1. Arbeitsbedingungen von Kunststoffformen

Durch die Entwicklung der Kunststoff- und Kunststoffformindustrie werden die Qualitätsanforderungen an Kunststoffformen immer höher. Daher ist das Thema Kunststoffformausfall und seine Einflussfaktoren zu einem wichtigen Forschungsthema geworden.

Die wichtigsten Arbeitsteile von Kunststoffformen sind Formteile, wie konvexe Formen und konkave Formen, die den Hohlraum der Kunststoffform bilden, um verschiedene Oberflächen von Kunststoffteilen zu bilden und direkt mit dem Kunststoff in Kontakt kommen, anhaltenden Druck, Temperatur, Reibung und Korrosion.

2. Analyse der Fehlerursachen von Kunststoffformmaterialien

Der allgemeine Prozess der Formenherstellung umfasst Formendesign, Materialauswahl, Wärmebehandlung, mechanische Verarbeitung, Debugging und Installation. Gemäß der Umfrage sind die verwendeten Materialien und die Wärmebehandlung die Hauptfaktoren, die die Lebensdauer der Form unter den Faktoren beeinflussen, die einen Formausfall verursachen. Aus Sicht eines umfassenden Qualitätsmanagements können die Faktoren, die die Lebensdauer von Formen beeinflussen, nicht als Summe von Polynomen gemessen werden, sondern sollten das Produkt mehrerer Faktoren sein. Daher ist die Qualität der Formmaterialien und die Wärmebehandlung im gesamten Formherstellungsprozess besonders wichtig.

Bei der Analyse des allgemeinen Phänomens des Formversagens können Kunststoffformen Verschleißfehler, lokalisierte Verformungsfehler und Bruchfehler während des Betriebs erfahren. Die wichtigen Versagensformen von Kunststoffformen können in Verschleißfehler, lokale plastische Verformungsfehler und Bruchfehler unterteilt werden.

3. Leistungsanforderungen für Kunststoffformstahl

Mit der rasanten Entwicklung der Fertigungsindustrie sind Kunststoffformen unverzichtbare Werkzeuge in der Kunststoffformung und -verarbeitung, die einen zunehmenden Anteil an der gesamten Formenproduktion ausmachen. Mit der Entwicklung und kontinuierlichen Produktion von Hochleistungskunststoffen nehmen die Arten und Anwendungen von Kunststoffprodukten zu und Produkte entwickeln sich in Richtung Präzision, Großmaßstab und Komplexität. Mit der Entwicklung der Hochgeschwindigkeitsformproduktion werden die Arbeitsbedingungen von Formen immer komplexer.

1) Verschleiß und Korrosion auf der Oberfläche des Formhohls

Kunststoffschmelze fließt unter einem bestimmten Druck in den Formhohlraum, und erstarrte Kunststoffteile lösen sich von der Form ab, was Reibung und Verschleiß auf der geformten Oberfläche der Form verursacht. Die grundlegende Ursache für Kunststoffformverschleiß und -versagen ist die Reibung zwischen der Form und den Materialien. Die spezifische Form und der Prozess des Verschleißes hängen jedoch mit vielen Faktoren zusammen, wie dem Druck, der Temperatur, der Materialverformungsgeschwindigkeit und dem Schmierzustand der Form während des Betriebs.

Wenn die Materialien und die Wärmebehandlung in Kunststoffformen unzumutbar sind, ist die Oberflächenhärte des Kunststoffformhohls niedrig und die Verschleißfestigkeit schlecht, was sich als manifestiert: Die Größe der Hohlraumoberfläche ist aufgrund von Verschleiß und Verformung außerhalb der Toleranz; Durch Aufrauen steigt der Rauheitswert und die Oberflächenqualität verschlechtert sich.

Besonders wenn feste Materialien verwendet werden, um den Formhohlraum zu betreten, wird der Verschleiß der Hohlraumoberfläche verschlimmert. Darüber hinaus werden während der Kunststoffverarbeitung Komponenten wie Chlor und Fluor erhitzt, um sich in korrosive Gase HC1 und HF zu zersetzen, was Korrosion und Verschleiß an der Oberfläche des Kunststoffformhohls verursacht, was zu einem Ausfall führt.

Wenn gleichzeitig mit Verschleiß Verschleißschäden auftreten, die die Beschichtung oder andere Schutzschichten auf der Oberfläche des Formhohls beschädigen, fördert dies den Korrosionsprozess. Die Kreuzwirkung zweier Arten von Schäden beschleunigt Korrosion und Verschleißausfall.

2) Deformationsfehler aus Kunststoff

Druck und Hitze auf der Oberfläche des Kunststoffformhohls können plastische Verformungsfehler verursachen, besonders wenn kleine Formen an Geräten mit großer Tonnage arbeiten, sind sie anfälliger für Überlastung plastischer Verformungen. Die in Kunststoffformen verwendeten Materialien haben unzureichende Festigkeit und Zähigkeit, was zu einer geringen Verformungsbeständigkeit führt; Ein weiterer Grund für das Versagen der plastischen Verformung ist hauptsächlich auf die dünne Härtungsschicht auf der Oberfläche des Formhohls, unzureichenden Verformungswiderstand oder Phasenumwandlungserweichung zurückzuführen, die auftritt, wenn die Arbeitstemperatur höher als die Anlasstemperatur ist, was zu einem frühen Ausfall der Form führt.

3) Bruch

Der Hauptgrund für den Bruch ist die strukturelle Spannung und thermische Spannung, die durch Struktur- und Temperaturunterschied verursacht wird, oder die strukturelle Spannung, die in der Form aufgrund unzureichender Temperierung erzeugt wird, die den Restaustenit bei der Betriebstemperatur in Martensit umwandelt und lokale Volumenerweiterung verursacht.

Die Arbeitsbedingungen von Kunststoffformen unterscheiden sich von denen von Kaltprägeformen. Im Allgemeinen müssen sie bei 150 ℃ -200 ℃ betrieben werden, und zusätzlich zu einem bestimmten Druck ausgesetzt werden, müssen sie auch dem Einfluss der Temperatur standhalten. Dieselbe Form kann mehrere Formen des Versagens haben, und selbst auf derselben Form können mehrere Schäden auftreten. Aus den Versagensformen von Kunststoffformen kann man sehen, dass die vernünftige Auswahl von Kunststoffformmaterialien und Wärmebehandlung sehr wichtig sind, da sie direkt die Lebensdauer der Form beeinflussen. Daher sollte der Stahl, der für Kunststoffformen verwendet wird, folgende Anforderungen erfüllen:

4) Hitzebeständigkeit

Mit dem Aufkommen von Hochgeschwindigkeitsformmaschinen hat sich die Arbeitsgeschwindigkeit von Kunststoffprodukten beschleunigt. Aufgrund der Formtemperatur, die von 200 bis 350 ℃ reicht, wenn die Kunststoffflüssigkeit schlecht ist und die Formgeschwindigkeit schnell ist, wird die Oberflächentemperatur der Form 400 ℃ in einem sehr kurzen Zeitraum überschreiten. Um die Genauigkeit und minimale Verformung der Form während des Gebrauchs sicherzustellen, sollte der Formstahl eine hohe Hitzebeständigkeit aufweisen.

5) Angemessene Verschleißfestigkeit

Mit der Ausweitung der Verwendung von Kunststoffprodukten ist es oft notwendig, anorganische Materialien wie Glasfasern hinzuzufügen, um die Plastizität zu erhöhen. Durch die Zugabe von Additiven wird die Fließfähigkeit des Kunststoffs stark reduziert, was zu Formverschleiß führt. Daher ist es erforderlich, dass die Form eine gute Verschleißfestigkeit hat.

6) Ausgezeichnete Schnittleistung

Die meisten Kunststoffformformen erfordern neben der elektrischen Entladungsbearbeitung eine bestimmte Schneid- und Monterreparatur-Reparatur. Um die Lebensdauer von Schneidwerkzeugen zu verlängern, ist die Arbeitshärtung während des Schneidens gering. Um Formverformungen zu vermeiden und die Genauigkeit zu beeinflussen, ist zu hoffen, dass die Restspannung während der Verarbeitung auf ein Minimum reduziert werden kann.

7) Gute thermische Stabilität

Die Form von Kunststoffspritzgussteilen ist oft komplex und nach dem Abschrecken schwer zu verarbeiten, daher sollten Materialien mit guter thermischer Stabilität so weit wie möglich ausgewählt werden.

8) Leistung der Spiegelverarbeitung

Die Oberfläche des Hohlraums ist glatt, und die Umformfläche erfordert Polieren auf eine Spiegeloberfläche, mit einer Oberflächenrauheit niedriger als Ra0,4 μ m. Um das Aussehen von Kunststoff-Pressteilen sicherzustellen und das Entformen zu erleichtern.

9) Wärmebehandlungsleistung

Bei Formausfallunfällen sind die Unfälle, die durch Wärmebehandlung verursacht werden, im Allgemeinen 52.3%, wodurch Wärmebehandlung eine wichtige Rolle im gesamten Formherstellungsprozess spielt. Die Qualität der Wärmebehandlungstechnik hat einen wesentlichen Einfluss auf die Qualität der Form. Im Allgemeinen erfordert die Wärmebehandlung eine geringe Verformung, einen weiten Abschrecktemperaturbereich, eine geringe Überhitzungsempfindlichkeit und eine besonders hohe Härtbarkeit und Härtbarkeit.

10) Korrosionsbeständigkeit

Während des Umformprozesses kann korrosives Gas freigesetzt und in korrosive Gase wie HC1, HF usw. zersetzt werden, die die Form korrodieren. Manchmal ist die Form korrodiert und am Luftstromanschluss beschädigt, so dass es erforderlich ist, dass der Formstahl eine gute Korrosionsbeständigkeit aufweist.

4. Neue Art von Kunststoff Formstahl

Im Allgemeinen werden Kunststoffformen aus normalisiertem 45-Stahl oder 40Cr-Stahl durch Abschrecken und Anlassen hergestellt. Kunststoffformen mit hohen Härteanforderungen werden aus Stahl wie CrWMn oder Crl2MoV hergestellt. Für Kunststoffformen mit hohen Arbeitstemperaturen kann heißer Formstahl mit hoher Zähigkeit gewählt werden. Um den höheren Anforderungen an Maßhaltigkeit und Oberflächenqualität von Kunststoffkavitäten gerecht zu werden, wurde kürzlich eine Reihe neuer Formstähle entwickelt.

1) Kohlenstoffstahl aus Kunststoff

Karbonisierter Kunststoffformstahl wird hauptsächlich für Kunststoffformen mit komplexen Hohlräumen verwendet, die durch Kaltextrusion gebildet werden. Diese Art von Stahl hat einen niedrigen Kohlenstoffgehalt und wird oft mit dem Element Cr hinzugefügt. Gleichzeitig werden eine angemessene Menge Ni, Mo und V hinzugefügt, um die Härtbarkeit und Aufkohlungsfähigkeit zu verbessern. Um die Kaltextrusionsformung zu erleichtern, muss diese Art von Stahl eine hohe Plastizität und einen niedrigen Verformungswiderstand im geglühten Zustand mit einer Glühhärte von ≤ 1 00HBS aufweisen. Nach der Kaltextrusionsformung werden Aufkohlungs- und Abschrecktemperierungsbehandlung durchgeführt, und die Oberflächenhärte kann 58-62HRC erreichen.

Es gibt spezialisierte Stahlsorten für diese Stahlart im Ausland, wie Schweden' s 8416 und die Vereinigten Staaten' P2 und P4. Stahl 12CrNi3A und 12Cr2Ni4A sowie Stahl 20Cr2Ni4A werden häufig in China verwendet, mit guter Verschleißfestigkeit, keinem Kollaps oder Oberflächenschälen und verbesserter Lebensdauer der Form. Die Elemente cr, Ni, Mo und V in Stahl erhöhen die Härte und Verschleißfestigkeit der carburierten Schicht sowie die Festigkeit und Zähigkeit des Kerns.

2) Vorgehärteter Kunststoff Formstahl

Diese Stahlart hat einen Kohlenstoffgehalt von 0,3% -0,55%, und häufig verwendete Legierungselemente umfassen Cr, Ni, Mn, v usw. Um seine Schneidfähigkeit zu verbessern, wurden Elemente wie s und ca hinzugefügt. Mehrere typische Kunststoffformstähle Y55CrNiMn MoVS (SMI) wurden durch Forschung, Einführung und Entwicklung entwickelt. Es ist ein in China entwickelter S-Serie frei schneidender Kunststoffformstahl mit einer vorgeharten Lieferhärte von 35_ 40 HRC, mit guter Zerspanbarkeit, kann direkt ohne Wärmebehandlung nach der Verarbeitung verwendet werden. Hinzufügen einer festen Ni-Lösung zur Festigung und Erhöhung der Zähigkeit und Hinzufügen von Mn und S, um eine einfache Schneidphase MnS zu bilden; Hinzufügen von Cr, Mo und V, um die Härtbarkeit des Stahls zu erhöhen, ist 8Cr2S Stahl ausreichend für einfaches Schneiden von Präzisionsformstahl.

3) Zeit härtend Kunststoff Formstahl

Es wurde ein kobaltarmer, kobaltfreier und nickelarmer Maraging-Stahl entwickelt. MASI ist ein typischer Maraging Stahl. Nach der Behandlung der festen Lösung bei 8150C ist die Härte 28-32HRC. Mechanische Verarbeitung wird durchgeführt und dann bei 4800C gealtert, um intermetallische Verbindungen wie Ni3Mo und Ni3Ti herzustellen, was zu einer Härte von 48-52 HRC führt. Stahl hat eine hohe Festigkeit und Zähigkeit, kleine Größenänderungen während des Alterns und eine gute Schweißreparaturleistung, aber es ist teuer und nicht sehr beliebt in China.

4) Korrosionsbeständiger Kunststoff Formstahl

Kunststoffprodukte aus Polyvinylchlorid (PVC), ABS und feuerfestem Harz zersetzen sich während des Umformprozesses, um korrosive Gase zu produzieren, die die Form korrodieren können. Daher ist Kunststoffformstahl erforderlich, um eine gute Korrosionsbeständigkeit zu haben. Korrosionsbeständige Kunststoffformstähle, die im Ausland häufig verwendet werden, umfassen Martensit-Edelstahl und Fällungshärtender Edelstahl. Ausländische Unternehmen wie STSAX (4Crl3) und A SSAB-8407 von ASSAB in Schweden.