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塑料成型金屬模具相關技術的發展

時間:2015-4-10 13:25:28

 1 熱處理及表麵處理 

  雖然單純簡化模具製作工藝是困難的,但根據各種成型條件,更快更穩定製作高性能金屬模具卻是可行的。同時,還應構建從海外接受模具製作的訂貨體製。而且,應重新評價過去實施熱處理的模具。就現實狀況而言,模具製作雖然不能完全避開熱處理,但相當一部分塑料模具從熱處理型向無熱處理型轉換則是可能的。
  1.1 熱處理型和無熱處理型分類
  一般以成型樹脂的組成和壓鑄數量決定選擇哪種模具材料。也就是說樹脂內玻璃纖維(下稱GF)的數量和壓鑄數量是選擇模具材料的重要因素。根據過去的實際操作,則可將含35%GF作為分界,將壓鑄數分為50萬(次)以上的熱處理型和50萬(次)以下的無熱處理型。 
  
  例如若用含30%GF的樹脂進行30萬次以下的成型,在對30-32HRC的預硬化鋼實施N化處理的條件下,且若將含35%GF的樹脂進行50萬次的成型,在對40HRC預硬化鋼實施N化和PVD塗鍍條件下,即使不采用熱處理型材料,也可達到目標壓鑄數量。當然,對含40%-50%GF樹脂進行70萬次的壓鑄成型模具,則須將母材進行高硬度熱處理,且需作N化和PVD複合處理,日本不二越工業公司的不少模具就進行了這樣的處理。
  1.2 熱處理條件和模具質量
  進行熱處理的模具在淬火、回火中產生變形,因此,在滿足熱處理質量要求方麵應盡可能快速冷卻,這與為抵製變形需盡量慢冷之間存在矛盾,要同時滿足上述兩方麵的要求是非常困難的。  
 
  模具材料除了要具有好的切削性能之外,還需要減少在熱處理工序中尺寸的變形。最近將冷鍛模具鋼PD613和HPM31改良,開發成SLD-Magic和DCMX兩種材料。較之JIS的SKD11,這些改良鋼的性能得到大幅度改善。在塑料成型用金屬模具中,由於主要是進行難燃強化樹脂的成型,故除考慮其耐磨損性和耐蝕性外,還需充分考慮在成型中引起的時效變化。 由於耐磨損性與硬度成正比,故磷鐵球材料采用了硬度60HRC的鋼種。另外,需要注意的是材料硬就會變脆,故對於可能產生破損的模具,應考慮其延展性(又稱可鍛性),因此,一般將材料硬度控製為56-58HRC。並且,當需要考慮耐蝕性時,原則上采用M(馬氏體)係不鏽鋼。在重視耐蝕性的熱處理中,不能析出會降低防蝕抗力的碳化物。需避免在450℃以上的溫度回火。然而,為了熱處理後實施N化和塗鍍處理,進行高溫回火又是恰當的處置。
  為了防止時效變化,有必要進行低溫處理,即回火應在不析出碳化物的400℃以下的溫度進行。