塑料模具是塑料加工工业中和塑料成型机配套,赋予塑(sù)料制品以完整构型和精确尺寸的工具。由于塑料品(pǐn)种和加工方法繁多(duō),塑料成(chéng)型机和塑料制品的结构又繁简不一,塑料模具的种类和结构也是多种多(duō)样的。
塑料模具(jù)的工作条件与冷冲模不同,一般须在150°C-200°C下进行工作,除了受到一定压力作用外,还要承受温度影响。现根据塑料成型(xíng)模具使用条件、加工方法的不同将塑料模具用钢的基本性能要求大致归纳如下:
1、足够的表面硬度(dù)和耐磨性
塑(sù)料(liào)模的硬度(dù)通常在50-60HRC以下,经过(guò)热(rè)处理(lǐ)的模具(jù)应有足够的表面硬(yìng)度,以保证模具有足够的刚度。模具在工作中由于塑料的填(tián)充(chōng)和流动要(yào)承受(shòu)较大的(de)压应力(lì)和摩擦力,要求模(mó)具保持(chí)形状(zhuàng)的精度和尺寸精度的稳定性,保证模具有足够的使用寿命。模具的耐磨性(xìng)取决(jué)于钢材的化学成分(fèn)和(hé)热处理硬(yìng)度,因此提高模具的硬度有利于提(tí)高其耐磨性。
2、优良的切削加工性
大(dà)多数塑料成型模(mó)具,除EMD加工外还需进行一定的切削加工和钳工修配。为延长切削刀具(jù)的使用寿(shòu)命,提高切(qiē)削性能,减少表面粗糙度,塑料模具用(yòng)钢的硬度必须适当。
3、良好的抛光(guāng)性能(néng)
高品质的塑料制(zhì)品,要求型腔表面的粗糙度值小。例如,注塑模型(xíng)腔表面粗糙度值要求小于Ra0.1~0.25的水平,光(guāng)学面则要求Ra<0.01nm,型腔须进行抛光,减小表面粗糙度值。为此选用(yòng)的(de)钢材要求材料杂质少、组(zǔ)织(zhī)微细均一、无纤维方向性、抛光时不应出现麻点(diǎn)或(huò)桔皮状缺陷。
4、良好的热(rè)稳定性
塑料注射模的零件形状往往(wǎng)比较(jiào)复杂,淬火后难以加工,因此应尽量选用具有(yǒu)良好的热稳定性的,当模具成型加工经热处理后因线膨胀系(xì)数小,热处理变形小,温度差异引起的尺寸变化率小,金相组织和模具尺寸稳定,可减少或不(bú)再进行加工,即可保证模具尺寸精度和表面粗糙度要(yào)求。
45、50牌号的碳素钢具有一(yī)定(dìng)的强度与耐磨性,经调质处理后多用于模架材料。高碳工具钢、低合金工具钢(gāng)经过热处理(lǐ)后具(jù)有较高的强度和耐磨性,多用于成型零件。但高碳工具(jù)钢因其热处理变形大,仅适用于制造(zào)尺寸小、形状简单的(de)成型零(líng)件。
随着塑料工业的发(fā)展,塑料(liào)制(zhì)品的复杂性、精度等要求(qiú)愈(yù)来愈高,对模具材料也提出更高要求(qiú)。对于制造(zào)复杂、精密和耐(nài)腐蚀性的塑料模(mó),可采(cǎi)用预硬钢(gāng)(如PMS)、耐蚀钢(如(rú)PCR)和低碳马氏体时(shí)效钢(如18Ni-250),均具有较好的切削加工、热处(chù)理和抛光性能及较高强度。
此外,在选择材料时还须考虑防止擦伤与胶合,如两表面存在相对运动的情况,则(zé)尽量避免选择组织结构相同的材料,特殊状况下可将一面施镀或氮化,使两(liǎng)面具有不同的表面结构(gòu)。