, 耐磨性能, 镜面抛光可达 Ra 011 m以下。F1 焊接性, 锻造工艺性能良好
5、12、塑料模具合理选材与热处理基准随着对塑料模具要求提高, 对模具钢材也提出了更多要求。即盼望供应更多、更好具有高硬度镜面加工性能好, 耐磨性能强淬火, 回火类新钢材。但是, 还要依据塑料类型以及对被成型塑料制品尺寸、精度、质量、数量不同要求, 并考虑已有制造模具条件来选用不同类型塑料模具钢及其热处理。(1) 合理选用塑料模具钢表 1塑料模具钢选用工作条件引荐钢号生产塑料产品批量较小, 精度要求不高, 尺寸不大模具45、55钢或10、20钢渗碳在运用过程中有较大动载荷, 生产批量较大, 磨损紧要12CrNi3A、20Cr、20CrMnMo、20Cr2Ni4A钢渗碳大型、困难、批量较大、注射成型
6、或挤压成型模具3Cr2Mo、4Cr3Mo3SiV、5CrNiMo、5CrMnMo、4Cr5MoSiV、4Cr5M0SiV1、热固性成型及要求高耐磨、高强度、塑料模具9Mn2V、7CrMn2WMo、CrWMn、MnCrWV、GCr15、5Cr2MnWMoVs、Cr2Mn2SiWMoV、Cr6WV、Cr12MoV、Cr12耐腐蚀和高精度塑料模具4Cr13、9Cr18、Cr18MoV、Cr14Mo、Cr14Mo4V困难、精细、高耐磨塑料模具25CrNi3MoAL18Ni250 、18Ni 300 、18Ni 350(2) 塑料模具钢热处理塑料模具假如接受常规热处理质量无法保证,模具运用寿命短, 材料
7、利用率仅为 60%, 为此,对塑料模具中所运用钢材, 应接受特殊热处理,以延长塑模运用寿命。对于要求心部具有高强韧性和外表层耐磨性塑料模具, 可通过外表强化处理技术, 提高耐磨性和运用寿命。然而外表强化技术, 它不仅能提高塑模型腔外表耐磨性, 而且能使塑模内部保持足够强韧性, 这对于改善塑料模综合性能, 节约合金元素, 大幅度降低本钱, 充分发挥材料潜力, 以及更好地利用新材料, 都是特殊有效, 实践证明: 外表强化技术是提高塑模质量和延长其运用寿命主要途径。接受电火花外表强化技术, 它是通过火花放电作用, 把一种导电材料YT15、YT30 涂敷及渗透到另一种导电钢制模 45钢 外表上, 构成
8、合金化外表层, 从而变更模具工作面物理和化学性能一种工艺方法。为了使被强化45 钢制模具基体外表光滑, 事先必需将模具基体 45 钢 工作面和电极外表清洗干净, 然后手握 D9110 强化机将电极 YT15、YT30 沿模具 45 钢制作 工作面移动, 并保持必需压力, 使火花放电匀整连续。经电火化强化之后, 被强化表层 显微 硬度可达HV11001400, 甚至更高。其强化层与结合坚实, 耐冲击、不剥落。强化处理时, 工件处于冷态, 且放电点微小, 时间短, 没有退火变形等现象, 这大大提高模具型腔面耐热性、耐磨性、热硬性和耐蚀性,生产实践证明, 经电火花外表强化后, 挤出塑料模运用寿命可提
9、高 1 倍以上, 强化层在运用过程中磨损后, 还可以重新进展强化。3 、塑料模选用材料开展方向塑料模具对钢材质量和性能有一些特殊要求。例如: 热处理变形小, 研磨与抛光性能好, 光滑度高, 有较强花纹刻蚀性, 尺寸稳定, 有别于其他模具材料, 尤其是型腔困难, 高精度塑料模具对模具选材有更高要求, 但模具钢干脆影响模具寿命。现有国产传统模具钢从品种质量、性能等方面都不能满足现代化生产需求, 于是国内又开发与研制了一些新型塑料模具钢, 以供选用。1 5CrMnMoVSCo 5NiSCo 高韧性易切削料、模具钢, 这种钢材在国内是首创, 其切削加工性、等向性、韧性和可锻性均好。5NiMoSCo 预
10、处理接受调质工艺, 其淬火温度为 890900 , 油淬之后, 硬度在 HRC60 以上,650 回火后, 予处理硬度为 HRC35, 其切削加工性同退火状态45 钢, 可顺当地进展多种切削加工。(2) SM1 和 SM2 塑料模具钢它属于硫系易切削模具钢, 用于要求高注射模、压铸模, 效果良好。两种模具钢中元素,S 以 MnS 型微粒夹杂存在, 可以起到削减切削力和易于断屑作用。SM 1锻轧之后, 快速退火, 而 SM2 那么不用退火, 干脆经时效和预硬化处理可运用。二种钢经570 氮化后, 心部基体强度不变, 外表硬度可达 HV1100。SM2 可氮化与时效同时进展。4、国内外塑料模具开展
11、水平比拟近年来的确开展很快 ,有些已到达或接近国际水平 ,尤其是随着改革开放政策不断深化 ,“三资”企业蓬勃开展 ,对我国塑料模具设计制造水平提高起到了特殊大作用。然而 ,由于我国模具制造根底薄弱 ,各地开展极不平衡 ,因此总体来看 ,与国际先进水平相比和与国内外市场需求相比 ,差距还很大。这主要表此时此刻以下方面。(1) 塑料模具产品水平(2) 工艺装备水平我国塑料模制造企业设备数控化率和 CAD/CAM应用覆盖面比国外低得多 ,且设备不配套、利用率低现象特殊紧要。国产设备在精度、加工外表粗糙度、刚性、稳定性、牢靠性及刀具和附件配套性和精度保持性等方面与国外相比仍有较大差距。.(3)开发实力
12、及经济效益等方面国外模具企业技术人员比例很高 ,多数企业在5%以上 ,有些在 50%以上 ,有些企业往往是大多数职工可在技术与生产岗位上互换 ,具有很高素养 ,加之企业对产品开发很重视 ,常常与产品厂一起共同开发产品与模具 ,因此有很强开发实力。我国模具企业技术人员比例低 ,多数企业在 10%15%之间 ,且大多数只留意模具开发 ,不重视产品开发 ,因此综合开发实力很低 ,在市场上常处于被动地位。经济效益方面 ,国外工业兴盛国家每个模具职工平均缔造模具产值 15 万20 万美元 ,而我国只有 4万5 万元人民币。国外模具企业大都有必需利润 ,而我国模具企业大都是微利甚至亏损。.(4 )管理及其
13、他方面国内外模具企业管理上差距特殊明显。管理上差距所带来问题往往比技术上差距更为紧要。利用计算机进展科学管理在国外企业中已特殊广泛 ,而国内还很少接受。到目前为止 ,通过 ISO9000 认证模具企业全国还不到 1%。另外 ,诸如企业构造、产品构造、技术构造及企业运营机制等方面 ,国内外差距也较大。.(5)产需冲突我国塑料模具市场总体上供不应求 ,特殊是大型、精细、困难、长寿命塑料模产需冲突特殊突出 ,满足率只有 60%左右。尤其是为工程塑料配套模具 ,目前满足率只有 40%左右。工程塑料是我国重点支持和优先开展产业 ,预料每年将有 25%增长率。为解决这个冲突 ,每年只好大量进口。1999
14、年共进口塑模具约 4 亿美元 ,其中绝大局部是塑料模具。Plastics in a number of areas of the national economy has been widely used, and its production by volume in the world has exceeded the output of iron and steel. At the same time, plastic mold plastic molding are an indispensable tool for the mold in the total production h
15、as increased year by year the proportion of cases, in the present is in an important position. Plastic mold in China application status in the national economy more and more important. Its steel consumption, and many varieties of different specifications, the shape of complex, low value of surface r
16、oughness, manufacturing difficult. Therefore, to explore the manufacture of plastic mold materials and heat treatment selection problem, a comprehensive analysis of their working conditions, failure, performance, a reasonable selection of materials and heat treatment, as well as improve its service life and ensure th
