1. Conditions de travail du moule en plastique

Avec le développement de l'industrie du plastique et du moulage en plastique, les exigences de qualité pour les moules en plastique sont de plus en plus élevées. Par conséquent, le problème de la défaillance des moules en plastique et ses facteurs d'influence sont devenus un sujet de recherche important.

Les principales pièces de travail du moule en plastique sont des pièces moulées, telles que les moules mâles et femelles, qui forment la cavité du moule en plastique, forment diverses surfaces de la pièce en plastique et sont en contact direct avec le plastique, résistant à la pression, à la température, au frottement et à la corrosion.

2. Analyse des causes de défaillance des matériaux de moule en plastique

Le processus général de fabrication de moules comprend la conception du moule, la sélection des matériaux, le traitement thermique, l'usinage, la mise en service et l'installation. Selon l'enquête, parmi les facteurs qui causent la défaillance du moule, les matériaux utilisés et le traitement thermique sont les principaux facteurs qui affectent la durée de vie du moule. Du point de vue de la gestion intégrée de la qualité, les facteurs qui affectent la durée de vie d'un moule ne peuvent pas être mesurés par une somme polynomiale, mais devraient être le produit de plusieurs facteurs. La qualité et le traitement thermique du matériau du moule sont donc particulièrement importants tout au long du processus de fabrication du moule.

Analyser le phénomène commun de défaillance du moule, le moule en plastique peut présenter une défaillance par usure, une défaillance par déformation locale et une défaillance par rupture pendant l'utilisation. Les formes importantes de défaillance des moules en plastique peuvent être divisées en défaillance par usure, défaillance par déformation plastique locale et défaillance par rupture.

3. Exigences de performance pour l'acier de moule en plastique

Avec le développement rapide de l'industrie manufacturière, les moules en plastique sont des outils indispensables dans le moulage et le traitement du plastique, représentant une proportion croissante de la production totale de moules. Avec le développement et la production continue de plastiques haute performance, la variété et l'utilisation des produits en plastique ne cessent d'augmenter et les produits évoluent vers la précision, la masse et la complexité. Avec le développement de la production de moulage à grande vitesse, les conditions de travail des moules sont de plus en plus complexes.

1) abrasion et corrosion de la surface de la cavité du moule

La fonte de plastique coule à l'intérieur de la cavité du moule sous une certaine pression, et les pièces en plastique solidifiées sont séparées du moule, ce qui entraîne un frottement et une usure de la surface de moulage du moule. La cause sous - jacente de l'usure et de la défaillance des moules en plastique est le frottement entre le moule et le matériau. Cependant, la forme spécifique et le processus d'usure sont liés à de nombreux facteurs tels que la pression pendant le fonctionnement, la température, la vitesse de déformation du matériau et les conditions de lubrification du moule.

Lorsque les matériaux utilisés dans le moule en plastique et le traitement thermique ne sont pas raisonnables, la dureté de surface de la cavité de moulage en plastique est faible et la résistance à l'usure est mauvaise, se manifestant par: la taille de surface de la cavité de moulage est super mauvaise en raison de l'usure et de la déformation; Les valeurs de rugosité augmentent en raison de la rugosité et la qualité de la surface se détériore.

En particulier, lorsqu'un matériau solide est utilisé pour pénétrer dans la cavité de moulage, il peut aggraver l'usure de la surface de la cavité de moulage. En outre, pendant le traitement des plastiques, des composants tels que le chlore et le fluor sont décomposés par chauffage en gaz corrosifs HC1 et HF, ce qui entraîne une corrosion et une usure de la surface de la cavité de moulage en plastique, entraînant une défaillance.

Si des dommages d'usure surviennent en même temps que l'usure, endommageant le placage ou d'autres couches de protection sur la surface de la cavité du moule, cela facilitera le processus de corrosion. L'action croisée des deux types de dommages accélère la corrosion et l'usure.

2) défaillance par déformation plastique

La pression et la chaleur sur la surface de la cavité de moulage en plastique peuvent entraîner une défaillance de la déformation plastique, en particulier lorsque de petits moules travaillent sur des équipements de grand tonnage, qui sont plus susceptibles de subir une déformation plastique en surcharge. La résistance et la ténacité insuffisantes des matériaux utilisés dans les moules en plastique entraînent une faible résistance à la déformation; Une autre cause de défaillance de la déformation plastique est principalement due à la couche mince de durcissement de la surface de la cavité du moule, à une résistance insuffisante à la déformation ou à un ramollissement de changement de phase qui se produit lorsque la température de fonctionnement est supérieure à la température de revenu, entraînant une défaillance précoce du moule.

3) rupture

Les principales causes de rupture sont les contraintes structurales et thermiques dues aux différences de structure et de température, ou les contraintes structurales engendrées dans le moule par un revenu insuffisant, qui transforment l'austénite résiduelle en martensite aux températures d'utilisation, provoquant une dilatation volumique locale.

Les conditions de travail des moules en plastique sont différentes de celles des moules d'estampage à froid. En général, ils doivent fonctionner à une température de 150 ℃ - 200 ℃ et doivent résister à l'influence de la température, en plus d'être soumis à une certaine pression. Il peut y avoir plusieurs formes de défaillance dans le même moule et plusieurs dommages peuvent survenir même sur le même moule. Comme on peut le voir à partir des formes de défaillance des moules en plastique, le choix rationnel et le traitement thermique des matériaux de moule en plastique sont très importants, car ils affectent directement la durée de vie du moule. Par conséquent, l'acier utilisé pour les moules en plastique doit répondre aux exigences suivantes:

4) Propriétés résistantes à la chaleur

Avec l'avènement des machines de moulage à grande vitesse, le fonctionnement des produits en plastique s'est accéléré. En raison de la température de moulage entre 200 et 350 ℃, si la fluidité du plastique est mauvaise, la vitesse de moulage est rapide, ce qui entraînera une température de surface du moule supérieure à 400 ℃ dans un très court laps de temps. Pour assurer la précision et la déformation minimale du moule pendant l'utilisation, l'acier du moule doit avoir une résistance élevée à la chaleur.

5) résistance suffisante à l'usure

Avec l'utilisation croissante des produits en plastique, il est souvent nécessaire d'ajouter des matériaux inorganiques tels que la fibre de verre pour renforcer la plasticité. En raison de l'incorporation d'additifs, la fluidité du plastique est considérablement réduite, ce qui entraîne une usure du moule. Par conséquent, une bonne résistance à l'usure du moule est requise.

6) excellente performance de coupe

En plus du traitement par décharge, la plupart des moules de moulage en plastique nécessitent une certaine coupe et réparation. Pour prolonger la durée de vie de l'outil, le durcissement de l'usinage pendant la coupe est minime. Pour éviter toute déformation du moule et affecter la précision, il est souhaitable de pouvoir limiter au minimum les contraintes résiduelles lors de l'usinage.

7) bonne stabilité thermique

Les formes des pièces de moule d'injection plastique ont tendance à être complexes et difficiles à traiter après trempe, de sorte que vous devez choisir un matériau avec une bonne stabilité thermique autant que possible.

8) performance de traitement de miroir

La surface de la cavité est lisse, la surface de moulage doit être polie à la surface miroir, la rugosité de surface est inférieure à ra0,4 μm pour assurer l'apparence de la pièce de presse en plastique et faciliter le démoulage.

9) Propriétés de traitement thermique

Dans les accidents de défaillance du moule, les accidents causés par le traitement thermique représentent généralement 52,3%, de sorte que le traitement thermique joue un rôle important dans l'ensemble du processus de fabrication du moule. La qualité du processus de traitement thermique a un impact important sur la qualité du moule. En général, le traitement thermique nécessite une faible déformation, une large plage de températures de trempe, une faible sensibilité à la surchauffe et une trempabilité et une trempabilité particulièrement élevées.

10) résistance à la corrosion

Pendant le processus de moulage, les gaz corrosifs peuvent être libérés et décomposés en gaz corrosifs tels que HC1, HF, etc., qui corrodent le moule. Parfois, le moule est corrodé et endommagé à l'embouchure du flux d'air, ce qui nécessite une bonne résistance à la corrosion de l'acier du moule.

4. Nouveau moule en plastique en acier

Typiquement, les moules en plastique sont réalisés en acier 45 ou 40Cr normalisé par trempe et revenu. Les moules en plastique avec des exigences de dureté élevées sont en acier tel que crwmn ou crl2mov. Pour les moules en plastique avec des températures de fonctionnement élevées, il est possible de choisir un acier de moule de travail à chaud avec une ténacité élevée. Pour répondre aux exigences plus élevées en matière de précision dimensionnelle et de qualité de surface des cavités en plastique, une nouvelle gamme d'aciers pour moules a récemment été développée.

1) acier de moule en plastique carburé

L'acier de moule en plastique carburé est principalement utilisé dans les moules en plastique à cavités complexes formés par extrusion à froid. Ce type d'acier a une faible teneur en carbone et l'élément Cr est souvent ajouté. Dans le même temps, des quantités appropriées de ni, mo et V sont ajoutées pour améliorer la trempabilité et la capacité de cémentation. Pour faciliter la mise en forme par extrusion à froid, ce type d'acier doit présenter une plasticité élevée et une faible résistance à la déformation à l'état recuit, avec une dureté au recuit ≤ 100 HBs. Après le formage par extrusion à froid pour la cémentation et le traitement de conditionnement, la dureté de surface peut atteindre 58 - 62hrc.

Il y a des numéros spéciaux de ce type d'acier à l'étranger, tels que la Suède & 39; S 8416 et États - Unis d’amérique & 39; P2 et P4. Les aciers 12crni3a et 12cr2ni4a, ainsi que l'acier 20cr2ni4a, sont couramment utilisés en Chine, ont une bonne résistance à l'usure, aucun affaissement ou écaillage de surface, et améliorent la durée de vie du moule. Les éléments CR, ni, mo et V dans l'acier augmentent la dureté et la résistance à l'usure de la couche de cémentation, ainsi que la résistance et la ténacité du noyau.

2) acier de moule en plastique pré - durci

La teneur en carbone de ce type d'acier est de 0,3% - 0,55%, les éléments d'alliage couramment utilisés comprennent CR, ni, Mn, V, etc. pour améliorer sa capacité de coupe, des éléments tels que s et ca sont ajoutés. Par la recherche, l'introduction et le développement, plusieurs types de moules en plastique en acier y55crnimn - movs (SMI) ont été développés. C'est l'acier de moule en plastique de coupe facile de la série s développé en Chine, la dureté pré - dure est de 35 ~ 40 HRC, avec de bonnes propriétés d'usinage, après le traitement peut être utilisé directement sans traitement thermique. Ajout d'une solution solide de ni pour renforcer et augmenter la ténacité et ajout de mn et S pour former une phase de coupe facile mns; CR, mo et V sont ajoutés pour améliorer la trempabilité de l'acier, et l'acier 8cr2s est suffisant pour l'acier de moule de précision qui est facile à couper.

3) Acier durci de moule en plastique de vieillissement

Un acier martensitique à faible teneur en cobalt, sans cobalt et à faible teneur en nickel a été développé. Masi est un acier martensitique typique. Après un traitement de mise en solution à 8150c, la dureté est de 28 - 32hrc. On réalise un usinage puis un vieillissement à 4800°c pour produire des composés intermétalliques tels que ni 3 Mo et ni 3 ti, ce qui permet d'obtenir une dureté de 48 - 52 HRC. La force et la ténacité de l'acier sont élevées, les petites variations dimensionnelles dans le processus de vieillissement, les bonnes performances de réparation de soudage, mais elles sont coûteuses et moins populaires en Chine.

4) acier de moule en plastique résistant à la corrosion

Les produits en plastique fabriqués à partir de polychlorure de vinyle (PVC), d'ABS et de résines réfractaires se décomposent lors du moulage, produisant des gaz corrosifs qui corrodent le moule. Par conséquent, l'acier de moule en plastique est nécessaire pour avoir une bonne résistance à la corrosion. Les aciers de moule en plastique résistant à la corrosion couramment utilisés à l'étranger comprennent l'acier inoxydable martensitique et l'acier inoxydable durci par précipitation. Des sociétés étrangères telles que stsax (4crl3) et ssab - 8407 d'Assab en Suède.