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注塑加工模具材料选用如何解决热处理

2021-12-20 10:38:06

注塑加工模具在工作时要受到力和热的共同作用,其工作条件不同于冷冲模具,受的力有合模时的压力,型腔内熔体的压力和开模时的拉力等,其中熔体的压力是主要的因素,注塑加工模具一般都在一定温度下工作,而且温度是波动的。


此外,注塑加工模具在工作时还会受到塑料的摩擦和有可能受到腐蚀气体的腐蚀,注塑加工模具的工作条件比较恶劣,要保证模具具有一定的寿命,注塑加工模具材料尤其是成型零件材料必须满足一定的要求。


一:机械加工性能优良:选用易于切削,且在加工后能得到高精度的钢种,中碳钢和中碳合金钢,这对大型模具尤其重要,对需电火花加工的零件,还要求该钢种的硬化层较薄。


二:抛光性能优良:成型零件的工作表面多需抛光到达镜面,Ra<0.05um,硬度已超过40hrc为宜,但过硬的表面会使抛光困难,钢材的显微组织应均匀致密,杂质较少,无瑕疵和针点。


三:耐磨性和抗疲劳性能好:型腔不仅受高压塑料熔体冲刷,还受冷热交变的温度应力作用,所选的钢种应使得注塑加工模具能减少抛光修模的次数,能长期保持型腔的尺寸精度,达到批量生产对使用寿命的要注塑模具求,对注塑次数30万次以上和纤维塑料的注塑生产尤其重要。


四:具有耐腐蚀性能:对有些塑料品种,如聚氯乙烯和阻燃型塑料,必须考虑选用有耐腐性能的钢种。


模具


冲压模具零件的结构形状,截面尺寸的差异,不同的热处理过程中加热和冷却速度,热应力和组织应力和体积变化的相变的组合下,造成部分体积膨胀或收缩,这样的尺寸和形状偏差,变形,甚至开裂原因,影响冲压模具热处理变形和开裂的原因是多方面的,主要是与钢的化学成分和原结构截面尺寸和形状的结构,构件和热处理工艺等因素有关,热处理变形是不可避免的,但可以阻止裂纹的产生。


预备热处理:冲压模锻件,共析钢要归一化处理,然后进行球化退火,以消除锻造在二次渗碳体网,细化晶粒,消除内应力,并为后续的治疗准备组织,冲压前应进行冷回火,对于一些比较复杂的形状,高精度模具,在粗加工完成前,应先进行调质处理,以减少淬火变形,避免开裂倾向,并为最终的热处理做好准备。


淬火和回火工艺的优化:淬火零件的保护:淬火和回火是影响冲压件热处理变形或开裂的重要因素,对于易变形或易开裂的零件,必须采取有效的防护措施,注塑加工使零件形状,截面对称,内应力均化,常用的保护方法有:包法,完井法,块法。


加热方式的改进:对于一些小型冲压密集或细长圆柱形零件,预热到520-580℃之前,再放入中温盐浴炉加热淬火温度,比直接使用电炉,反射炉加热淬火零件变形明显减小,并能控制开裂倾向,特别是高合金钢模具零件,正确的加热方法是:预热,然后上升至淬火温度,在加热过程中,应缩短高温期,减少淬火变形,避免产生细小裂纹。


加热温度的测定:淬火温度过高,使奥氏体晶粒粗大,导致氧化和脱碳,零件变形和开裂倾向,在一定的加热温度范围内,淬火温度降低会导致零件的孔缩,孔径变小,因此,应选择加热温度上限的调节,在合金钢的情况下,加热温度高,导致内孔扩大,孔径变大,因此,应选择加热温度下限值。


合金钢冷却液的选择,降低淬火变形的途径是采用硝酸钾和亚硝酸钠恒温淬火或间断淬火,特别适用于复杂形状,尺寸要求准确的冲压模具,有些多孔模具零件(如多孔模具),等温淬火时间不宜过长,否则会使孔或孔间距变大,如果使用冷却收缩油,利用硝酸盐的冷却膨胀特性,采用双介质淬火降低零件变形是合理的。


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