塑膠製品不良原因之判定及處理方法
時(shí)間:2006-03-03
模具鋼材的選擇對(duì)于塑料的成功應(yīng)用，與樹(shù)脂的選擇對(duì)于模塑產(chǎn)品的最終性能要求，具有同等的重要性。正如樹(shù)脂需按方配制，以滿足塑料在應(yīng)用中的性能要求一樣，鋼也需合金化，以滿足使用中的特定性能要求。某些應(yīng)用需要高硬度、高耐磨性的模具鋼，以增強(qiáng)分模線的耐用性，而其它的應(yīng)用則需更高韌性的模具鋼，以抵抗機(jī)械疲勞。一般來(lái)說(shuō)，具有更高硬度和耐磨性能的鋼更易脆，而幾乎是所有的情況下，韌性更強(qiáng)的鋼，其耐鋼與鋼磨蝕(粘附磨蝕)、與耐玻璃纖維或礦物充填樹(shù)脂磨蝕的性能會(huì)有所減弱。模具制作者可選擇用不銹鋼，來(lái)模塑對(duì)其它大部分鋼有腐蝕作用的樹(shù)脂。第1-5頁(yè)的表1-1列有一些模具制造中最常用的材料。鋼材硬度越高(洛氏55 或更高)，分模線的完整性會(huì)明顯增，在分模線處，鋼與鋼的合模沿口會(huì)產(chǎn)生抽芯，一個(gè)或全部?jī)蓚€(gè)鋼面的硬度范圍應(yīng)在洛氏55至洛氏58之間。為了防止玻璃或礦物充填樹(shù)脂對(duì)模具的磨蝕，建議考慮在澆口處嵌入A-2、D-2 或M-2 鋼，并在與澆口相對(duì)的型芯處嵌入耐磨鋼。
P-20 鋼
塑料模具雖沒(méi)有“通用”的模鋼，但P-20 鋼被認(rèn)為是工業(yè)上的多用途鋼。預(yù)先硬化至RC 30-32狀態(tài)的這種鋼非常堅(jiān)硬，但卻相當(dāng)容易加工。當(dāng)模腔尺寸超過(guò)12 × 12 × 12 英寸(303.6×303.6 × 303.6 毫米)時(shí)，它是一種應(yīng)加以考慮的優(yōu)良鋼材，因?yàn)樵摮叽绲臒崽幚韷K，其成本和有關(guān)風(fēng)險(xiǎn)須嚴(yán)格控制。當(dāng)已預(yù)
知模具循環(huán)周期不超過(guò)500,000次時(shí)，P-20 鋼還可用于較小尺寸的模腔，以省去熱處理的時(shí)間和費(fèi)用。當(dāng)制造P-20鋼體模具時(shí)，需要有滑塊、提升器、其它斜導(dǎo)銷(xiāo)及活動(dòng)件，建議這些活動(dòng)鋼件由不同合金和硬度的鋼制成，以減少磨損或高粘附磨蝕。制造大型P-20鋼體模具的通常做法是，使用經(jīng)熱處理至RC50-52硬度的H-13 鋼體滑塊或提升器，和/或使用硬度在RC 55至RC 58范圍內(nèi)的局部磨擦鋼面。
H-13 和S-7 鋼
這些鋼都具有極高的韌性和抗機(jī)械疲勞性，其中H-13鋼(RC50-52)韌性較高，而S-7鋼由于硬度較高(RC 55-57)，所以具有更好的耐用性。兩種鋼都沒(méi)有特別的耐玻璃或礦物樹(shù)脂充填劑磨蝕的性能。在充填樹(shù)脂應(yīng)用中，通常在澆口處嵌入A-2、D-2 或M-2 鋼大于8 × 8× 8 英寸(202.4 × 202.4 × 202.4 毫米)、硬度和韌性需高于P-20的模腔，常選用H-13鋼。較小模腔和型芯常用S-7鋼制成。S-7鋼可在空氣淬火中熱處理成2 1/2 英寸(63.25 毫米) 或更小的橫斷面，并通過(guò)此加工過(guò)程，獲得很好的尺寸穩(wěn)定性。H-13和S-7的大斷面必須特別地在油中驟冷。
防腐蝕
在高濕度環(huán)境下模塑時(shí)，鍍鎳或不銹鋼有助于防止模具腐蝕。當(dāng)使用會(huì)產(chǎn)生冷凝、接著是氧化現(xiàn)象的冷模具，或者使用的模具材料會(huì)釋放對(duì)大部分鋼材有腐蝕性的氣體時(shí)，最容易產(chǎn)生腐蝕。GE樹(shù)脂，在正常情況下無(wú)需鍍鎳或不銹鋼模具，因?yàn)槟＞邷囟炔粦?yīng)低于140°F (60°C) ，而且只有一些GELOY樹(shù)脂注塑牌號(hào)有腐蝕性的(PVC)成分。如果有模具長(zhǎng)期存放、除了預(yù)噴涂還需要其它防腐措施的情況時(shí)，一般來(lái)說(shuō)建議使用鍍鎳。與鉻或其它技術(shù)相比，無(wú)電鍍鎳具有卓越的防化學(xué)劑性，且相對(duì)較便宜，而且與大部分樹(shù)脂脫模更為方便。最后，鍍鎳給鋼材選擇留有余地，使其比不銹鋼具有更高的機(jī)械性能和導(dǎo)電性能，如韌性、硬度、耐粘附磨蝕性等。
常用模具制造材料
M-2 Rc 62-64
硬度極高，韌性好，極強(qiáng)的耐磨和粘附磨蝕性。用
于澆口嵌件，型芯銷(xiāo)，合模沿口或分模區(qū)
因其具有耐磨性，機(jī)器加工和研磨難
度大、成本高
D-2 Rc 57-59
硬度高，耐磨性好，用于會(huì)產(chǎn)生玻璃或礦物充填劑
高磨損的澆口嵌件和模腔區(qū)
較脆，研磨與組裝有一定困難
A-8 Rc 56-58
很好的抗粘附磨蝕性能，很高的韌性，用于滑塊，
提升器，斜導(dǎo)銷(xiāo)
耐磨性尚可
A-6 Rc 56-58
熱處理穩(wěn)定性優(yōu)異，硬度和壓縮強(qiáng)度很高，口碑不
錯(cuò)的通用空氣硬化鋼。
韌性一般
A-2 Rc 55-57 熱處理穩(wěn)定性好，耐磨性好韌性一般
S-7 Rc 55-57 優(yōu)異的抗機(jī)械疲勞性能，卓越的硬度/韌性耐磨蝕、粘附磨蝕性能一般
O-1 Rc 56-58
口碑不錯(cuò)的通用油硬化鋼，中上的耐粘附磨蝕性能。
用于小嵌件和型芯
韌性中等偏下
L-6 Rc 55-57 很好的韌性，油硬化，具有良好的熱處理穩(wěn)定性硬度中等，耐磨性中等偏下
P-5 Rc 55-57
延展性高。用作切壓制模鋼材表面硬化，型芯硬度很低，耐用性和
熱處理穩(wěn)定性低
P-6 Rc 55-57 容易機(jī)加工和焊接熱處理穩(wěn)定性低，耐用性中等偏低
P-20 Rc 28-32
視為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)鋼，韌性非常好，易于機(jī)加工。制造
較大模腔的好材料
活動(dòng)的鋼制零件應(yīng)用不同合金和強(qiáng)度
的鋼制造，以防止磨損或高粘附磨蝕
H-13 Rc 50-52 韌性非常高硬度低
SS 420 Rc 48-50
優(yōu)異的耐化學(xué)劑性硬度低，抗機(jī)械疲勞性能極少，導(dǎo)熱
性低
Amco*金屬945
Rc 31
導(dǎo)熱性能高，用于需較高冷卻穩(wěn)定程度的模腔或型
芯區(qū)域
耐用性和耐磨損性。
Amco*金屬940
< Rc 20
與Amco 945相比具有很高的導(dǎo)熱性硬度、耐用性很差
QC-7 Rc 16 6061-T651 Rc 8
用于低容量的模具。比鋼軟，機(jī)加工快捷、成本低不具備鋼的耐用性
