模具材料分類

2021-03-04 09:35:23 字數 3273 閱讀 1902

模具鋼分類

按化學成分分為:(1)碳素鋼:s50c、s55c

(2)合金鋼:ⅰ低合金鋼(≤5%);ⅱ中合金鋼(5%~10%);ⅲ高合金鋼(>10%)。

按使用情況分為:塑膠模具鋼、冷作模具鋼、熱作模具鋼

●一般塑膠模具鋼以預硬態(即預調質=淬火+高溫回火)供貨,熱作及冷作鋼以退火態供貨。

2、塑膠模具鋼的選用

◆作為塑料模具的使用情況,有種種的不同條件,模具用鋼大致應滿足如下的要求:

(1)機械加工效能優良:塑料模具型腔的幾何形狀非常複雜,往往有深孔、深溝槽、窄縫等加工部位。鋼材必須具有易切削的效能。

(2)拋光效能優良:無論何種塑料模具, 其型腔的允許表面粗糙度極小,幾乎都要求能做到鏡面光澤。而要達到鏡面光澤,主要的一點是鋼材必須具有不低於38hrc的硬度,最好為40~46hrc,而達到55hrc為最佳。

要達到鏡面光澤,首先鋼材中的夾雜物要盡量少,而且不能有氣泡存在, 並且纖維組織均勻。在大量生產中的模具,為了減少磨損,除了型腔的表面硬度以外,表面粗糙度也是重要條件。

(3)有良好的表面腐蝕加工性:有很多模具要求成形的塑件表面為各種其他物質的花紋。如皮革紋、綢紋、布紋、精細圖案等。這就要求鋼材的質地細而均勻,否則表面腐蝕的效果不佳。

(4)既要耐磨損,而且又有韌性:塑料模具是長期承受熱交變負荷的,而且又是長期經受摩擦的。如果僅考慮耐摩擦的一面而不考慮其受熱交變負荷的一面,若使用冷沖模具用的高碳高合金鋼製造時,必然出現韌性不足而引起開裂。

(5)淬火效能好,變形小:塑料模具特別是熱固性塑料模具的型腔部分大都必須進行熱處理。這就要求鋼材具有較好的淬透性和很小的變形。

一般熱塑性塑料成形用模具,採用調質、預硬化等處理即可。而熱固性塑料成形用模具則必須淬硬。

(6)電火花加工性好:塑料模的凹型腔時常採用放電加工,放電加工後表面的硬化層要淺,以便於拋光。拋光在塑料模的型腔加工中是最耗時間的。

時間長則增加成本。目前對自動拋光的技術尚未達到實用階段,仍然以手工拋光為主。硬化層厚則拋光工時增大。

(7)有耐腐蝕性:有些塑料,例如聚氯乙烯在成形時能產生鹽酸氣體,對型腔有腐蝕性。所以對於用於有腐蝕氣體的塑料模,必須考慮鋼材的耐腐蝕性。

(8)焊接性好:在型腔加工中,有時難免要補焊。因此模具鋼必須有很好地焊接效能。

◆在選擇塑膠模具鋼材時,要依以下條件而逐次考慮之,最後作出決定。

(1)塑件的生產批量:模具是高效率的生產工具。每一付模具的使用壽命,直接關係到製件的成本。

設計模具時,除了按產量考慮每模的型腔數之外,就要考慮其使用壽命。批量小,則對鋼材的要求可以低些;而批量大時,必須選擇優質鋼材,以保證使用壽命而盡量避免重複製作模具。

(2)塑件的尺寸精度:塑件的尺寸精度,很大程度上取決於模具的製造精度,它又決定製件的合格率。對於要求高精度(sj/t10628-95的3、4級精度)以及超高精度(sj/t50628-95的1、2級精度)的塑件,應選用優質模具鋼。

(3)製件的複雜程度:製件越複雜,型腔的加工就越困難,因而必須選用切削效能好的鋼材。製件複雜程度高,則尺寸量大,加工部位多。因而加工的應力變形必須考慮。

(4)製件的體積大小:製件越大,型腔的切削量也越大。用大吃刀量切削時,切削應力也大。

因此對於大製件的模具最好選用易切削鋼。製件小時,型腔體積小,所用的刀具(主要是銑刀)強度低,切削量很小。選擇鋼材時應選用質地均勻,合金碳化物分布細而勻稱的鋼材。

小模具多先作預硬化處理然後加工,要考慮加工的可能性。

(5)製件的外觀要求:塑件如為外觀裝飾件,則表面的***壞能很大程度上影響產品的銷售。凡對塑件外觀有高要求的塑件,最好選用真空熔煉或電渣熔煉鋼,以達到最好的型腔拋光效果。

◆鋼材的拋光性

生產透明塑料製品,尤其是光學儀器,對於成型模具的拋光性(即鏡面加工性)要求很高。

影響鏡面加工效能的因素有:

(1)鋼材冶金質量:不得採用易削鋼。採用vad、var、esr等工藝,可提高鋼的純淨度,從而提高拋光效能。

(2)組織不均勻度:即顯微偏析的影響。措施是必須掌握好出鋼後的澆注技術和鋼錠的結晶質量;充分鍛造,以保證致密度;均熱化處理或esr。

(3)硬度:高硬度有利於鏡面拋光。熱處理後的表面滲碳或脫碳導致表面質量惡化,影響拋光效能。

(4)拋光技術:要避免拋光過程中表面接觸應力過高。否則較軟的基體會被沖蝕,使碳化物游離出來,隨後在鋼材表面留下缺陷。

3、鋼材的硬度

●常規表示有布氏(hb)、洛氏(hrc)、維氏(hv)、黎克特制(hl)硬度等,其中以hb及hrc較為常用。

●hb應用範圍較廣,供貨狀態常用, cu、al也可用 。hrc適用於表徵高硬度材料,如熱處理硬度等。兩者區別在於硬度計之測頭不同,布氏硬度計之測頭為鋼球,而洛氏硬度計之測頭為金剛石。

●在一定條件下,hb與hrc可以互換。其換算公式可大概記為:1hrc≈1/10hb。

●hv-適用於顯微分析,cu、al也可用。

●hl-手提式硬度計,測量方便,但對樣品厚度有要求。

公模:738 skd-61(加纖)

母模:nak-80(普通&鏡面) s136(鏡面,高溫,加纖)

模板:s50c(50號鋼)

類別中國鋼號通用鋼號鋼材特性

塑膠模具鋼 3cr2mo p20(美國) 預硬塑膠模具鋼

3cr2nimo 718(瑞典) 超預硬塑膠模具鋼

4cr13 s136(瑞典) 抗腐蝕塑膠模具鋼

1crni3 nak80(日本) 鏡面塑膠模具鋼

3cr17mo m300(奧地利) 耐腐蝕塑膠模具鋼

硬模和軟模對比

軟模(非矽膠模)是指用nak80等鋼材做的模具,這種材料的模芯使用時一般是預硬的,直接可進行機械加工的,加工完成後不需要進行熱處理,直接可投入生產使用;

硬模是指模架的模芯料在機械加工前是退火態的,等機械加工完了以後再進行熱處理,一般熱處理後還要進行電加工再成型。 以下對產品開模具過程中的費用,工藝上,壽命進行比較:

軟模費用低的原因:

1:如果產品外形尺寸大,單個模具模芯部分能省1千左右的費用;

2:製作工序簡單,比如淬火熱處理,單個模具能省2千左右的費用;

3:如果乙個產品零部件多,開模具的個數就多,軟模在專案1和專案2上的總價會低不少; 4:由於缺少淬火熱處理環節,改模時周期短,費用會便宜;

綜上所述,軟模具有以下優缺點:

模芯便宜,加工工序少,模具製作周期短,改模容易,壽命短,修模次數略高,適合於小於3萬件的產品的生產. 綜合評定,在產品尺寸較小的情況下,模具費用減少不會很多,如果考慮到後期的維護成本,實際費用可能會更大;時間上考慮,軟模可以提前5到8天。 我們公司在開模具的時候,建議軟模硬模統一**,然後從成本、時間、產品採購量以及後期風險等方面綜合考慮,再決定採用何種開模形式。

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