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篮球即时比分塑料模具材料选用原则及应用

更新时间:2020-07-03 05:14
 

  第35巷增刊 2007年6月 塑料工业 CHlNA PI■SnCS INDU!汀RY 塑料模具材料选用原则及应用 郭俊卿。陈渍霞 (河南科技大学材料科学与工程学院,河南洛阳471003) 摘要:对塑料模具材料的选用原则和新型模具材料进行了简要的介绍,在此基础上,以成型手机外壳塑料模具为 例,对其关键零部件的选材应用进行了主要说明。 关键词:塑料模具材料;选用原则;应用 Principle of Selection and Application of Plastic GU0 Jun—qing,CHEN Zi—xia Mould Material 471003,Clhna) (School of Material Sci.&Ens.,Henan University of Sci.and Tech.,I.aoyang Abstract:The principle of the selection of plastic mould material and new materialforplastic dueed briefly.Taking the mould of the mobile phone crust als for the key parts in plastic mouldis explained also. Keywords:Plastic Mould Materials;Principle of Selection;Application as mould are intro— anexample,the principle of the selection of the materi— 塑料工业是世界上增长最快的工业之一。塑料种 能。特别是硅铝合金和锌基合金,这两种材料熔点 低,流动性好;对于用超塑性方法成形的塑料模具, 类增多、塑料成型工艺和模具技术水平的发展,为塑 料制品的应用开拓了广阔的领域,世界上塑件产量按 体积计算已超过了钢铁的产量。在办公设备、汽车, 应尽量选择共晶合金或共析合金,以获得良好的塑 性,对于能获得极细晶粒的合金,通过晶粒细化处理 后也具有良好的超塑性;对于用切削加工或电加工成 型的塑料模具,要求材料有良好切削性,可降低加工 费用,缩短制造周期,对于电加工成型,还要求材料 具有良好的导电性。 1.2按服役条件选材 在成型ABS、聚氯乙稀等塑件时,在成型温度下 塑料产生腐蚀性的气体,因此要求与制件直接接触的 部件应具有优良的耐腐蚀性,如马氏体不锈钢、时效 仪器仪表、通信、建材行业发挥着越来越重要的角 色,日用品以及家用电器行业中的零件塑料化的趋势 不断加强,陆续出现了全塑产品。用户对塑件质量要 求的不断提高,对模具的设计制造也提出了更高的要 求。塑料模具结构复杂、制造难度大,优良的注射模 可以成型上百万次塑料件,而塑料模具所用材料已成 为模具失效的主要因素之一[I】1。合理选择塑料成型模 具的材料,是塑料模具设计与制造的关键问题,它对 提高模具寿命、缩短加工周期、降低成本、提高塑件 的质量有着重要的意义。 硬化不锈钢和18Ni马氏体时效钢等,也可以用普通 材料加工后进行镀铬处理。在成型添加有玻璃纤维或 1塑料模具材料选材原则 塑料模具用材料的分类及性能特点已有相关文 献【2’3J进行详细论述,而塑料模具中各零件材料的应 用需根据工作条件进行合理选择。 1.1按加工方式选材 石英粉等硬质材料的塑件时,高硬度的添加物使塑料 的流动性下降,导致模具磨损严重,故成型这类塑料 的模具材料多选用能淬成高硬度的模具钢,如TIOA、 Crl2MoV等。若选用碳含量不高的钢,则应进行渗碳 淬火处理。 1.3按制品的质量要求选材 成型透明塑件时,要求模具材料有较高的镜面加 工性和能淬成高硬度,材料中的非金属夹杂和气孔要 塑料模标准件量大面广,多采用低碳钢或低碳低 合金钢冷挤压成形。若要求模具标准件表面具有一定 的耐磨性,在冷挤压成形后可进行渗碳与淬、回火处 理;对于铸造方法成型的塑料模,可选用铝合金、锌 合金、青铜和铸铁材料,这些材料具有良好的铸造性 求极少,且显微组织均匀,可选用能淬成高硬度的超 纯净钢。许多塑料制品都要求其表面有装饰花纹,还 作者简介:郭俊卿,男,讲师,研究方向为模具CAD、材料成形数值模拟。0379—65396686,篮球即时比分。guojq@mail.haust.edu.ca ?234? 塑料工业 2007焦 要求模具材料具有良好的花纹图案蚀刻性。在成型塑 理,硬度可达HRC50—57,时效变形小于0.05%。该 材料还具有较高的强韧性、良好的耐磨性、镜面抛光 性和较小的热膨胀系数,可用于大批量生产热塑性、 热固性和增强塑料制品和透明塑料件模具的成型零部 件,但价格昂贵。. 析出硬化钢如国产的PMS(10Ni3CuAlVS)和 SM2(20CrNi3AlMnMo),主要适于在中小型、精密、 复杂的热塑性或热固性塑料模具的成型零部件,或用 来成型透明塑料制品。析出硬化钢也以固溶化状态供 料磁体时,为了在某一方向得到优异的磁眭能,需要 选用奥氏体无磁模具钢制造模具。当塑件尺寸精度要 求很高时,应选用热膨胀系数小,在热处理过程中不 易变形的模具材料,如18Ni马氏体时效钢,其不足 之处是价格昂贵。若选用Crl2MoV钢,在淬火后进 行深冷处理也可达到同样的目的【4 J。 1.4按模具零部件选材 成型零部件直接与塑料接触,应根据塑料的种 类、塑料制品性质和生产批量进行选材【5j。塑料模中 的结构件一般情况下选择碳素结构钢、合金结构钢或 碳素工具钢即可满足使用要求。弹簧材料要求高弹性 极限和高疲劳强度,可用含碳量0.5%以上的碳钢或 合金钢制造。 货,硬度约为HRC30,切削加工后,再经500。550 ℃与6—10 h时效处理,可获得HRC40,48的硬度。 国内外对一些普通不锈钢进行了改进,推出一些 新型耐腐蚀钢,如国产的PCR,日本的NAKl01等。 这些新型耐腐蚀钢具有高的耐腐蚀性能,且强度也比 较高,其切削性能、抛光性能与热处理性能均比普通 不锈钢有很大改善,可用作各种有较高耐腐蚀要求的 模具零部件【6J6。 3应用实例 以成型手机外壳为例,塑料为Pc,模具寿命为 100万件。该塑料模动模四周三面有斜导柱侧向抽芯 机构,中间成型部分采用镶拼式结构。塑料分解时产 生的气体无腐蚀性,可选用无抗腐蚀性的模具材料。 模腔要求高耐磨性,应采用耐磨钢材并进行淬火处 理。成型温度在80~120℃左右,要求模具材料在该 温度范围内应有较好的综合性能。侧向分型机构中, 滑块上面安装有侧向型芯或成型镶块,运动精度要求 杉‘料具有好的耐磨性,了防止出现咬合现象,滑块和 2注射模具新材料 随着大型、精密、复杂的注射成型技术发展,对 其模具所用材料的性能要求越来越高。例如淬火微量 变形、良好的镜面抛光性能、较小的热膨胀系数、高 的热稳定性以及良好的耐磨性能和耐蚀性能等,均是 开发模具新材料时所追求的目标。世界各国已经研制 出注射模选用的新钢种,以适应注射成型技术发展的 需要。 预硬钢在钢厂经过锻造和特殊热处理后,以硬度 HRC30~40的模块形式供应市场,用户可将模块直接 加工成模具零件而不必进行热处理,从而避免了模具 零件的热处理过程中可能发生的变形,保证较高的形 状和尺寸精度。预硬钢虽具有一定硬度,但仍有较好 的切削加工性和良好的镜面抛光性能以及表面雕刻性 滑槽部分具有不同的硬度。侧向分型抽芯机构中的斜 导柱等零部件工作环境恶劣,承受载荷复杂,要求斜 导柱应有足够的韧性和硬度,采用了为H13和整体 淬火的热处理工艺一J。 手机外壳产品为了组装内部零件,产品设计了较 能,特别适用于批量较大的热塑性注射模中硬度要求 低于HRC40的成型零件,并允许具有比较复杂的几 何形状和较高的尺寸精度,如国产的5NiSCa、美国的 改性H13等。一些国外生产的预硬钢还可以用于制 造增强塑料和热固性塑料成型模具。 预硬钢硬度偏低,成型增强塑料时无法满足要 多的小台阶、小孔类的结构,这要求模具材料有很好 的硬度,不易磨损和塌角。为了保证手机外形美观, 有的位置需要很好的表面光洁度,要求相对应位置的 模具材料有好的抛光性能。手机上有的地方还需刻 字,因此,模具材料还需要有好的图案蚀刻性。由于 求,而新型淬火回火钢除了切削性能、镜面抛光性 能、表面雕刻性能以及硬度、韧性、耐磨性均优于普 通淬火回火钢之外,它的热处理变形非常小,不仅可 在增强塑料和热塑性塑料成型模具中应用,还可在精 是精密模具,需要采用小收缩率的模具材料。 成型零部件:由以上分析可知,成型零部件必须 有足够的硬度和耐磨性,且尺寸稳定性,抛光性和花 密注射模中用作成型部件。此类钢的代表品种有日本 的PD613(以SKD61为基础改进)、美国的H13+S 等。 马氏体时效钢通常以固溶化状态供货,供货硬度 约HRC 28~32,具有良好的切削性能。被切削加工 纹图案蚀刻性也较好。在保证有100万的寿命下,材 料635、8407、S136可供选用。S136虽为超镜面材 料,由于它的硬度高,抛光时间长且在实际操作中镜 (下转第240页) 成模具零件后,在480.520 oC下进行3 h左右时效处 塑料工业 2007焦 体的层间,使有机蒙脱土溶胀,离解为单个片晶,成 3结论 1)红外光谱及x射线衍射实验表明经过阳离子 表面活性剂活化的蒙脱土,有机成分已经进入到蒙脱 土的层间。 2)经过有机化后的蒙脱土其层间距加大,有机 化试剂对钠基蒙脱土有作用,而且进入到蒙脱土的层 间,使层间距加大,而且层间距的变化同阳离子链的 长短有关,季铵盐阳离子链越长层间距增加越大。 为凝胶体系。凝胶体系中片晶端部的一0H会形成氢 键。在受到切应力时氢键受到破坏,变为低黏性的悬 浮液。 流变学的实验结果表明,二烷基三甲基氯化铵的 凝胶黏度最小,在低转速时与凝胶黏度最大的十六烷 基三甲基氯化铵和十六烷基三甲基溴化铵相比,相差 一个数量级。即蒙脱土层间距越大,形成的凝胶体系 越明显。而x射线衍射实验结果表明,双十八烷基 二甲基氯化铵的层间距最大,但它形成凝胶体系的黏 3)有机蒙脱土在有机溶剂中表现出高分散性, 形成有机凝胶,蒙脱土由原来的亲水性转变为亲油 性,为制备聚合物/蒙脱土纳米复合材料提供了一条 途径。 参考文献 1 2 Vaia R A,Giannelis E P.Macromolecules,1997,30:7990 Giannelis E P,篮球即时比分Krishnamoorti 1998,138:107 3 Naoki H,Hirotaka O,Makoto K,et a1.J Appl Polym Sci,2000, R,Manias E.Adv Polym Sci, 度不是最大,主要原因是蒙脱土层间离子被双十八烷 基二甲基氯化铵交换后,层间存在双十八烷基二甲基 分子链,双十八烷基二甲基分子链呈一定的角度,即 呈v字形,而且在层间的空间位阻较大,溶剂二甲 苯进入层间受到了一定限制,所以导致形成的凝胶黏 度相对较低。由此可见,采用十六烷基三甲基氯 (溴)化铵对蒙脱土进行有机化后,再与聚合物?昆合 时,可使聚合物更方便地插入到晶片之间,形成片状 纳米复合材料。 . 78(1):1918 4法默V C.矿物的红外光谱.北京:科学出版社,1982.262 5武保华,王一中,余鼎声.石油化工,1999,28(3):153 (上接第234页) 4结论 塑料模具材料对模具的寿命、加工周期、生产成 本以及塑件的质量具有显著影响,塑料模具选材受模 具结构、塑料种类、性质与制品形状及质量要求的制 约。要结合模具结构、工作环境和制件特点进行选 面效果往往达不到要求,易出现“桔皮”等现象,且 价格高。为了避免模具咬合和减少磨损,模具相触的 部分一般采用不同硬度或不同材料,而同种材料综合 性能较好时硬度范围受限制,达不到“硬度差”的目 的,因此,定模选用具有很好的耐热性和高温强度的 热作模具钢8407,硬度比普通的H13提高HRCl~2 而不会牺牲韧性。高硬度可以缓解热龟裂的发生,熔 料经过浇口时不会影响模具寿命。采用1 020℃保温 0.5 材。另外,还要考虑经济陛的影响。标准化已经成为 工业发展的一个趋势,塑料模具材料的标准化也应日 益完善,为模具制造业快速发展奠定基础。 参考文献 1蒋美丽.机床与液压,2(D4,(1):146 2潘振鹏,冯颖璋.金属热处理,1999(1):27 3韩海军.机械,2005,32(1):8 4黄虹.塑料成型加工与模具.北京:化学工业出版社, 2003.3 h淬火后,2次585℃保温2 h回火的热处理工 艺,硬度为HRCA8.50。动模选用635,采用950 oC保 温0.5 h后淬火,2次300~400 oC保温2 h回火的热 处理工艺,硬度为HRC 54—56。 导向机构:如导柱、导套与斜导柱等部件,根据 一软一硬的原则,保证硬度。本例中导套选用H13, 硬度为52—54HRC导柱选用ol钢,硬度为58—60HRC。 5王家瑛.模具材料与使用寿命.北京:机械工业出版社, 2000.4 模架与标准件:生产中一般选用P20为模架材 料…8。标准化正成模具制造业的一个发展趋势,美国 的DME公司、德国的HASCO公司是世界著名的生产 6中国机械工业教育协会.塑料模具设计与制造.北京:机 械工业出版社。2001.8 7盘起工业有限公司商品科.塑料模具零件.大连:盘起工 业有限公司,2003 8手册编写组.塑料模具设计手册.北京:机械工业出版 社,1982 9林纳E,恩格P.注射成型模具设计108例.北京:中国轻 工、Ik出版社,2000.1 标准模架和模具标准件的企业。我国也有相应的塑料 注射模具零件标准,主要包括注射模中常见的推出、 导向、定位零件、模块和模板等[9】9。 塑料模具材料选用原则及应用 作者: 作者单位: 郭俊卿, 陈渍霞 河南科技大学材料科学与工程学院,河南,洛阳,471003 相似文献(2条) 1.期刊论文 周敬恩.Zhou Jingen 模具材料选用、热处理与使用寿命 -金属热处理1999(5) 从5个方面评述了模具技术:①影响模具使用寿命的基本因素;②模具的服役条件、失效方式及对模具用钢的性能要求;③模具钢力学性能指标的评述 ;④模具钢的发展与选用;⑤模具的热处理与工艺优化.特别强调了模具钢的选用、热处理及新型模具钢的开发与模具使用寿命的关系. 2.期刊论文 郭俊卿.陈渍霞.GUO Jun-qing.CHEN Zi-xia 塑料模具材料选用原则及应用 -塑料工业2007,35(z1) 对塑料模具材料的选用原则和新型模具材料进行了简要的介绍,在此基础上,以成型手机外壳塑料模具为例,对其关键零部件的选材应用进行了主要说 明. 本文链接:授权使用:湖南工程学院(hunangcxy),授权号:14995f70-3ed6-4974-84dc-9ea100f02eee 下载时间:2011年3月9日

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