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注塑工序工作流程
工作程序1、工艺员首班开机完成、工艺稳定以后,统计开机过程中产生的废品数量,填写在原始记录表上,并将注塑机的开模次数清零,交付操作工生产,并根据该产品的特点对操作工进行简单培训。之后填写《注塑工艺检查记录表》,验证生产工艺同工艺卡的符合性。如工艺同工艺卡的要求差别较大,需及时上报车间主任,分析工艺产生变化的原因。2、操作工应该在每次领料后对原料及包装物进行核实。每次交接班操作工必须进行点检并填写《注塑工序原始记录表》。(点检内容:生产时间、废品数量、合格品数量、开模数等)3、具体操作指导3.1Ⅰ首班开机(1)首班开机将机台周围环境卫生做好,将领来包装物品按规定摆放整齐;(2)首班开机时将工艺调整过程中清料的废料清理干净,并将调试过程中出现的废件集中于废料桶中;(3)接受工艺员和质检员的生产前培训,一定要掌握取件修件等要领及注意事项以保证产品质量,并掌握设备、模具及特殊结构以保证安全生产。Ⅱ非首班开机(1)每天上班前将自己修件所用的刀具打磨好,并保证工作时间有足够的刀具使用;(2)做好交接班的交接准备工作,根据《注塑工序原始记录表》所列各项要求对设备模具及其辅助设备(模温控制器、热流道温控箱)以及工艺参数进行点检并做好记录,如有异常立即找工艺员调整查找原因;(3)整理好生产用的各种包装产品,以及生产过程使用。3.2工作过程(1)开模取件时,严禁将身体探入模具中。正常生产中,确认模具上无异物且模具的滑块、顶杆复位后,方可合模。生产时只能一人操作,工作中必须精力集中,不准离开工作岗位,并定时检查清理喷嘴与模具接触处的溢料随时注意机器运转和润滑情况,发现异常反应立即停机,并报告有关人员处理;(2)对下机产品进行100%的目测检验,产品连续(三件以上)出现如下质量问题时,应及时查找质检员确认并通知工艺员查找原因,将发现的不合格品放入废品桶,并将发现的不合格品在《注塑工序原始记录表》上记录;(3)修掉料把及毛边,料把放入下脚料回收箱内,不合格品放入红色的不合格品箱,对每件半成品或成品,都需要贴上合格记录并注明工号进行标识,修整好的半成品按规定时间进行定型或直接包装装箱,经确定无误(左右制件不能混装)贴上装箱单放入合格品区域;(4)操作工需将产品纸箱做出使用次数标记,具体方法未找到侧面“田”字形标识,每使用一次在空格内划“√”,全部划满四次的纸箱,不准再使用。3.3工作结束Ⅰ计划完成(1)生产计划完成后,通知经营体负责人或工艺人员将设备停机,由经营体负责人负责安排换模、组织生产;(2)核对生产数量,并认真填写《注塑工序原始记录表》,将不满箱的零活另行装箱,交经营体负责人保存;(3)清扫整理机台周围,由经营体负责人另行安排新的生产计划。Ⅱ交接下班(1)认真填写《注塑工序原始记录表》,做好交接工作,将生产过程中应该注意的事项告知接班人;(2)清扫整理工作现场;(3)办理入库手续。3.4做好现场管理,达到6S要求(整理、整顿、清理、清扫、修养、习惯)。
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如何合理的选择塑料模具钢
随着塑料制品在工业及日常生活中的应用越来越广泛,塑料模具工业对模具钢的需求也越来越大。在塑料成型加工中,模具的质量对产品质量的保证作用是不言而喻的。塑料模具已向精密化、大型化和多腔化的方向发展,对塑料模具钢的性能的要求越来越高,塑模钢的性能应根据塑料种类、制品用途、生产批量、尺寸精度和表面质量的要求而定。影响塑料磨具钢选择的因素塑料模具的零部件分为两大类:一类为结构件,包括:浇注系统、导向件、顶模板、顶出机构、支承件等;另一类为成型件,包括:型腔、型芯、嵌镶件等。其中第一类零件可按机械零件的要求进行强度和结构设计,材料一般选用中低碳素结构钢、合金钢和碳工钢。而成型件由于结构复杂,要求工件的尺寸精度高,表面粗糙度值低,接缝密合性好,对模具材料的力学性能、耐磨性及加工工艺都提出了专业要求。1.模具的主要失效形式由于模具的工作温度较高,压力较大,有的塑料材料易于与模具表面发生磨损和腐蚀作用,有时还会受到脱模带来的碰撞。其主要失效形式有以下三种:(1)表面磨损由于塑料中增强树脂填料,对模具型腔表面产生冲刷、磨损和腐蚀作用,从而影响到模具型腔表面粗糙度值升高,尺寸超差。(2)变形模具局部产生塑性变形,导致表面发生凹陷、皱纹、麻点和棱角堆塌等损坏。(3)断裂由模具局部应力集中导致的断裂现象。2.模具的制造和使用要求塑料模具对材料在强度和韧度上的要求低于冷作模和热作模,根据其失效形式和工作要求,其基本性能要求归纳为:(1)足够的耐磨性由于表面磨损是模具的主要失效形式之一,因此模具应当有足够的硬度,以保证模具的耐磨性,保证模具的寿命。通常需要选择合适的材料和恰当的热处理方法来满足硬度的要求。但当硬度达到一定值时,硬度对耐磨性的提高作用就不明显。(2)减少热处理变形影响由于注塑零件形状往往比较复杂,塑料模具在淬硬后很难加工,有时甚至无法加工。为了提高硬度,必须进行热处理。要采取适当的措施来减低热处理变形的影响,对于必须在热处理后进行加工的模具,应选用热处理变形小的材料。(3)优良的切削加工性能塑料模具的制造中切削加工成本常占大部分,为了延长切削刀具的使用寿命,保证加工表面质量,要求模具材料具有良好的切削加工性,对于预硬性材料,要求淬火后也有好的加工性。(4)良好的抛光性能和刻蚀性为获得高品质的塑料制品,模具内型腔的表面必须进行抛光以减小表面粗糙度值,为了保证模具具有良好的电加工性和镜面抛光性,花纹图案刻蚀性,模具钢应当是材料的纯洁度高,组织细微、均匀、致密,无纤维方向性。(5)良好的耐腐蚀性能注塑PVC或加有阻燃剂等添加剂的塑料制品时,会分解出具有腐蚀性的气体,对模具的表面有一定的化学腐蚀作用,制作这类模具时,应选用具有一定抗腐蚀能力的钢材。常用模具钢的类别及特性1.渗碳钢渗碳钢由于退火后的硬度低、塑性好,可以采用冷挤压法成型,从而提高工效,减低成本。挤压复杂型腔时,退火后的硬度小于100HBS;挤浅型腔时,小于160HBS,挤压成型后,经渗碳、淬火和回火处理,表面硬度为53~62HRC。达到表面耐磨性高,心部韧性好的要求。08Cr4NiMoV(LJ)是国内开发的冷挤压成型专用钢,具有成型性能优良、渗碳层深、热处理变形小、耐磨性好等优点。其淬火处理的最佳温度是850℃,回火温度可视模具工作条件选择。2.调质型模具钢工艺要求是在完成模具机械加工后,再进行调质处理,使模具达到较好的综合机械性能。一类是45、55等优质碳素钢,适宜于形状简单或精度要求不高、使用寿命不长的模具。可以选用SM45、SM55等塑料模具专用钢(YB/T094—1997、YB/T107—1997、YB/T129—1997),此钢材的纯净度好,力学性能稳定。另一类是合金钢,可以在调质后进行碳氮共渗,进一步提高耐磨性和抗蚀性。其中:40CrMo有良好的低温韧度和低的缺口敏感性,适于制作中型模具。42CrMo属于高强度钢,且有较高的疲劳极限,低温韧性好,适于制造要求一定强度和韧性的大、中型塑料模具。38CrMoA1是典型的渗碳钢,调质后渗氮处理,表面硬度高(大于850HV)并具有一定的抗蚀性。适用于PVC,PC的塑料模具。此外5CrNiMo、5CrMnMo等热作模具钢,在塑料模具中主要用于使用温度较高,耐磨性要求高的模具,如热固性塑料模。3.预硬性塑料模具专用钢可以直接使用已经预硬处理的模块、扁钢进行加工,避免了加工后再热处理所造成的各种缺陷,从而提高了模具的制作精度,同时缩短了制作周期。塑料模具钢的主流品种,可以划分为一般型和易切削型以及非调质型等几类。模具钢的选用及热处理塑料模具的制作成本中,加工和抛光占到了70%~80%,因此在选用模具材料时,应在保证模具使用性能要求的同时,尽可能地提高其加工工艺性能。其选用方法可按以下方式进行:(1)根据塑料制品的种类和质量要求选用。(2)根据塑料件的生产批量选用。在其它影响因素确定时,生产批量越小,对模具的耐磨性和使用寿命要求越低。因此,可选用性能指标低的材料。小批量时,可以选用调质型合结钢或碳结钢。中等批量(30~100万件)时,可以选用P20,5NiSCa,SM2等,大批量时,5NiSCa,PMS等。(3)根据塑料件的尺寸大小及精度要求选用。对大型高精度的注射模,当塑料件生产批量大时,采用预硬化钢,以防止热处理变形。(4)根据塑料件的复杂程度选用。应充分考虑模具的加工工艺性,尽量选用易切削,热处理变形小,耐磨性好的材料。
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塑料模具钢基础知识讲解
塑料模具钢是一种用于塑料制作的模具钢。塑料模具材料主要以模具钢为主,模具钢的发展推动了工业产品向高级化、多样化、个性化、高附加值的方向发展。世界各国都把模具钢产量统计到合金工具钢中,其产量约占合金工具钢的70%~80%。随着中国模具工业的迅猛发展,为国产模具钢提供了一个巨大的市场,带动了国内模具钢的产量、品种、规格及品质水准的提高。我国冶金行业研制开发和引进了大量模具行业所需的钢种,但国产模具钢无论在品种还是质量上仍难以全部满足国内模具市场的需求。以冷作模具钢为例,我国只有Cr12、Cr12MoV、CrWMn钢。我国的Cr12MoV钢中,钼和钒的含量较低,比D2钢综合性能差。CrWMn含碳量较高,且不含钒,容易产生严重的网状碳化物,影响使用性能。如今国外根据冷冲压件向高精度、标准化发展的趋势,早已开发了高性能模具钢,其中有二次硬化钢OCM、DC53、Vasco、Die;火焰淬火钢SX10570L;空淬微变形钢A4等。这些新型模具钢我国也急需研制开发。国产热作模具钢同样存在差距,我国通用型钢种中只有2个钢号。而国外除了通用型钢种外,还新发展了YHD3、H26等品种。塑料模具钢的差距则更大。就品种而言,国家标准仅1个钢号,而美国有7个钢号,且形成了较完整的用钢系列。国内模具钢年消费量至少150万吨,其中,市场是巨大的,但国内模具钢制造企业要想在其中占据更大的份额,就必须在科研开发、技术改造、市场开拓上下更大的功夫。
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塑料模具钢分类特点
种类塑料模具钢一般可分为时效硬化型塑料模具钢(含镜面模具钢)、耐蚀型塑料模具钢、渗碳型塑料模具钢、预硬型埋料模具钢(含易切削钢)、调质型塑料模具钢和淬硬型塑料模具钢六个大类。应用较多的是时效硬化型塑料模具钢、渗碳型塑料模具钢和预硬型塑料模具钢。特点1、塑料模具用钢涵盖广泛,从普通钢材到专用钢材都有。这在塑料模具初期更加明显,如今已日趋正规和高级。专门用钢已自成体系,模具用钢的化学成分和合金工具钢的基本相同,但其冶金质量更高,加工精良,对热处理有利。2、塑料模具钢性能要求严格,热处理难度大。3、为避免模具零件在强韧化过程中的变形或其他热处理问题,模具钢以预硬化形式供应市场已较普遍。4、以石化产品为原料的塑料制品,某些度不同的腐蚀性,所以耐蚀钢应用也较多。5、配合预硬化钢、非调质刚的应用,易切削性也是塑料模具钢的特点。应用1、发展易加工、抛光性好的材料随着光盘、磁盘、棱镜等精密件的生产,对易加工镜面钢的要求增加。这种钢含非金属杂质少,金相组织细致均一,没有纤维方向性。它是塑料模具钢材的主要发展方向。2、耐蚀钢模具在长期运转和保持过程中,容易生锈受蚀,而且随着塑料成型中添加各种成分,模具更容易受蚀。因此要求提高母材机体的耐腐蚀性能,开发了一些耐蚀不锈钢材。3、马氏体时效合金钢这种钢材具有足够的力学性能和突出的工艺性能,特别是有较高的强度、韧度、耐磨性、低的热膨胀系数,是制造注塑模的好钢材,但是价格贵。4、硬质合金主要用于制作寿命要求很高,制件生产批量大的模具。总结(1)模具设计时材料的选用很关键。对于生产小批量制品的模具可以选用一般的材料,以降低模具成本;但对于强度差、容易损坏的模具,模具材料还是要选用较好的材料,虽然模具加工时成本增加了,但模具的寿命提高了,相对而言总的成本是降低的。(2)塑料制品尺寸日趋多样化、形状复杂化和表面装饰美观化,致使塑料模具正朝着多样化、复杂化、精密化和多腔化方向发展。新型塑料模具专用钢具有良好的力学性能、机械加工性能及镜面抛光性能等,在提高模具设计、加工水平的同时,应注意加强采用新型塑料模具钢。(3)国内研制的一些新型塑料模具材料的性能和寿命已达到或接近国外先进水平,极大地促进了我国模具钢钢种系列的完善,但这些新钢的推广数量和应用范围还不够大,因此急需大力推广高纯净度、高精度、高均匀性、质量稳定的新型塑料模具材料。
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模具钢基础知识
模具钢是用来制造冷冲模、热锻模、压铸模等模具的钢种。模具是机械制造、无线电仪表、电机、电器等工业部门中制造零件的主要加工工具。模具的质量直接影响着压力加工工艺的质量、产品的精度产量和生产成本,而模具的质量与使用寿命除了靠合理的结构设计和加工精度外,主要受模具材料和热处理的影响。模具钢大致可分为:冷轧模具钢、热轧模具钢和塑料模具钢三类,用于锻造、冲压、切型、压铸等。由于各种模具用途不同,工作条件复杂,因此对模具用钢,按其所制造模具的工作条件,应具有高的硬度、强度、耐磨性,足够的韧性,以及高的淬透性、淬硬性和其他工艺性能。由于这类用途不同,工作条件复杂,因此对模具用钢的性能要求也不同。冷轧模具包括冷冲模、拉丝模、拉延模、压印模、搓丝模、滚丝板、冷镦模和冷挤压模等。冷作模具用钢,按其所制造具的工作条件,应具有高的硬度、强度、耐磨性、足够的韧性,以及高的淬透性、淬硬性和其他工艺性能。用于这类用途的合金工具用钢一般属于高碳合金钢,碳质量分数在0.80%以上,铬是这类钢的重要合金元素,其质量分数通常不大于5%。但对于一些耐磨性要求很高,淬火后变形很小模具用钢,最高铬质量分数可达13%,并且为了形成大量碳化物,钢中碳质量分数也很高,最高可达2.0%~2.3%。冷作模具钢的碳含量较高,其组织大部分属于过共析钢或莱氏体钢。常用的钢类有高碳低合金钢、高碳高铬钢、铬钼钢、中碳铬钨钏钢等。热轧模具分为锤锻、模锻、挤压和压铸几种主要类型,包括热锻模、压力机锻模、冲压模、热挤压模和金属压铸模等。热变形模具在工作中除要承受巨大的机械应力外,还要承受反复受热和冷却的作用,而引起很大的热应力。热作模具钢除应具有高的硬度、强度、红硬性、耐磨性和韧性外,还应具有良好的高温强度、热疲劳稳定性、导热性和耐蚀性,此外还要求具有较高的淬透性,以保证整个截面具有一致的力学性能。对于压铸模用钢,还应具有表面层经反复受热和冷却不产生裂纹,以及经受液态金属流的冲击和侵蚀的性能。这类钢一般属于中碳合金钢,碳质量分数在0.30%~0.60%,属于亚共析钢,也有一部分钢由于加入较多的合金元素(如钨、钼、钒等)而成为共析或过共析钢。常用的钢类有铬锰钢、铬镍钢、铬钨钢等。塑料模具包括热塑性塑料模具和热固性塑料模具。塑料模具用钢要求具有一定的强度、硬度、耐磨性、热稳定性和耐蚀性等性能。此外,还要求具有良好的工艺性,如热处理变形小、加工性能好、耐蚀性好、研磨和抛光性能好、补焊性能好、粗糙度高、导热性好和工作条件尺寸和形状稳定等。一般情况下,注射成形或挤压成形模具可选用热作模具钢;热固性成形和要求高耐磨、高强度的模具可选用冷作模具钢。
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模具刚分类讲解
美国按模具服役条件将模具钢分为四大类,美国金属学会工具钢委员会列出了:冷作模具钢、热作模具钢、塑料模具钢、塑胶模具钢等四大类。其中,冷作模具钢又分出12小类,热作模具钢9小类,塑料模具钢2小类,塑胶模具钢5小类。每个小类的选材又取决于三个主要因素:◆尺寸大小和形状的复杂性,◆被加工的材料,◆耐久性要求或设计寿命。冷作模具钢(1)分为五组:W组、O组、A组、D组、S组。◆W组即水淬模具钢,有11个钢种,7个碳素模具钢,含碳量从0.7%-1.3%。◆O组即油淬冷作模具钢(俗称油钢),有4个钢种,含碳量在0.85%-1.55%,◆A组即空淬中合金冷作模具钢,有9个钢种,含碳量从0.5%-2.25%。◆D组即高碳高铬冷作模具钢,有7个钢种,含碳量0.9%-2.5%。◆S组即耐冲击工具钢,有7个钢种,含碳量0.4%-0.6%。用于冷作模具还有高速钢(HSS组)和超高速钢(SHSS组),钴基硬质合金和钢结硬质合金(HA组),粉末钢和工程陶瓷(PIM组),碳钨工具钢(F组),特殊用途工具钢(L组)。(2)冷轧模具钢的选用冷轧模具钢的主系列是高硬冷作类,主要用于要求高抗压和耐磨为主的模具,硬度高于HRC60-62。对于要求耐冲击、韧性高的模具,硬度低于HRC60-62,主要用S类和部份A类和最普通的调质钢、弹簧钢、热作模具或基体钢。对于大型冲压模,如汽车外型冲压件,主要用铸铁类。简易或寿命数量少的用锌基合金或高分子复合材料。高速钢和超高速钢在冷作模具中的应用迅速增长。主要是有高的"抗压强度/硬度"比值。且硬度可在HRC60-70之间选择。粉末模具钢有优良的耐磨寿命,硬度不大高HRC60-62,应用相当多。碳素工具钢在寿命10万件的冲头或软材料冲压模仍有一定的应用范围。热轧模具钢美国热轧模具钢分二大类:热轧模具钢,和超级热强合金。热轧模具由于在有温度的条件下工作,要求材料具有热强性和热耐磨性,为了保证模具的使用寿命模具要冷却,热冷交替模具会出现龟裂,即热疲劳裂纹,所以材料又要求有抗裂纹能力和抗热疲劳性能。按热强性排列的主系列进行选材:低合金调质模具钢(6G,6F2,6F3)→中铬热作模具钢(H11、H12、H13)→钨热作模具钢(H21,H22)。非标准的热作模具钢:例如热镦锻模具用时效硬化型的6H4。使用H11、H12、H13出现了不能满足热耐磨性时,可以选择6H1,6H2。当要求模具以热作耐磨性为主时,可以选择D2,D4→M2,M4→粉末钢。钢结硬质合金、钴基硬质合金的高温耐磨性是很高的,但其热疲劳性(即冷热抗疲劳裂纹)很差,不能在急冷急热状态下使用。
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模具钢的工艺性能
在模具生产成本中,材料费用一般占10%~20%,而机械加工、热处理、装配和管理费用占80%以上,所以模具材料的工艺性能是影响模具的生产成本和制造难易的主要因素之一。可加工性——热加工性能,指热塑性、加工温度范围等;——冷加工性能,指切削、磨削、抛光、冷拔等加工性能。冷作模具钢大多属于过共析钢和莱氏体钢,热加工和冷加工性能都不太好,因此必须严格控制热加工和冷加工的工艺参数,以避免产生缺陷和废品。另一方面,通过提高钢的纯净度,减少有害杂质的含量,改善钢的组织状态,以改善钢的热加工和冷加工性能,从而降低模具的生产成本。为改善模具钢的冷加工性能,自20世纪30年代开始,研究向模具钢中加入S、Pb、Ca、Te等易切削加工元素或导致模具钢中碳的石墨化的元素,发展了各种易切削模具钢,以进一步改善其切削性能和磨削性能,减少刀具磨料消耗、降低成本。淬透性和淬硬性淬透性主要取决于钢的化学成分和淬火前的原始组织状态;淬硬性则主要取决于钢中的含碳量。对于大部分的冷作模具钢,淬硬性往往是主要的考虑因素之一。对于热作模具钢和塑料模具钢,一般模具尺寸较大,尤其是制造大型模具,其淬透性更为重要。另外,对于形状复杂容易产生热处理变形的各种模具,为了减少淬火变形,往往尽可能采用冷却能力较弱的淬火介质,如空冷、油冷或盐浴冷却,为了得到要求的硬度和淬硬层深度,就需要采用淬透性较好的模具钢。淬火温度和热处理变形为了便于生产,要求模具钢淬火温度范围尽可能放宽一些,特别是当模具采用火焰加热局部淬火时,由于难于准确地测量和控制温度,就要求模具钢有更宽的淬火温度范围。模具在热处理时,尤其是在淬火过程中,要产生体积变化、形状翘曲、畸变等,为保证模具质量,要求模具钢的热处理变形小,特别是对于形状复杂的精密模具,淬火后难以修整,对于热处理变形程度的要求更为苛刻,应该选用微变形模具钢制造。氧化、脱碳敏感性模具在加热过程中,如果发生氧化、脱碳现象,就会使其硬度、耐磨性、使用性能和使用寿命降低;因此,要求模具钢的氧化、脱碳敏感性好。对于含钼量较高的模具钢,由于氧化、脱碳敏感性强,需采用特种热处理,如真空热处理、可控气氛热处理、盐浴热处理等。其他因素在选择模具钢时,除了必须考虑使用性能和工艺性能之外,还必须考虑模具钢的通用性和钢材的价格。模具钢一般用量不大,为了便于备料,应尽可能地考虑钢的通用性,尽量利用大量生产的通用型模具钢,以便于采购、备料和材料管理。另外还必须从经济上进行综合分析,考虑模具的制造费用、工件的生产批量和分摊到每一个工件上的模具费用。从技术、经济方面全面分析,以最终选定合理的模具材料。
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模具钢的性能要求
1、强度性能(1)硬度硬度是模具钢的主要技术指标,模具在高应力的作用下欲保持其形状尺寸不变,必须具有足够高的硬度。冷作模具钢在室温条件下一般硬度保持在HRC60左右,热作模具钢根据其工作条件,一般要求保持在HRC40~55范围。对于同一钢种而言,在一定的硬度值范围内,硬度与变形抗力成正比;但具有同一硬度值而成分及组织不同的钢种之间,其塑性变形抗力可能有明显的差别。(2)红硬性在高温状态下工作的热作模具,要求保持其组织和性能的稳定,从而保持足够高的硬度,这种性能称为红硬性。碳素工具钢、低合金工具钢通常能在180~250℃的温度范围内保持这种性能,铬钼热作模具钢一般在550~600℃的温度范围内保持这种性能。钢的红硬性主要取决于钢的化学成分和热处理工艺。(3)抗压屈服强度和抗压弯曲强度模具在使用过程中经常受到强度较高的压力和弯曲的作用,因此要求模具材料应具有一定的抗压强度和抗弯强度。在很多情况下,进行抗压试验和抗弯试验的条件接近于模具的实际工作条件(例如,所测得的模具钢的抗压屈服强度与冲头工作时所表现出来的变形抗力较为吻合)。抗弯试验的另一个优点是应变量的绝对值大,能较灵敏地反映出不同钢种之间以及在不同热处理和组织状态下变形抗力的差别。2、韧性在工作过程中,模具承受着冲击载荷,为了减少在使用过程中的折断、崩刃等形式的损坏,要求模具钢具有一定的韧性。模具钢的化学成分,晶粒度,纯净度,碳化物和夹杂物等的数量、形貌、尺寸大小及分布情况,以及模具钢的热处理制度和热处理后得到的金相组织等因素都对钢的韧性带来很大的影响。特别是钢的纯净度和热加工变形情况对于其横向韧性的影响更为明显。钢的韧性、强度和耐磨性往往是相互矛盾的。因此,要合理地选择钢的化学成分并且采用合理的精炼、热加工和热处理工艺,以使模具材料的耐磨性、强度和韧性达到最佳的配合。冲击韧性系表特征材料在一次冲击过程中试样在整个断裂过程中吸收的总能量。但是很多工具是在不同工作条件下疲劳断裂的,因此,常规的冲击韧性不能全面地反映模具钢的断裂性能。小能量多次冲击断裂功或多次断裂寿命和疲劳寿命等试验技术正在被采用。3、耐磨性决定模具使用寿命最重要的因素往往是模具材料的耐磨性。模具在工作中承受相当大的压应力和摩擦力,要求模具能够在强烈摩擦下仍保持其尺寸精度。模具的磨损主要是机械磨损、氧化磨损和熔融磨损三种类型。为了改善模具钢的耐磨性,就要既保持模具钢具有高的硬度,又要保证钢中碳化物或其他硬化相的组成、形貌和分布比较合理。对于重载、高速磨损条件下服役的模具,要求模具钢表面能形成薄而致密粘附性好的氧化膜,保持润滑作用,减少模具和工件之间产生粘咬、焊合等熔融磨损,又能减少模具表面进行氧化造成氧化磨损。所以模具的工作条件对钢的磨损有较大的影响。耐磨性可用模拟的试验方法,测出相对的耐磨指数,作为表征不同化学成分及组织状态下的耐磨性水平的参数。以呈现规定毛刺高度前的寿命,反映各种钢种的耐磨水平;试验是以Cr12MoV钢为基准进行对比。4、抗热疲劳能力热作模具钢在服役条件下除了承受载荷的周期性变化之外,还受到高温及周期性的急冷急热的作用,因此,评价热作模具钢的断裂抗力应重视材料的热机械疲劳断裂性能。热机械疲劳是一种综合性能的指标,它包括热疲劳性能、机械疲劳裂纹扩展速率和断裂韧性三个方面。热疲劳性能反映材料在热疲劳裂纹萌生之前的工作寿命,抗热疲劳性能高的材料,萌生热疲劳裂纹的热循环次数较多;机械疲劳裂纹扩展速率反映材料在热疲劳裂纹萌生之后,在锻压力的作用下裂纹向内部扩展时,每一应力循环的扩展量;断裂韧性反映材料对已存在的裂纹发生失稳扩展的抗力。断裂韧性高的材料,其中的裂纹如要发生失稳扩展,必须在裂纹尖端具有足够高的应力强度因子,也就是必须有较大的裂纹长度。在应力恒定的前提下,在一种模具中已经存在一条疲劳裂纹,如果模具材料的断裂韧性值较高,则裂纹必须扩展得更深,才能发生失稳扩展。也就是说,抗热疲劳性能决定了疲劳裂纹萌生前的那部分寿命;而裂纹扩展速率和断裂韧性,可以决定当裂纹萌生后发生亚临界扩展的那部分寿命。因此,热作模具如要获得高的寿命,模具材料应具备高的抗热疲劳性能、低的裂纹扩展速率和高的断裂韧性值。抗热疲劳性能的指标可以用萌生热疲劳裂纹的热循环数,也可以用经过一定的热循环后所出现的疲劳裂纹的条数及平均的深度或长度来衡量。5、咬合抗力咬合抗力实际就是发生“冷焊”时的抵抗力。该性能对于模具材料较为重要。试验时通常在干摩擦条件下,把被试验的工具钢试样与具有咬合倾向的材料(如奥氏体钢)进行恒速对偶摩擦运动,以一定的速度逐渐增大载荷,此时,转矩也相应增大,该载荷称为“咬合临界载荷”,临界载荷愈高,标志着咬合抗力愈强。
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2021-08
注塑模具开裂、裂纹、微裂、发白是什么原因
1、注塑机塑化容量要适当,过小塑化不充分未能完全混合而变脆,过大时会降解。2、模具方面:(1)顶出要平衡,如顶杆数量、截面积要足够,脱模斜度要足够,型腔面要有足够光滑,这样才防止由于外力导致顶出残余应力集中而开裂。(2)制件结构不能太薄,过渡部份应尽量采用圆弧过渡,避免尖角、倒角造成应力集中。(3)主流道衬套与喷嘴接合应当防止冷硬料的拖拉而使制件粘在定模上。(4)尽量少用金属嵌件,以防止嵌件与制件收缩率不同造成内应力加大。(5)对深底制件应设置适当的脱模进气孔道,防止形成真空负压。(6)主流道足够大使浇口料未来得及固化时脱模,这样易于脱模。(7)流道和浇口太小,在模具填充中产生过度的剪切率,使用全圆流道并增加流道和浇口的尺寸以便在模具填充阶段提供可接受的剪切率。3、工艺方面:(1)注射压力过大、速度过快、充料愈多、注射、保压时间过长,都会造成内应力过大而开裂。(2)适当调高模具温度,限制冷却体流过模具的速度,使制件易于脱模,塑料在射料缸内降解,引起塑料分子结构的破裂,在所有区域降低射料缸温度,降低压背,使用排气的射料缸确保排出孔正确运行且每个孔设定正确温度。(3)调节开模速度与压力防止快速强拉制件造成脱模开裂。(4)适当使用脱模剂,注意经常消除模面附着的气雾等物质。(5)预防由于熔接痕,塑料降解造成机械强度变低而出现开裂。(6)熔胶温度太低,在射料缸上给后区和射咀增温,降低螺杆速度或高速转以获得正确的螺杆表面速度。(7)模具填充速度太慢,增加注塑速度;在注塑机上保持稳定的垫料。(8)制件残余应力,可通过在成型后立即进行退火热处理来消除内应力而减少裂纹的生成。(9)注塑件的压力没有恰当的释放出来或没有处理,将注射塑件退火,若是尼龙塑料产品,将其浸入温水中。4、材料方面:(1)湿度过大,造成一些塑料与水汽发生化学反应,降低强度而出现顶出开裂。(2)再生料含量太高,造成制件强度过低,减少回用料与新塑料混合的数量。(3)材料本身不适宜正在加工的环境或质量欠佳,受到污染都会造成开裂,异类的塑料杂质,检查塑料中的杂质;彻底清洁射料缸;将料斗或料盛装料机拆下并彻底清洁有的成型制件并没有局部破碎,只是表面产生微细的开裂,根据其程度和外观上的差别,把较严重的叫开裂或裂缝,较轻微的叫做微裂或龟裂,龟裂同裂纹看起来很像,但本质上是差异的两种意思。即龟裂不是象空隙样的缺陷,因加上的应力在平行方向排列的高分子自身,因而如对其加热,就能返回没有龟裂的状态,用这种方法就能够区分出龟裂和裂纹。其中微裂不仅在成型后产生;放置后或与溶剂蒸气等接触时也会发生。而ABS和耐冲击聚苯乙烯根本不产生这种现象,却以顶杆推顶部位发白的形式表现出来,采用热风加温则可消除这种发白现象。产生上述现象的原因有下两几点。白化指应力白色化,从图上应力屈服曲线同裂纹白色化的过程知见,的确要化费能量。白色化后只要加少许的能量就会发生裂纹。5、脱模不畅:成型时模具的拔模斜度不足,成为倒拔模斜度,或模具型腔凸模粗糙抛光极差,因此制件脱模困难,使推出力过大,产生应力,往拄造成制件破损或发白。由于主浇道抛光不好使制件粘在静模、或者动模上,有侧壁凸凹并采用硬性脱模时,更容易产生这种现象。另外,因聚碳酸脂(PC)、PVC等材料容易粘在模具的镀铬层上,特别在角落上成为倒锥体,所以要给以注意。聚碳酸脂(PC)容易在模具镶块处产生裂纹,这样的情况建议在材料里加进增强玻璃纤维为好。有残余应力的制品因溶剂、油、药品的付着,会产生裂纹(以下讲的应力龟裂),微量的油付上后会产生很多的裂纹效应。脱模斜度要足够,脱模销要分布平衡,制品上不要设计有锐角,还有要尽量避免制品的厚度差异。只要仔细观察龟裂产生的位置,即可确定原因。总之发生这种缺陷时,首先应注意模具的抛光,并在增大拔模斜度的同时在成型制件开裂处附近增设顶杆,使制件不弯曲、合理地脱模。对于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)成型制件,因塑料本身较脆、表面要求有光泽,大多采用镀铬模具成型。然而电镀具有平面不易镀覆的性质,却易放覆到转角处;因而成为倒拔模斜度,所以必须予以特别注意。6、冷却不充分:在末完全硬化时就将制件顶出,有时顶仟周困开裂或发白。通过充分冷却或改变模具本身的冷却方式等,可消除这种缺陷。7、过填充:由于过分担心成型缩孔,结果注入模腔的熔料过多,使成型制件内部产生极大的应变。这时收缩变得很小,不但容易开裂,并且放置一段时间后内部应变更容易造成微裂。要消除过填充的开裂可提高熔料温度、降低注射压力、提高模具温度,但只要确保熔料易于注入模腔即可。根据成型制件外观等有关原因,必须以过填充的方式成型时,为使制件不发生微裂,成型后应进行后处理(如热处理),这对消除内部应变是有效的。8、嵌件周围开裂:置入嵌件成型时由于塑料的收缩,应力显著地集中在嵌件周围。这个力虽然能牢固地保持住嵌件,但是应力过大时嵌件周围塑料往往开裂。在注射成型的同时嵌入金属件时,容易产生应力,而且容易在经过一段时间后才产生龟裂,危害极大。这主要是由于金属和树脂的热膨胀系数相差悬殊产生应力,而且随着时间的推移,应超过逐渐劣化的树脂材料的强度而产生裂纹。要减少嵌件周围的开裂,有效的是预热嵌件或尽量缩小收缩差,进行塑化处理效果更明显(即金属镶块预先加热,则可以缓和成型时的残余应力,同样的原理,用成型后的退火代替镶块加热也是一种方法)。
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详解如何选用合适模具钢材
模具钢材料的选用在谈模具材料之前,我们要先了解注塑模具的一些基本的东西,首先是模具的分类,一般把模具按使用寿命的长短分五级,一级在百万次以上,二级是50万----100万次,三级在30万-----50万次,四级在10万---30万次,五级在10万次以下,一级与二级模具都要求用可以热处理硬度在HRC50左右的钢材,否则易于磨损,注塑出的产品易超差,又要在高硬度的状态下有好的切削性能,当然还有其他方面的考虑。除此外,注塑的原料及其所增加的填料对选用刚才有很大的影响,尤其是玻璃纤维对模具的磨损大。有些塑胶料有酸腐蚀性,有些因添加了增强剂或其他改型剂,如玻璃纤维对模具的损伤大,选材时均要综合考虑。有强腐蚀性的塑胶一般选S136,2316,420一类钢材,弱腐蚀性的除选S136,2316,420外,还有NAK80,PAK90,SKD61,718M。强酸性的塑胶料有:PVC,POM,PBT弱酸性的塑胶料有:PC,PP,PMMA,PA,产品的外观要求对模具材料的选择亦有很大的影响,透明件和表面要求抛镜面的产品,可选用的材料有S136,2316,718S,PAK90,420,NAK80,透明度特高的模具应选S136,其次是420。以上是从满足产品要求来说,但作为一个设计师,你只考虑这些的话,你不但不可能成为一个好的设计师,可能你的饭碗都有问题,你涉及的模具所需求的成本是重中之重,你还要考虑价格,就拿S136与2316来比较,每公斤相差55—60元,如果你选择不当,你老板不是接不到单,就是做到破产。三级模具用预硬料多,牌号有:718H,083H,S136H,2316H,硬度HB270----340,四五级模具用P20,2311,718,738,618,2711,对于要求特低的模具,还有可能用到S50C,45#钢,即直接在模胚上做型腔。防弹玻璃胶)

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