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金屬注射成形模具的材料

注射模具可以簡(jiǎn)略地劃分為模架和腔體兩部分。 
  注射模具模架與塑料注射模具模架完整雷同,模架材料可以參考塑料注射模具模架來(lái)選擇:一般,動(dòng)模板、定模仮、推板可采用45鋼,調(diào)質(zhì)處理硬度180~250HBS。其它板料可以采用45鋼或Q235鋼。對(duì)于精度請(qǐng)求特別高的模架,所有板料均可采用45鋼調(diào)質(zhì)處理,甚至用Cr12類的微變形模具鋼,淬火處理。導(dǎo)柱、導(dǎo)套可采用T8A淬硬到50~55HRC或20鋼滲碳0.5~0.8mm厚,淬硬到56~60HRC。 
  注射模具工作時(shí),一般蒙受20~50MPa的交變負(fù)荷,同時(shí)伴有冷熱溫度的交替。在超精密注射成形中,應(yīng)用的成形壓力甚至?xí)^(guò)正常應(yīng)用壓力的幾倍。注射模具的應(yīng)用壽命一般為幾萬(wàn)甚至幾十萬(wàn)次,因此模具應(yīng)有足夠的強(qiáng)度與剛度?!?
  金屬注射模具模腔一般采用硬度為58~62HRC的淬硬模具制作,因此必需留心由尖角、溝槽國(guó)、切口及加工缺點(diǎn)所引起的應(yīng)力集中。這些缺點(diǎn)會(huì)大大下降模具的疲憊強(qiáng)度?!?
  對(duì)于腔體部分,材料選擇重要考慮耐磨性、淬火外形穩(wěn)固性、耐蝕性及加工性能。由于金屬注射料對(duì)模具的沖刷磨損比一般塑料嚴(yán)重得多,耐磨性是用于批量生產(chǎn)的金屬注射模具腔體的最基礎(chǔ)請(qǐng)求,一般請(qǐng)求腔體的硬度在58~62HRC。工具鋼由于具有綜合的強(qiáng)度、硬度、韌性、淬透性、耐蝕性及加工性能、是腔體的首選材料。常用材料有合金模具鋼如Cr12、Cr12MoV、Cr12MoV、Cr2Mn2SiWMoV、Cr6WV及高速鋼W18CrV、W6Mo5Cr4V2等。注射模具一般外形較為復(fù)雜,常采用超精密電火花,線切割等電加工手段,請(qǐng)求材料組織均勻、淬透性及淬火外形穩(wěn)固性高。金屬注射料在注射溫度下,常產(chǎn)生腐化性氣體,耐腐化性也是對(duì)模具材料的一頂請(qǐng)求?!?
  在特別情況下,如試樣和小批量零件的快帶制作,為了簡(jiǎn)化工藝,Q235鋼、45鋼。鋁合金、鋅鎳合金等,也常用來(lái)制作某些腔體。這會(huì)大大縮短樣品的開(kāi)發(fā)周期。但這樣的模具一般不能用于批量生產(chǎn)?! ?
  總之,模具選擇必需根據(jù)產(chǎn)品的批量,零件的外形、精度,采用的加工手段及工藝,具備的熱處理的難易程度,以及材料起源的方便必等來(lái)綜合考慮?!?
  金屬注射模具一般用于小型零件的生產(chǎn),模具尺寸很小。正常應(yīng)用情況下,只要模板的應(yīng)用面積不超過(guò)長(zhǎng)度和寬度的60%,深度償超過(guò)10%時(shí),可以不進(jìn)行強(qiáng)度盤算。況且,模具外形一役比擬復(fù)雜,型腔內(nèi)的實(shí)際受力情況也很復(fù)雜,即使作出多種假設(shè),也很難用彈性力學(xué)及有限元的方法得出成果。因此模具設(shè)計(jì)常采用放大安全系數(shù)的寬容方法?!?
  但對(duì)于較大制品或采用超高壓精密成形工藝時(shí),如有可能,還是應(yīng)對(duì)型腔的強(qiáng)度進(jìn)行盤算。防止由于強(qiáng)度不足,變形過(guò)大產(chǎn)生溢料甚至損壞。較為簡(jiǎn)略外形模腔的強(qiáng)度盤算,可以參考有關(guān)塑料模具設(shè)計(jì)注射模具的設(shè)計(jì)手冊(cè)。復(fù)雜型腔可以采用有限元或?qū)I(yè)軟件來(lái)分析盤算?!?
  為保證制品精度,模具設(shè)計(jì)應(yīng)留心以下幾點(diǎn): 
  1)公平設(shè)計(jì)模具的放大系數(shù)。在保證順利成形的條件下,盡量減少粘結(jié)劑的參加量。 
  2)公平的模具結(jié)構(gòu)。精密的尺寸部件應(yīng)有必定硬度,并且要調(diào)換方便;采用的公差公平,成形坯’孔’盡量采用公差上限,成形坯’軸’盡量采用公差下限;零件的工藝結(jié)構(gòu)公平,保證加工精度。 
  3)公平選擇澆口的情勢(shì)和地位?!?
  4)公平選擇頂出方法,盡量使頂出均勻安穩(wěn),減少變形?!?
  5)模具應(yīng)設(shè)有溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng),盡量保證均勻填充和冷卻,減少密度不均勻性?!?
  6)公平選擇型腔數(shù)目和布局,盡量采用均勻?qū)ΨQ布局,保證平衡填充。特別精密的制品,應(yīng)盡量減少型腔數(shù)目。
  7)公平間隙,避免產(chǎn)生飛邊、毛刺。

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