塑料成型工艺与模具设计 教学课件 作者 杨永顺 第13章.pptx

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1、普通高等教育“十二五”规划教材杨永顺主编塑料成型工艺与模具设计1第13章注射模材料选用13.1注射模的工作条件和失效形式13.2注射模具材料13.3注射模具材料的选用注射模各零件材料的选择，是注射模设计过程中的一项重要工作，它直接影响模具的使用寿命、加工成本以及制件的成型质量。第13章注射模材料选用1）大批量生产塑料制件时，应选用较好的模具材料和必要的热处理或其他强化措施，以保证模具具有较长的使用寿命；而在生产批量较小的情况下，只要满足制件成型质量即可，不必考虑模具寿命，故应尽量选用价格低廉的模具材料。2）要求模具材料具有良好的使用性能以满足工作条件。3）具有良好的加工性能

2、，以保证模具零件的加工质量并降低加工成本。简介应充分了解各种模具材料的使用性能、加工特点以及经济性能，根据模具的工作条件合理地选择其各零件所需用的材料。13.1注射模的工作条件和实现形式（1）温度条件普通热塑性注射模的工作温度通常在150℃以下；热固性注射模的工作温度通常为150～220℃。（2）压力条件普通热塑性注射模型腔承受的成型压力约25～45MPa，热塑性工程塑料精密注射时，型腔压力可高达100MPa以上；热固性注射模型腔压力约30～70MPa13.1.1注射模的工作条件（3）型腔和流道摩擦条件在注射过程中会遭受塑料熔体的流动冲刷和摩擦，在脱模过程中，要承受固化后的

3、制件与流道凝料的刮磨，从而导致型腔和流道表面的磨损，尤其是在成型带有玻璃纤维等硬质材料的塑料时，磨损更加严重。13.1.1注射模的工作条件（4）腐蚀作用高温时塑料分解后会挥发出腐蚀性气体，如成型聚氯乙烯、阻燃型或难燃型塑料（如难燃型ABS等）和氟塑料，高温下分解出的HCl、SO2和HF等气体均对型腔和流道表面具有腐蚀作用。基本失效形式：表面磨损、热疲劳、变形、断裂等。由于塑件的表面粗糙度及精度要求较高，所以型腔表面磨损是造成模具失效的主要形式。13.1.2注射模的失效形式（1）表面磨损失效概念：注射模在使用过程中，因型腔表面磨损严重而不能继续使用的现象。表现形式：型腔表面粗

4、糙度增大；制件尺寸因型腔磨损量过大而超差等影响因素：带有玻璃纤维等硬质填料的塑料会加剧模具磨损；易挥发腐蚀性气体的塑料时会加剧模具磨损。抑制磨损过快的措施：需要选择耐磨性良好的模具材料制作成型零件；对型腔进行表面处理。13.1.2注射模的失效形式（2）热疲劳失效概念：模具的工作温度呈周期性变化时，很容易使模具材料发生热疲劳，导致型腔表面出现龟裂，从而无法保证制件质量，这种现象称为热疲劳失效。产生原因：多发于成型压力较大、成型温度较高、模具温度明显呈周期性变化的场合。预防措施：选择热疲劳性能较好的模具材料制作成型零件。13.1.2注射模的失效形式（3）塑性变形失效概念：模具型

5、腔在成型压力和成型温度作用下，因局部发生塑性变形而导致模具不能继续使用的现象称为塑性变形失效。表现形式：型腔表面出起皱、局部堆塌或凹陷等。常见于渗碳钢和碳素工具钢工作零件。13.1.2注射模的失效形式产生原因：模具材料强度不足；表面硬化层太薄；工作温度高于回火温度而导致回火软化。避免措施：可选用较好的模具材料或适当的热处理强化方法。生产中，无论采用何种模具钢，为保证型腔表面具有足够的强度和硬度，一般都要对其进行淬火处理或进行渗碳处理（针对碳素结构钢），渗碳层厚度通常大于0.8mm。（4）断裂失效概念：注射模凹模在使用过程中，因局部应力集中而发生裂纹或断裂的现象称为断裂失效。

6、产生部位：复杂模具型腔中的尖角处或薄壁处。13.1.2注射模的失效形式避免措施：1）在设计塑料制件时应重视其工艺性。2）当制件形状比较复杂时，尤其是大中型制件，应尽量选用高韧性的模具材料制造成型零件，即应尽量使用渗碳钢、热作模具钢等，而少用或不用热处理性能较差的高碳合金工具钢。3）合理设计模具结构，必要时还应在容易发生断裂失效的部位采用镶拼结构，避免整个模具因断裂失效而过早报废。13.2注射模具材料由于塑料的品种、性能各异，塑料制件的尺寸、形状复杂程度、精度、表面粗糙度和生产批量等各方面的不同要求，对制造模具的材料提出了不同的使用要求。13.2.1注射模对材料的要求1.成型

7、工艺对模具材料的要求成型零件要在一定温度和压力条件下工作,并与塑料直接接触。它要求材料具有：（1）良好的力学性能成型零件的强度、刚度、韧性、表面硬度和耐磨性等力学性能好，则型腔的形状和尺寸精度在各种应力和塑料的摩擦作用下都可以得到保证，从而可避免或延缓各种失效形式发生。细小的型芯或成型镶块，因经常受到塑料熔体的流动冲击和弯矩作用，应特别注意它们的强度和韧性。13.2.1注射模对材料的要求（2）良好的耐腐蚀性成型聚氯乙烯、聚甲醛、氟塑料等塑料制件时，塑料熔体经常会分解出一些腐蚀性气体，这些气体除危害型腔表面之外，还会