摘 要:综述了塑料模具的工作条件、失效因素以及性能基本要求,在此基础上介绍塑料模具钢常用模具用钢的发展与应用。特别对些新型模具用钢的性能进行了介绍,并对今后模具钢的研发进行展望。
关键词:料模具钢;模具用钢;失效因素

随着制造业快速发展,塑料模具是塑料成型加工中不可缺少的工具,在总的模具产量中所占的比例逐年增加,随着高性能塑料的发展和不断生产,塑料制品的种类日益增多,用途不断扩大,制品向精密化、大型化、复杂化发展。成型生产向高速化发展,模具的工作条件也越趋复杂,本文就塑料模具钢的发展及其应用进行论述。

1 塑料模的工作条件

由于塑料及塑料成型工业的发展,对塑料的模具的质量要求也越来越高,因而塑料模具的失效问题及其影响因素已成为重要的研究课题。塑料模的主要工作零件是成型零件,如凸模、凹模等,它们构成塑料模的型腔,以成型塑料制件的各种表面并直接与塑料接触,经受压力、温度、摩擦和腐蚀等作用。

2 塑料模材料失效原因分析

一般模具制造中包括模具设计、选用材料、热处理、机械加工、调试与安装等过程。根据调查表明:模具失效的因素中,模具所使用的材料与热处理是影响使用寿命的主要因素(详见表1)。从全面质量管理的角度出发,不能把影响模具使用寿命的诸因素作为多项式之和来衡量,而应该是多因素的乘积,这样,模具材料与热处理的优劣在整个模具制造过程中就显得特别重要。

从模具失效的普遍现象分析,塑料模具在服役过程中,可产生磨损失效、局部性变形失效和断裂失效。塑料模具的重要失效形式可分为磨损失效、局部塑性变形失效和断裂失效。

2.1 型腔表面的磨损和腐蚀

塑料熔体以一定的压力在模腔内流动,凝固的塑件从模具中脱出,都对模具成型表面造成摩擦,引起磨损。造成塑料模具磨损失效的根本原因就是模具与物料间的摩擦。但磨损的具体形式和磨损过程则与许多因素有关,如模具在工作过程中的压力、温度、物料变形速度和润滑状况等。当塑料模具使用的材料与热处理不合理时,塑料模具的型腔表面硬度低,耐磨性差,其表现为:型腔面因磨损及变形引起的尺寸超差;粗糙度值因拉毛而变高,表面质量恶化。尤其是当使用固态物料进入塑模型腔时,它会加剧型腔面的磨损。加之塑料加工时含有氯、氟等成份受热分解出腐蚀性气体HC1、HF,使塑料模具型腔面产生腐蚀磨损,导致失效。如果在磨损的同时又有磨损损伤,使型腔表面的镀层或其他防护层遭到破坏,则将促进腐蚀过程。两种损伤交叉作用,加速了腐蚀一磨损失效。



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