塑料成型工艺与模具结构单元十一 塑料模具材料课件.ppt

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1、第一节　塑料模具的工作条件及失效形式一、塑料模具的工作条件塑料模具形状复杂，表面粗糙度值要求小，制造难度大。1.热塑性塑料模的工作条件热塑性塑料是在粘流状态下，被注射或挤压进入模具型腔内而成型。2.热固性塑料模的工作条件热固性塑料是在固态下，在模具型腔内被压缩成型，或在熔融状态下，被压注进入型腔。第一节　塑料模具的工作条件及失效形式二、塑料模具的失效形式塑料模具的失效形式有磨损、腐蚀、塑性变形、断裂等。1.磨损磨损主要表现为尺寸超差、表面粗糙度值因拉毛而增大、表面质量恶化。2.腐蚀含有氯或氟元素的塑料，加热至熔融状态后会分解出氯化氢或氟化氢等腐蚀性气体，使

2、模具型腔表面受腐蚀，造成表面粗糙度值增大，导致失效。第一节　塑料模具的工作条件及失效形式3.塑性变形塑料模型腔表面在持续受热、受压条件下会发生局部塑性变形而失效。4.断裂当塑料模具型腔结构比较复杂，同时承受较大压力时，局部可能出现复杂的应力状态，再加上结构因素引起的应力集中，会使模具产生断裂失效。第二节　塑料模具材料的性能要求一、塑料模具材料的使用性能要求1.硬度和耐磨性塑料模具型腔表面应具有足够的耐磨损能力。2.强度和韧性模具应有足够的强度和韧性，保证塑料模在承受开模力、熔体压力、锁模力的作用下不发生变形或开裂。3.耐蚀性塑料模具要能抵御含有氯或氟元素的

3、塑料在加热至熔融状态时分解出的氯化氢或氟化氢等腐蚀性气体的侵蚀。第二节　塑料模具材料的性能要求4.耐热性和尺寸稳定性塑料模具材料应有稳定的组织和低的热膨胀系数，以保证在160～250℃温度条件下长期工作，不氧化、不变形。5.导热性模具的导热性要好，能使塑料制件尽快地在模腔内冷却成型。第二节　塑料模具材料的性能要求二、塑料模具材料的工艺性能要求1.机械加工性能塑料模具型腔大多比较复杂，型腔表面质量要求高，因此模具材料应具有优良的切削加工性能和磨削加工性能。2.镜面抛光性能和饰纹加工性能一般塑料模型腔的表面粗糙度值在Ra0．16～0．08μm左右，平面粗糙度值

4、低于Ra0．05μm时可呈镜面光泽。第二节　塑料模具材料的性能要求3.热处理工艺性模具材料具有足够的淬透性和淬硬性，热处理变形开裂倾向小，热处理质量稳定。4.表面处理工艺性对于耐磨、耐蚀的塑料模具，要求材料应具有良好的表面处理性能，如镀铬、渗碳、渗氮等。第二节　塑料模具材料的性能要求5.焊接性能塑料模型腔在加工中受到损伤时，或在使用中被磨损需要修复时，常采用焊补的方法进行修补（局部堆焊），因此，模具材料要有良好的焊接性能。6.电加工性能电火花、线切割加工是塑料模具加工中常用的电加工方法，可用来制造各种形状复杂的模具型腔。第三节　塑料模具材料一、塑料模具钢塑

5、料模具钢按钢材特性和使用时的热处理状态可分为渗碳型、调质型、淬硬型、预硬型、耐蚀型、时效硬化型等。1.渗碳型塑料模具钢渗碳型塑料模具钢主要用于冷挤压成型塑料模具型腔。(1)0Cr4NiMoV(LJ)钢　0Cr4NiMoV钢为国内新研制的冷成型专用钢，也称LJ钢。(2)12CrNi3A钢　12CrNi3A钢的低碳保证冷成型性，铬、镍合金元素的作用是提高淬透性和渗碳层的强韧性，塑韧性方面镍更突出。第三节　塑料模具材料2.淬硬型塑料模具用钢淬硬型塑料模具用钢是对模具整体淬硬、在高硬度下使用的塑料模具用钢。3.预硬型塑料模具用钢预硬型塑料模具用钢是冶金厂在供货时，

6、已将模具钢材预先进行了热处理，获得模具要求的硬度和性能，用户购得材料加工成模具后，不再进行热处理而直接使用，从而避免了由于热处理而引起的模具变形和开裂，并保证了模具的制造精度。第三节　塑料模具材料(1)3Cr2Mo(P20)系列钢　P20系列钢主要包括3Cr2Mo(P20)、3Cr2NiMo(P4410)和4Cr2MnNiMo(718)。(2)5CrNiMnMoVSCa(5NiSCa)钢　5NiSCa钢是我国研制的高效新钢种,属于硫、钙复合系易切削预硬化模具钢。(3)8Cr2MnWMoVS(8Cr2S)钢　8Cr2S钢是我国研制的硫系易切削预硬化高碳钢，该

7、钢不仅用来制作精密零件的冷冲压模具,而且经预硬化后还可以用来制作塑料成型模具。(4)Y55CrNiMnMoV(SM1)钢　SM1钢也为一种含硫系易切削塑料模具钢，其碳、铬的质量分数较低，经预硬处理后，硬度一般为35～40HRC。第三节　塑料模具材料4.时效硬化型塑料模具用钢时效硬化型塑料模具用钢碳的质量分数低、合金度较高，经高温固溶处理后，组织为单一的过饱和固溶体，钢处于软化状态（一般为28～34HRC），可进行切削加工，冷加工成型后进行时效处理，固溶体中析出细小弥散的第二相（金属化合物），使钢的强度和硬度大幅度提高。第三节　塑料模具材料(1)18Ni类钢

8、　18Ni类钢属低碳马氏体时效钢，该类钢碳的质量分数低于0.03%