注塑加工模具在工作時(shí)要受到力和熱的共同作用,其工作條件不同于冷沖模具,受的力有合模時(shí)的壓力,型腔內(nèi)熔體的壓力和開(kāi)模時(shí)的拉力等,其中熔體的壓力是主要的因素,注塑加工模具一般都在一定溫度下工作,而且溫度是波動(dòng)的。
此外,注塑加工模具在工作時(shí)還會(huì)受到塑料的摩擦和有可能受到腐蝕氣體的腐蝕,注塑加工模具的工作條件比較惡劣,要保證模具具有一定的壽命,注塑加工模具材料尤其是成型零件材料必須滿(mǎn)足一定的要求。
一:機(jī)械加工性能優(yōu)良:選用易于切削,且在加工后能得到高精度的鋼種,中碳鋼和中碳合金鋼,這對(duì)大型模具尤其重要,對(duì)需電火花加工的零件,還要求該鋼種的硬化層較薄。
二:拋光性能優(yōu)良:成型零件的工作表面多需拋光到達(dá)鏡面,Ra<0.05um,硬度已超過(guò)40hrc為宜,但過(guò)硬的表面會(huì)使拋光困難,鋼材的顯微組織應(yīng)均勻致密,雜質(zhì)較少,無(wú)瑕疵和針點(diǎn)。< p="">
三:耐磨性和抗疲勞性能好:型腔不僅受高壓塑料熔體沖刷,還受冷熱交變的溫度應(yīng)力作用,所選的鋼種應(yīng)使得注塑加工模具能減少拋光修模的次數(shù),能長(zhǎng)期保持型腔的尺寸精度,達(dá)到批量生產(chǎn)對(duì)使用壽命的要注塑模具求,對(duì)注塑次數(shù)30萬(wàn)次以上和纖維塑料的注塑生產(chǎn)尤其重要。
四:具有耐腐蝕性能:對(duì)有些塑料品種,如聚氯乙烯和阻燃型塑料,必須考慮選用有耐腐性能的鋼種。
沖壓模具零件的結(jié)構(gòu)形狀,截面尺寸的差異,不同的熱處理過(guò)程中加熱和冷卻速度,熱應(yīng)力和組織應(yīng)力和體積變化的相變的組合下,造成部分體積膨脹或收縮,這樣的尺寸和形狀偏差,變形,甚至開(kāi)裂原因,影響沖壓模具熱處理變形和開(kāi)裂的原因是多方面的,主要是與鋼的化學(xué)成分和原結(jié)構(gòu)截面尺寸和形狀的結(jié)構(gòu),構(gòu)件和熱處理工藝等因素有關(guān),熱處理變形是不可避免的,但可以阻止裂紋的產(chǎn)生。
預(yù)備熱處理:沖壓模鍛件,共析鋼要?dú)w一化處理,然后進(jìn)行球化退火,以消除鍛造在二次滲碳體網(wǎng),細(xì)化晶粒,消除內(nèi)應(yīng)力,并為后續(xù)的治療準(zhǔn)備組織,沖壓前應(yīng)進(jìn)行冷回火,對(duì)于一些比較復(fù)雜的形狀,高精度模具,在粗加工完成前,應(yīng)先進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理,以減少淬火變形,避免開(kāi)裂傾向,并為最終的熱處理做好準(zhǔn)備。
淬火和回火工藝的優(yōu)化:淬火零件的保護(hù):淬火和回火是影響沖壓件熱處理變形或開(kāi)裂的重要因素,對(duì)于易變形或易開(kāi)裂的零件,必須采取有效的防護(hù)措施,注塑加工使零件形狀,截面對(duì)稱(chēng),內(nèi)應(yīng)力均化,常用的保護(hù)方法有:包法,完井法,塊法。
加熱方式的改進(jìn):對(duì)于一些小型沖壓密集或細(xì)長(zhǎng)圓柱形零件,預(yù)熱到520-580℃之前,再放入中溫鹽浴爐加熱淬火溫度,比直接使用電爐,反射爐加熱淬火零件變形明顯減小,并能控制開(kāi)裂傾向,特別是高合金鋼模具零件,正確的加熱方法是:預(yù)熱,然后上升至淬火溫度,在加熱過(guò)程中,應(yīng)縮短高溫期,減少淬火變形,避免產(chǎn)生細(xì)小裂紋。
加熱溫度的測(cè)定:淬火溫度過(guò)高,使奧氏體晶粒粗大,導(dǎo)致氧化和脫碳,零件變形和開(kāi)裂傾向,在一定的加熱溫度范圍內(nèi),淬火溫度降低會(huì)導(dǎo)致零件的孔縮,孔徑變小,因此,應(yīng)選擇加熱溫度上限的調(diào)節(jié),在合金鋼的情況下,加熱溫度高,導(dǎo)致內(nèi)孔擴(kuò)大,孔徑變大,因此,應(yīng)選擇加熱溫度下限值。
合金鋼冷卻液的選擇,降低淬火變形的途徑是采用硝酸鉀和亞硝酸鈉恒溫淬火或間斷淬火,特別適用于復(fù)雜形狀,尺寸要求精確的沖壓模具,有些多孔模具零件(如多孔模具),等溫淬火時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng),否則會(huì)使孔或孔間距變大,如果使用冷卻收縮油,利用硝酸鹽的冷卻膨脹特性,采用雙介質(zhì)淬火降低零件變形是合理的。