沖壓模具成型零件材料選用的要求
發布日期:2021-10-15
模(mo)具材料(liao)的選用(yong)在模(mo)具設計和制(zhi)造(zao)中是一個比較重要的問(wen)題,直接影響到模(mo)具的制(zhi)造(zao)工(gong)藝、模(mo)具的使用(yong)壽命、塑件(jian)的成(cheng)型質(zhi)量(liang)和模(mo)具的加(jia)工(gong)成(cheng)本等一系(xi)列(lie)方面。
正因為(wei)(wei)如此,國內外(wai)學(xue)者開發出具有良好使用(yong)性能和加工(gong)性能、熱處(chu)理變形小的(de)(de)新型模具鋼種(zhong),如預硬鋼、新型淬火回火鋼和馬(ma)氏體時(shi)效鋼等(deng)。另外(wai),為(wei)(wei)了(le)提(ti)高(gao)模具的(de)(de)壽命,在模具成(cheng)型零件的(de)(de)表(biao)面強化處(chu)理方(fang)面也做了(le)許多研究(jiu)與工(gong)程實踐,并且取得了(le)很好的(de)(de)效果(guo)。到目前為(wei)(wei)止,上述研究(jiu)和開發工(gong)作還在不斷地深入進行,已取得的(de)(de)成(cheng)果(guo)正在大力推廣。
塑料模具(ju)的工作(zuo)條(tiao)件(jian)(jian)一般須在150~ 200℃下進行(xing)工作(zuo),除(chu)了受到一定(ding)壓力作(zuo)用(yong)外(wai),還有溫度的影響(xiang)。現(xian)根據(ju)塑料成型模具(ju)使(shi)用(yong)條(tiao)件(jian)(jian)、加工方法(fa)的不(bu)同,將塑料模具(ju)用(yong)鋼的基本性能要求大致歸納如(ru)下:
01:足夠的表面(mian)硬度和耐磨性
塑料模(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)硬(ying)度(du)通(tong)常在50~60 HRC 以(yi)下(xia),經過熱處理的(de)(de)模(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)應有足(zu)夠(gou)的(de)(de)表(biao)面硬(ying)度(du),以(yi)保證模(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)具(ju)(ju)(ju)有足(zu)夠(gou)的(de)(de)剛度(du)。模(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)在工作(zuo)中(zhong)由于(yu)塑料的(de)(de)填充(chong)和流動(dong)要(yao)承受較(jiao)大的(de)(de)壓應力和摩擦(ca)力,要(yao)求模(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)保持(chi)形(xing)狀的(de)(de)精(jing)度(du)和尺寸精(jing)度(du)的(de)(de)穩定(ding)性,保證模(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)有足(zu)夠(gou)的(de)(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命。模(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)的(de)(de)耐磨性取決(jue)于(yu)鋼材的(de)(de)化學成分和熱處理硬(ying)度(du),因此提高模(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)的(de)(de)硬(ying)度(du)有利于(yu)提高其耐磨性。
02:良好的機(ji)械加工性能
要選(xuan)用易于切(qie)削(xue),且(qie)在加(jia)工后能得到高精(jing)度(du)零件的(de)(de)鋼(gang)(gang)種。為此,以中碳(tan)鋼(gang)(gang)和中碳(tan)合金(jin)鋼(gang)(gang)最常用,這(zhe)對大型(xing)模具尤其重(zhong)要。對需要電火花加(jia)工的(de)(de)零件,還要求該鋼(gang)(gang)種的(de)(de)燒(shao)傷硬化層較薄。
03:優良的拋光性能
高品質的(de)(de)塑(su)(su)料(liao)(liao)制品,要(yao)求型腔(qiang)表面(mian)的(de)(de)粗(cu)糙度值小。因此,注塑(su)(su)模成型零件工作表面(mian)多需要(yao)拋(pao)光到(dao)鏡(jing)面(mian),Ra≤0.05μm,需要(yao)鋼材硬度35~40 HRC 為宜,表面(mian)過硬會使拋(pao)光困難。為此,選用(yong)的(de)(de)鋼材要(yao)求材料(liao)(liao)雜(za)質少(shao),顯微組織應(ying)均勻致密,無纖維方向性,拋(pao)光時不應(ying)出(chu)現麻(ma)點或桔(jie)皮狀缺陷。
04:良好(hao)的熱穩定性
塑(su)料(liao)注(zhu)射模(mo)(mo)的(de)零(ling)件(jian)形(xing)狀往往比較復雜,淬火后(hou)難以加(jia)工,因此應盡量選用(yong)具(ju)(ju)有良好的(de)熱穩定性的(de)材料(liao),使得(de)模(mo)(mo)具(ju)(ju)成(cheng)型零(ling)件(jian)經熱處(chu)理后(hou)線膨脹(zhang)系數小(xiao),熱處(chu)理變形(xing)小(xiao),溫度(du)(du)差異引(yin)起的(de)尺寸(cun)變化率(lv)小(xiao),金(jin)相組織和模(mo)(mo)具(ju)(ju)尺寸(cun)穩定,可減少或不(bu)再進行加(jia)工,從(cong)而保證(zheng)模(mo)(mo)具(ju)(ju)尺寸(cun)精度(du)(du)和表(biao)面粗糙度(du)(du)要求。
05:良好的耐磨性和抗疲勞(lao)性能
注塑模型腔(qiang)不僅受高(gao)壓塑料熔體沖刷,而且(qie)還(huan)受冷熱(re)交變(bian)的溫度應(ying)力作用(yong)。一般(ban)的高(gao)碳合金鋼可經熱(re)處理(li)獲得高(gao)硬度,但韌(ren)性差(cha),易(yi)形成表(biao)面裂(lie)紋,不宜采用(yong)。所(suo)選鋼種應(ying)使注塑模能(neng)減少拋(pao)光(guang)修模的次數(shu),能(neng)長期保持型腔(qiang)的尺寸(cun)精(jing)度,達(da)到批量生產(chan)的使用(yong)壽(shou)命期限。
06:耐腐蝕性能
對有些(xie)塑料(liao)品種,如聚氯乙烯和(he)阻燃型塑料(liao),必須考慮選用有耐(nai)腐蝕性能的鋼(gang)種。
此外,在選(xuan)擇材(cai)料(liao)時還須考慮防止擦傷與膠合,如(ru)兩表(biao)面(mian)存在相對運動的(de)情況,則(ze)盡量(liang)避(bi)免(mian)選(xuan)擇組織(zhi)結構相同(tong)的(de)材(cai)料(liao),特殊狀況下可(ke)將一(yi)面(mian)施鍍或氮化,使兩面(mian)具有不(bu)同(tong)的(de)表(biao)面(mian)結構。