模具寿命与材料PPT第03章 塑料模具材料

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1、第四节塑料模具材料引言■塑料的应用越来越广泛，产量按体积计算已经超过钢铁产量。■高性能塑料及制品的开发向精密化、大型化、复杂化发展，使塑料模具的工作条件愈加复杂和苛刻，对模具材料的性能要求也不断提高。■目前塑料模具设计和生产中普遍存在的问题：是选材不恰当，处理工艺不合理。许多设计人员在选择模具材料时，完全依据经验或手册选择材料，没有根据各种塑料模具的特殊性能要求来选材，使模具过早失效，或模具寿命大于预期计划，造成浪费。■塑料模按成型固化不同可分为热固性和热塑性成型塑料模。■热塑性塑料指具有加热软化、冷却硬化特性的塑料。我们日常生活中使用的大部分塑料属于这个范畴。加热时变软以至流动，冷却变

2、硬，这种过程是可逆的，可以反复进行。聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛，聚碳酸酪，聚酰胺、丙烯酸类塑料、其它聚烯侵及其共聚物、聚讽、聚苯醚，氯化聚醚等都是热塑性塑料。热塑性塑料中树脂分子链都是线型或带支链的结构，分子链之间无化学键产生，加热时软化流动．冷却变硬的过程是物理变化。热塑性塑料又可再区分为泛用塑料、泛用工程塑料、高性能工程塑料等三类。■热固性塑料  热固性塑料是指在受热或其他条件下能固化或具有不溶（熔）特性的塑料，如酚醛塑料、环氧塑料等。热固性塑料又分甲醛交联型和其他交联型两种类型。热固性塑料第一次加热时可以软化流动，加热到一定温度，产生化学反应一交链固化而变硬，

3、这种变化是不可逆的，此后，再次加热时，已不能再变软流动了。热固性塑料的树脂固化前是线型或带支链的，固化后分子链之间形成化学键，成为三度的网状结构，不仅不能再熔触，在溶剂中也不能溶解。酚醛、服醛、三聚氰胺甲醛、环氧、不饱和聚酯、有机硅等塑料，都是热固性塑料。主要用于隔热、耐磨、绝缘、耐高压电等在恶劣环境中使用的塑料，大部分是热固性塑料，最常用的应该是炒锅锅把手和高低压电器。■热固性塑料模工作时塑料呈固态粉末料或预坯料，加入型腔并在一定温度下经热压成型。受力大，并有一定冲击，摩擦较大，热机械负荷及磨损较重。■热塑性塑料模是塑料呈拈流状态下通过注射、挤压等方法进入型腔加工成型的模具。塑变抗力

4、小，受热受压受磨损不严重。当加入固体填充料（例如玻璃纤维、石英粉等）时，磨损大大增加。■塑料模具按成型方法分为：注射模具、压缩模具、挤出模具等，其中注射模具应用最广泛。■注塑成型过程：塑料（热塑性塑料或热固性塑料）在注射机料筒中加热到流动（可塑化）状态，以高压、高速将料筒内的粘稠塑料通过喷嘴等浇注系统注入模具，经保压、冷却，固化得到塑件。一、塑料模具工作条件和主要失效方式模具成型零件包括：凸模、凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等，它们直接和塑料接触。1、工作条件（1）注射压力40-150MPa,闭模压力80-300MPa或更高;（2）模具的工作温度为150～250℃；（3）型腔表面承受摩

5、擦和腐蚀作用；（4）由敲击和碰撞作用。2、失效形式：基本失效形式有表面磨损、变形及断裂。塑料制品的表面粗糙度及精度要求较高，表面磨损造成的模具失效比例较大，占到所有失效的70%以上。1）磨损失效：主要表现为尺寸磨损超差，粗糙度因拉毛而变高，表面质量恶化或表面侵蚀。尤其是固态物料进入型腔时加剧磨损.（2）塑性变形失效：表面皱纹凹陷、麻点、棱角堆塌等超过要求限度时，会造成失效。（3）断裂失效：它的危害较大，主要发生在模具形状复杂、多棱角薄边、应力集中严重而韧性不足处。3、模具零件的主要性能要求（1）成型零件的主要性能要求成型零件要求具有一定的强度、表面耐磨性好、热处理性能好、淬火变形小，对带

6、腐蚀性添加剂成型的模具，应具有抗蚀能力。（2）导向零件的主要性能要求：包括导向柱、导向套、限位导柱、顶板导柱及导等。使用起导向作用。开合模具时有相对运动，成型过程中要承受一定的压力，或偏载荷。要求表面耐磨性好，心部具有一定的韧性。（3）浇注系统零件：包括浇口套、拉料杆、定位圈、分流锥等。工作条件与成型零件相近，要求具有良好的耐磨表面、耐蚀性和热硬性。（4）顶出机构和抽芯机构零件：包括顶杆、复位杆、滑块型芯和斜导柱等。这类零件要表面耐磨性好，并具有足够的机械强度。（5）模体零件：包括各种模板、顶出板、固定板、模架垫板等。这些零件是成型制品中主要承力零件，因此要求具有较高的机械强度。（6）紧

7、固零件：包括螺钉、螺母等标准件。这类零件要求有足够的强度和刚度。4、塑料模具材料的使用性能要求（1）较高的硬度、耐磨性和耐蚀性；硬度、耐磨性和耐蚀性要求，主要取决于塑料的性质和塑料制品的表面质量要求。（2）较高的强度、韧性和疲劳强度；塑料注塑成型的压力一般在39～196MPa之间，闭模压力一般为注射压力的1.5～2倍，有时可达4倍左右。为使模具在使用过程中不发生变形，模具材料应具有较高的强度；注塑模经常受到冲击或碰撞，尤其是尺寸较大