北京眾陽金典模具科技有限公司
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模具制造使用的材料分析




模具材料最重要的因素是熱強度和熱穩定性,常用料模具材料:工作溫度 成形材料 模具材料
<300℃鋅合金Cr12、Cr12MoV、S-136、SLD、NAK80、GCr15、T8、T10。
300~500℃鋁合金、銅合金 5CrMnMo、3Cr2W8、9CrSi、W18Cr4V、5CrNiMo、W6Mo5Cr4V2、M2。
500~800℃ 鋁合金、銅合金、鋼鈦 GH130、GH33、GH37。
800~1000℃ 鈦合金、鋼、不銹鋼、鎳合金 K3、K5、K17、K19、GH99、IN100、ЖC-6NX88、MAR-M200、TRW-NASA、WA。
>1000℃ 鎳合金 銅基合金模具、硬質合金模具。
澆注系統分類
根據澆注系統型制的不同可將塑料模具分為三類:
(1)大水口模具:流道及澆口在分模線上,與產品在開模時一起脫模,設計最簡單,容易加工,成本較低,所以較多人采用大水口系統作業。塑料模具結構分為兩部分:動模和定模。隨注射機活動部分為動模(多為頂出側),在注射機射出端一般不活動稱為定模。因大水口模具的定模部分一般由兩塊鋼板組成故也有稱此類結構模具為兩板模。兩板模是大水口模具中最簡單的結構。
(2) 細水口模具:流道及澆口不在分模線上,一般直接在產品上,所以要設計多一組水口分模線,設計較為復雜,加工較困難,一般要視產品要求而選用細水口統。細水口模具的定模部分一般由三塊鋼板組成故也有稱此類結構模具為“三板?!?。三板模是細水口模具中最簡單的結構。
(3) 熱流道模具:此類模具結構與細水口大體相同,其最大區別是流道處于一個或多個有恒溫的熱流道板及熱唧嘴里,無冷料脫模,流道及澆口直接在產品上,所以流道不需要脫模,此系統又稱為無水口系統,可節省原材料,適用于原材料較貴、制品要求較高的情況,設計及加工困難,模具成本高。 熱流道系統,又稱熱澆道系統,主要由熱澆口套,熱澆道板,溫控電箱構成。我們常見的熱流道系統有單點熱澆口和多點熱澆口二種形式。單點熱澆口是用單一熱澆口套直接把熔融塑料射入型腔,它適用單一腔單一澆口的塑料模具;多點熱澆口是通過熱澆道板把熔融料分枝到各分熱澆口套中再進入到型腔,它適用于單腔多點入料或多腔模具。
成型分類
(1)注射成型
是先把塑料加入到注射機的加熱料筒內,塑料受熱熔融,在注射機螺桿或柱塞的推動下,經噴嘴和模具澆注系統進入模具型腔,由于物理及化學作用而硬化定型成為注塑制品。注射成型由具有注射、保壓(冷卻)和塑件脫模過程所構成循環周期,因而注射成型具有周期性的特點。熱塑性塑料注射成型的成型周期短、生產效率高,熔料對模 具的磨損小,能大批量地成型形狀復雜、表面圖案與標記清晰、尺寸精度高的塑件;但是對于壁厚變化大的塑件,難以避免成型缺陷。塑件各向異性也是質量問題之 一,應采用一切可能措施,盡量減小。
(2)壓縮成型
俗稱壓制成型,是最早成型塑件的方法之一。壓縮成型是將塑料直接加入到具有一定溫度的敞開的模具型腔內,然后閉合模具,在熱與壓力作用下塑料熔融變成流動狀態。由于物理及化學作用,而使塑料硬化成為具有一定形狀和尺寸的常溫保持不變的塑件。壓縮成型主要是用于成型熱固性塑料,如酚醛模塑粉、脲醛與三聚氰胺甲醛模塑粉、玻璃纖維增強酚醛塑料、環氧樹脂、DAP樹脂、有機硅樹脂、聚酰亞胺等的模塑料,還可以成型加工不飽和聚酯料團(DMC)、片狀模塑料(SMC)、預制整體模塑料(BMC)等。一般情況下,常常按壓縮膜上、下模的配合結構,將壓縮模分為溢料式、不溢料式、半溢料式三類。
(3)擠塑成型
是使處于粘流狀態的塑料,在高溫和一定的壓力下,通過具有特定斷面形狀的口模,然后在較低的溫度下,定型成為所需截面形狀的連續型材的一種成型方法。擠塑成型的生產過程,是準備成型物料、擠出造型、冷卻定型、牽引與切斷、擠出品后處理(調質或熱處理)。在擠塑成型過程中,注意調整好擠出機料筒各加熱段和機頭口模的溫度、螺桿轉數、牽引速度等工藝參數以便得到合格的擠塑型材。特別要注意調整好聚合物熔體由 機頭口模中擠出的速率。因為當熔融料擠出的速率較低時,擠出物具有光滑的表面、均勻的斷面形狀;但是當熔融物料擠出速率達到某一限度時,擠出物表面就會變 得粗糙、失去光澤,出現鯊魚皮、桔皮紋、形狀扭曲等現象。當擠出速率進一步增大時,擠出物表面出現畸變,甚至支離和斷裂成熔體碎片或圓柱。因此擠出速率的控制至關重要。
(4)壓注成型
亦稱鑄壓成型。是將塑料原料加入預熱的加料室內,然后把壓柱放入加料室中鎖緊模具,通過壓柱向塑料施加壓力,塑料在高溫、高壓下熔化為流動狀態,并通過澆注系統進入型腔逐漸固化成塑件。此種成型方法,也稱傳遞模塑成型。壓注成型適用于各低于固性塑料,原則上能進行壓縮成型的塑料,也可用壓注法成型。但要求成型物料在低于固化溫度時,熔融狀態具有良好的流動性,在高于固化溫度時,有較大的固化速率。
(5)中空成型
是把由擠出或注射制得的、尚處于塑化狀態的管狀或片狀坯材趨勢固定于成型模具中,立刻通入壓縮空氣,迫使坯材膨脹并貼于模具型腔壁面上,待冷卻定型后脫模,即得所需中空制品的一種加工方法。適合中空成型的塑料為高壓聚乙烯、低壓聚乙烯、硬聚氯乙烯、軟聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯等。根據型坯成型方法的不同,中空成型主要分為擠出吹塑中空成型和注射吹塑中空成型兩種。擠出吹塑中空成型的優點是擠出機與擠出吹塑模的結構簡單,缺點是型坯的壁厚不一致,容易造成塑料制品的壁厚不勻。右圖是擠出吹塑中空成型原理示意圖。注射吹 塑中空成型的優點是型坯的壁厚均勻、無飛邊,由于注射型坯有底面,因此中空制品的底部不會產生拼和縫,不僅美觀而且強度高。缺點是所用的成型設備和模具價格貴,故這種成型方法多用于小型中空制品的大批量生產上,在使用上沒有擠出吹塑中空成型方法廣泛。
(6)壓鑄成型模具
壓鑄成型模具又稱傳遞成型模具。將塑料原料加入預熱的加料室,然后向壓柱施加壓力,塑料在高溫高壓下熔融,并通過模具的澆注系統進入型腔,逐漸硬化成型,這種成型方法叫作壓鑄成型,所用的模具叫壓鑄成型模具。這種模具多用于熱固性塑料的成型。
除此之外,還有泡沫塑料成型模具、玻纖增強塑料低壓成型模具等等。
其它分類
(1)熱流道模具
借助加熱裝置使澆注系統中的塑料不會凝固,也不會隨制品脫模,所以又稱無流道模。優點:1)無廢料 2)可降低注射壓力,可以采用多腔模 3)可縮短成型周期 4)提高制品的質量 適合熱流道模塑料的特點:5)塑料的熔融溫度范圍較寬。低溫時,流動性好,高溫時,具有較好的熱穩定性。6)對壓力敏感,不加壓力不流動,但施加壓力時即可流動。7)比熱性好,以便在模具中很快冷卻??捎脽崃鞯赖乃芰嫌蠵E,ABS,POM,PC,HIPS,PS。常用的熱流道有兩種:1)加熱流道模 2)絕熱流道模。
(2)硬模
內模件所采用的鋼板,買回來后需要進行熱處理,如淬火滲碳,才能達到使用的要求,這樣的注塑模叫硬模,如內模件采用H13鋼,420鋼,S7鋼。
(3)軟模(44HRC 以下)
內模件所采用的鋼材,買回來后不需要進行熱處理,就能達到使用的要求,這樣的注塑叫軟模。如內模件采用P20鋼,王牌鋼,420鋼,NAK80,鋁,鈹銅。



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