Materialval för plastformar

1. Arbetsförhållanden för plastformar
På grund av utvecklingen av plast- och plastformningsindustrin blir kvalitetskraven för plastformar allt högre. Därför har felproblemet och påverkansfaktorer av plastformar blivit ett viktigt forskningsämne. De huvudsakliga arbetsdelarna i plastformar är gjutna delar, såsom konvexa formar, konkava formar, etc. De bildar håligheten i plastformar för att forma olika ytor av plastdelar och direkt kontakt med plast, motstå tryck, temperatur, friktion och korrosion .
2. Analys av felorsaker till plastformmaterial
Den allmänna formtillverkningsprocessen inkluderar formdesign, materialval, värmebehandling, mekanisk bearbetning, felsökning och installation. Enligt undersökningen är de material och värmebehandling som används i formar de viktigaste faktorerna som påverkar deras livslängd. Ur Total Quality Managements perspektiv kan de faktorer som påverkar livslängden för formar inte mätas som summan av polynom, utan snarare som produkten av flera faktorer. Därför är kvaliteten på formmaterial och värmebehandling särskilt viktig under hela formtillverkningsprocessen.
Från det vanliga fenomenet med analys av formfel kan plastformar uppleva slitagefel, lokalt deformationsfel och brottfel under service. De viktiga brottlägena för plastformar kan delas in i slitagebrott, lokalt plastiskt deformationsfel och brottbrott.
3. Med den snabba utvecklingen av tillverkningsindustrin är plastformar oumbärliga verktyg vid plastgjutning, och deras andel av den totala formproduktionen ökar år för år. Med utvecklingen och kontinuerlig produktion av högpresterande plaster ökar typerna av plastprodukter och deras användningsområden ökar. Produkterna utvecklas mot precision, storskalighet och komplexitet. Utvecklingen av höghastighetsgjutningstillverkning har lett till allt mer komplexa arbetsförhållanden för formar.
1) Slitage och korrosion på ytan av formhåligheten
Plastsmälta flyter i formhåligheten under ett visst tryck och de stelnade plastdelarna kommer ut ur formen, vilket orsakar friktion och slitage på formytan på formen. Den grundläggande orsaken till slitage och fel på plastformar är friktionen mellan formen och materialet. Men den specifika formen och processen för slitage är relaterade till många faktorer, såsom tryck, temperatur, materialdeformationshastighet och smörjtillstånd för formen under drift. När materialen och värmebehandlingen som används i plastformar är orimliga är formhålighetens ythårdhet låg och slitstyrkan dålig. Detta manifesteras som: dimensionella avvikelser orsakade av slitage och deformation av formhålighetens yta; Grovhetsvärdet ökar på grund av luddning och ytkvaliteten försämras. Speciellt när fasta material används för att komma in i formhåligheten kommer det att förvärra slitaget på kavitetens yta. Dessutom innehåller plastbearbetning klor, fluor och andra komponenter som sönderfaller till korrosiva gaser HC1 och HF vid upphettning, vilket orsakar korrosion och slitage på ytan av plastformens hålrum, vilket leder till fel. Om det samtidigt finns slitageskador, vilket orsakar skador på beläggningen eller andra skyddande lager på ytan av formhåligheten, kommer det att främja korrosionsprocessen. Samverkan mellan två typer av skador påskyndar korrosion och slitagebrott.
2) Plastisk deformationsfel
Ytan på plastformhåligheten under tryck och värme kan orsaka plastisk deformation och misslyckande, särskilt när små formar fungerar på utrustning med stort tonnage, är de mer benägna att överbelasta plastisk deformation. Materialen som används i plastformar har otillräcklig hållfasthet och seghet och låg deformationsbeständighet; En annan orsak till plastisk deformationsfel är att härdningsskiktet på ytan av formkaviteten är för tunt, deformationsmotståndet är otillräckligt eller att arbetstemperaturen är högre än anlöpningstemperaturen, vilket resulterar i att fasomvandlingen mjuknar upp och att formen går sönder tidigt. .
3) Fraktur
Den främsta orsaken till brott är strukturell stress, termisk stress eller otillräcklig härdning på grund av struktur och temperaturskillnad. Vid driftstemperatur omvandlas restaustenit till martensit, vilket orsakar lokal volymexpansion och vävnadsspänning inuti formen.
Arbetsförhållandena för plastformar skiljer sig från de för kallpressningsformar, och kräver vanligtvis drift vid 150 grader -200 grader. Förutom att de utsätts för visst tryck måste de även tåla temperaturpåverkan. Samma form kan ha flera fellägen, och även på samma form kan flera skador uppstå. Från plastformarnas fellägen kan man se att rimligt val av plastformmaterial och värmebehandling är mycket viktigt, eftersom de direkt påverkar formens livslängd. Så stålet som används för plastformar bör uppfylla följande krav:
1) Värmebeständighet
Med uppkomsten av höghastighetsgjutningsmaskiner har arbetshastigheten för plastprodukter ökat. På grund av att formningstemperaturen är mellan 200-350 grader, om plasten har dålig flytbarhet och formningshastigheten är snabb, kommer yttemperaturen på den formade delen av formen att överstiga 400 grader på mycket kort tid. För att säkerställa noggrannheten och minimal deformation av formen under användning, bör formstålet ha hög värmebeständighet.
2) Tillräcklig slitstyrka
Med den ökade användningen av plastprodukter tillsätts ofta oorganiska material såsom glasfiber till plast för att förbättra deras plasticitet. På grund av tillsatsen av tillsatser minskar plastens flytbarhet avsevärt, vilket leder till mögelslitage. Därför krävs det att man har god slitstyrka.
3) Utmärkt bearbetningsförmåga
De flesta plastgjutformar kräver vissa skär- och montörreparationer utöver elektrisk urladdningsbearbetning. För att förlänga livslängden på skärverktygen blir det mindre härdning under skärprocessen. För att undvika formdeformation som påverkar noggrannheten, hoppas man att kvarvarande spänningar under bearbetningen kan kontrolleras till ett minimum.
4) Bra termisk stabilitet
Formen på formsprutningsformdelar av plast är ofta komplex och svår att bearbeta efter härdning, så material med god termisk stabilitet bör väljas så mycket som möjligt.
5) Spegelbehandlingsprestanda
Ytan på formhåligheten är slät och formytan måste poleras till en spegelyta med en ytråhet på mindre än Ra0.4 μm för att säkerställa utseendet på de pressande plastdelarna och underlätta avformning.
6) Värmebehandlingsprestanda
Vid mögelbrottsolyckor är andelen olyckor orsakade av värmebehandling i allmänhet 52,3 %, vilket gör värmebehandling till en viktig del av hela tillverkningsprocessen för mögel. Kvaliteten på värmebehandlingsprocessen har en betydande inverkan på formens kvalitet. Generellt krävs att värmebehandlingsdeformationen är liten, härdningstemperaturområdet är brett, överhettningskänsligheten låg, speciellt med hög härdningshårdhet och härdbarhet.
7) Korrosionsbeständighet
Under formningsprocessen kan korrosiva gaser som HC1 och HF frigöras och sönderdelas termiskt för att producera frätande gaser som korroderar formen. Ibland kan formen rosta och skadas vid luftflödeskanalen, så det krävs att formstålet har god korrosionsbeständighet.
4. Ny plastform stål
I allmänhet är plastformar gjorda av normaliserat 45 stål eller 40Cr stål genom härdning och härdning. Plastformar med höga hårdhetskrav är tillverkade av stål som CrWMn eller Crl2MoV. För plastformar med höga arbetstemperaturer kan hög seghet varmarbetsformstål väljas. För att möta de högre kraven på måttnoggrannhet och ytkvalitet hos plastformhåligheter har en serie nya formstål nyligen utvecklats.
1) Kolsyrat plastformstål
Karboniserat plastformstål används främst för kallsträngsprutning av komplexa plastformar med håligheter. Denna typ av stål har en låg kolhalt och tillsätts ofta med elementet Cr, samtidigt som lämpliga mängder Ni, Mo och V tillsätts för att förbättra härdbarheten och uppkolningsförmågan. För att underlätta kallsträngsprutning måste denna typ av stål ha hög plasticitet och låg deformationsbeständighet i glödgat tillstånd, med en glödgat hårdhet på mindre än eller lika med 100HBS. Efter kallextrudering utförs uppkolnings- och härdningsbehandling, och ythårdheten kan nå 58-62HRC. Det finns specialiserade stålsorter för denna typ av stål utomlands, såsom 8416 från Sverige, P2 och P4 från USA, etc. 12CrNi3A och 12Cr2Ni4A stål, samt 20Cr2Ni4A, används ofta på hemmaplan. De har god slitstyrka, ingen kollaps eller ytavskalning och förbättrar livslängden på formar. Elementen Cr, Ni, Mo och V i stål ökar hårdheten och nötningsbeständigheten hos det uppkolade lagret, såväl som styrkan och segheten hos kärnan.
2) Förhärdat plastformstål
Kolhalten i denna typ av stål är 0,3 % - O,55 %, och vanliga legeringselement inkluderar Cr, Ni, Mn, V, etc. För att förbättra dess bearbetbarhet kan element som s och ca tillsattes. Flera typiska plastformstål, Y55CrNiMn MoVS (SMI), utvecklades och introducerades. SMI är ett kinesiskt tillverkat S-serien lättskärande plastformstål, kännetecknat av en förhärdad leveranshårdhet på 35-40 HRC, god skärbearbetbarhet och ingen värmebehandling efter bearbetning, som kan användas direkt. Tillsätter Ni fast lösning för att stärka och öka segheten, och tillsats av Mn och S för att bilda en fri skärfas MnS; Genom att lägga till Cr, Mo och V för att öka stålets härdbarhet, räcker 8Cr2S-stål för enkel skärning av precisionsformstål.
3) Tidshärdande plastformstål
MASI är ett typiskt martensitiskt åldringsstål, utvecklat med låg kobolt, koboltfritt och lågnickelhaltigt stål. Efter 8150C lösningsbehandling är hårdheten 28-32HRC. Efter mekanisk bearbetning och 4800C åldring bryts intermetalliska föreningar som Ni3Mo och Ni3Ti ut under åldring, vilket resulterar i en hårdhet på 48-52 HRC. Stål har hög hållfasthet och seghet, små storleksförändringar under åldring och bra svetsprestanda, men det är dyrt och inte särskilt populärt i Kina.
4) Korrosionsbeständigt plastformstål
Plastprodukter tillverkade av polyvinylklorid (PVC) och ABS med brandbeständigt harts som råmaterial sönderdelas och producerar korrosiva gaser under formningsprocessen, vilket kan fräta på formen. Därför krävs att plastformstål har god korrosionsbeständighet. Det finns två typer av vanliga korrosionsbeständiga formstål utomlands: martensitiskt rostfritt stål och nederbördshärdande rostfritt stål. Det finns utländska företag som STVAX (4Crl3) och A SSAB-8407 från ASSAB i Sverige.