塑料模具成型零件选材方法

3.塑料模具成型零件选材方法

(1)根据塑料制品的种类和特性选材

塑料的品种有热塑性塑料和热固性塑料两大类,通常又可分为几个小类:即通用型塑料和橡胶,如ABS、聚乙烯、聚丙烯、热塑性橡胶和合成橡胶等;流体塑料,如尼龙、聚氨酯等;一般用途、耐高压及耐腐蚀塑料,如醇酸树脂、三聚氰胺、聚甲醛等;耐腐蚀和耐高温热塑性塑料,如聚氯乙烯;需要在高温下固化的塑料;热固性塑料;低压塑料,如环氧树脂、聚酯等。由于塑料模具的结构和形状比较复杂,品种规格多,要求低的表面粗糙度值,制造难度大。综合考虑其工作条件、失效、性能等情况,合理地选用材料以提高塑料模具使用寿命就显得极其重要。根据塑料制品品种选择模具材料举例见表3-34。

表3-34 根据塑料制品品种选择模具材料举例

图示

注:1.对于型腔表面要求耐磨性好、心部要求韧性好,但形状并不复杂的塑料注射模,可选用低碳结构钢和低碳合金结构钢。这类钢在退火状态下塑性好、硬度低,变形抗力小,可用冷挤压成形,大大减少了切削加工量,如20钢、20Cr钢均属于此类钢。对于大、中型且型腔复杂的模具,可选用LJ钢和12Cr2Ni4A、12CrNi3A等优质渗碳钢。这类钢经渗碳、淬火、回火处理后,型腔表面有很好的耐磨性,模体又有很好的强度和韧性。

2.对于聚氯乙烯、氟塑料及阻燃ABS塑料制品,所用模具材料必须有较好的耐蚀性。因为这些塑料在熔融状态会分解出氯化氢(HCl)、氟化氢(HF)和二氧化硫(SO2)等气体,对模具型腔有一定的腐蚀性。这类模具中的成型件常用耐蚀塑料模具钢,例如PCR、AFC-77、18Ni、2Cr13及4Cr13等。

3.生产玻璃纤维作增强材料的塑料制品的注射模或压缩模,要求有高的硬度、高的耐磨性、高的抗压强度和较高的韧性,以防止塑料模具型腔表面过早磨损,或因模具受高压而发生局部变形,故常用淬硬模具钢制造并经淬火、回火后得到所需的力学性能。例如T8A、T10A、Cr6WV、Cr12、Cr12MoV、9Mn2V、9SiCr、CrWMn、GCr15、65Nb等淬硬型模具钢。

4.制造透明制品的模具,要求模具钢材有良好的抛光性能和高耐磨性,所以采用预硬化型钢制造,如P20、PMS、5NiSCa、8Cr2S等。用不同的塑料原料制造大小及形状不同的塑料制品时,应选用不同的塑料模具钢。

(2)根据塑料制品的生产批量选材

选择模具钢种类与塑料制品的生产批量有关。生产批量小,对模具的耐磨性及使用寿命要求不高,为了降低模具造价,不必选用高级优质模具钢,只选用普通模具钢即可满足使用要求。当生产批量大时,要求模具使用寿命长,则选用高级优质模具钢。按塑料制品生产批量选择模具材料见表3-35。

表3-35 按塑料制品生产批量选择模具材料

图示

(3)根据塑料制品的尺寸大小及精度要求选择模具材料(https://www.daowen.com)

对于大型的、高精度的注射模具,当塑料制品的生产批量大时,采用预硬化钢。由于模具型腔大,模具壁厚加大,因此对钢的淬透性要求高,热处理后要求变形小。预硬型模具钢在机械加工前进行了预硬化热处理,机械加工后不再进行热处理,大大减少了热处理引起的变形。预硬处理后的模具钢既有较高的硬度和耐磨性,又有高的强度和韧性。例如SM3Cr2Mo、SM3Cr2NiMo、8Cr2S、SM4Cr5MoSiV、SM1、PMS、42CrMo、40Cr、P4410等模具钢都可选择。

(4)根据塑料制品形状的复杂程度选用模具材料

对于形状复杂的注射模具,为了减少模具热处理后产生变形和开裂的情况,应选用加工性能好、热处理后变形小的模具材料,如Cr12、SM3Cr2Mo、SM4Cr5MoSiV、SM2、PMS钢等。如果塑料制品的生产批量小,可以选用SM45、SM50、SM55钢,经调质处理后,使用效果较好。

(5)塑料模具中其他零件的材料选用

塑料模具的其他零件,如导柱、导套、衬套、推杆、拉料杆、各种模板、推板、固定支架等,其抛光性、耐蚀性等要求较成型零件本身的要求低,一般可选择比成型零件材料稍低的模具材料,经过合理的热处理即可,这样即能达到使用要求,又能降低模具成本。上述零件已有标准件的应选用标准件,可缩短模具的制作周期,降低生产成本,提高标准化水平。

(6)塑料模具材料选择的有关标准推荐选材

1)我国机械行业标准JB/T 6057—1992推荐的塑料模具成型部分(零件)用钢见表2-36。

表3-36 塑料模具成型零件用钢

图示

2)我国冶金行业标准YB/T 094—1997推荐的塑料模具钢的用途见表3-37。

表3-37 冶金行业标准推荐的塑料模具钢的用途

图示