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塑料模具的材料要求

 塑料模具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、足够的表面硬度和耐磨性
塑料模的硬度通常在50-60HRC以下,经过热处理的模具应有足够的表面硬度,以保证模具有足够的刚度。模具在工作中由于塑料的填充和流动要承受较大的压应力和摩擦力,要求模具保持形状的精度和尺寸精度的稳定性,保证模具有足够的使用寿命。模具的耐磨性取决于钢材的化学成分和热处理硬度,因此提高模具的硬度有利于提高其耐磨性。
2、优良的切削加工性
大多数塑料成型模具,除EMD加工外还需进行一定的切削加工和钳工修配。为延长切削刀具的使用寿命,提高切削性能,减少表面粗糙度,塑料模具用钢的硬度必须适当。
3、良好的抛光性能
高品质的塑料制品,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。为此选用的钢材要求材料杂质少、组织微细均一、无纤维方向性、抛光时不应出现麻点或桔皮状缺陷。
4、良好的热稳定性
塑料注射模的零件形状往往比较复杂,淬火后难以加工,因此应尽量选用具有良好的热稳定性的,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,可减少或不再进行加工,即可保证模具尺寸精度和表面粗糙度要求。
45、50牌号的碳素钢具有一定的强度与耐磨性,经调质处理后多用于模架材料。高碳工具钢、低合金工具钢经过热处理后具有较高的强度和耐磨性,多用于成型零件。但高碳工具钢因其热处理变形大,仅适用于制造尺寸小、形状简单的成型零件。
随着塑料工业的发展,塑料制品的复杂性、精度等要求愈来愈高,对模具材料也提出更高要求。对于制造复杂、精密和耐腐蚀性的塑料模,可采用预硬钢(如PMS)、耐蚀钢(如PCR)和低碳马氏体时效钢(如18Ni-250),均具有较好的切削加工、热处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,使两面具有不同的表面结构。
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