1. Condições de trabalho de moldes plásticos

Devido ao desenvolvimento da indústria de moldagem de plástico e plástico, os requisitos de qualidade para moldes de plástico estão se tornando cada vez mais altos. Portanto, a questão da falha do molde plástico e seus fatores de influência tornou-se um tópico importante de pesquisa.

As principais peças de trabalho de moldes plásticos são peças formadas, tais como moldes convexos e moldes côncavos, que formam a cavidade do molde plástico para formar várias superfícies de peças plásticas e entrar diretamente em contato com o plástico, pressão duradoura, temperatura, fricção e corrosão.

2. Análise de causas de falha de materiais plásticos do molde

O processo geral de fabricação de moldes inclui design de moldes, seleção de material, tratamento térmico, processamento mecânico, depuração e instalação. De acordo com a pesquisa, os materiais utilizados e o tratamento térmico são os principais fatores que afetam a vida útil do molde entre os fatores que causam falha do molde. Do ponto de vista da gestão abrangente da qualidade, os fatores que afetam a vida útil dos moldes não podem ser medidos como a soma de polinômios, mas devem ser produto de múltiplos fatores. Portanto, a qualidade dos materiais do molde e do tratamento térmico é particularmente importante em todo o processo de fabricação do molde.

Analisando o fenômeno comum de falha do molde, os moldes plásticos podem experimentar falha de desgaste, falha de deformação localizada e falha de fratura durante o serviço. As formas importantes de falha de moldes plásticos podem ser divididas em falha de desgaste, falha de deformação plástica local e falha de fratura.

3. Requisitos de desempenho para o molde plástico de aço

Com o rápido desenvolvimento da indústria transformadora, os moldes plásticos são ferramentas indispensáveis na moldagem e processamento de plástico, representando uma proporção crescente da produção total de moldes. Com o desenvolvimento e produção contínua de plásticos de alto desempenho, os tipos e usos de produtos plásticos estão aumentando e os produtos estão se desenvolvendo em direção à precisão, grande escala e complexidade. Com o desenvolvimento da produção de moldagem de alta velocidade, as condições de trabalho dos moldes estão se tornando cada vez mais complexas.

1) Desgaste e corrosão na superfície da cavidade do molde

O derretimento plástico flui sob uma certa pressão na cavidade do molde, e as peças plásticas solidificadas se desprendem do molde, causando atrito e desgaste na superfície formada do molde. A causa fundamental do desgaste e falha do molde plástico é a fricção entre o molde e os materiais. No entanto, a forma específica e o processo de desgaste estão relacionados a muitos fatores, como a pressão, temperatura, velocidade de deformação do material e condição de lubrificação do molde durante a operação.

Quando os materiais e o tratamento térmico usados em moldes plásticos são irracionais, a dureza superficial da cavidade plástica do molde é baixa e a resistência ao desgaste é pobre, o que se manifesta como: o tamanho da superfície da cavidade está fora da tolerância devido ao desgaste e deformação; O valor da rugosidade aumenta devido ao desbaste, e a qualidade da superfície deteriora-se.

Especialmente quando materiais sólidos são usados para entrar na cavidade do molde, exacerbar o desgaste da superfície da cavidade. Além disso, durante o processamento de plástico, componentes como cloro e flúor são aquecidos para se decompor em gases corrosivos HC1 e HF, causando corrosão e desgaste na superfície da cavidade do molde plástico, levando à falha.

Se houver danos ao desgaste ao mesmo tempo que o desgaste, o que danifica o revestimento ou outras camadas protetoras na superfície da cavidade do molde, promoverá o processo de corrosão. A ação cruzada de dois tipos de danos acelera a corrosão e a falha de desgaste.

2) Falha plástica da deformação

Pressão e calor na superfície da cavidade plástica do molde podem causar falha da deformação plástica, especialmente quando moldes pequenos estão trabalhando em equipamentos de grande tonelagem, eles são mais propensos a sobrecarregar a deformação plástica. Os materiais utilizados em moldes plásticos têm resistência e tenacidade insuficientes, resultando em baixa resistência à deformação; Outra razão para falha de deformação plástica é principalmente devido à fina camada de endurecimento na superfície da cavidade do molde, resistência insuficiente à deformação ou amolecimento de transformação de fase que ocorre quando a temperatura de trabalho é maior do que a temperatura de têmpera, resultando em falha precoce do molde.

3) Fractura

A principal razão para a fratura é a tensão estrutural e a tensão térmica causada pela diferença de estrutura e temperatura, ou a tensão estrutural gerada no molde devido à têmpera insuficiente, que transforma a austenita residual em martensita na temperatura de serviço, causando expansão de volume local.

As condições de trabalho dos moldes plásticos são diferentes daquelas dos moldes de estampagem a frio. Geralmente, eles devem ser operados a 150 ℃ -200 ℃, e além de serem submetidos a determinada pressão, eles também precisam suportar a influência da temperatura. O mesmo molde pode ter várias formas de falha, e mesmo no mesmo molde, vários danos podem ocorrer. Das formas de falha de moldes plásticos, pode-se ver que a seleção razoável de materiais de molde plástico e tratamento térmico são muito importantes, pois afetam diretamente a vida útil do molde. Portanto, o aço usado para moldes plásticos deve atender aos seguintes requisitos:

4) Desempenho da resistência térmica

Com o surgimento de máquinas formadoras de alta velocidade, a velocidade operacional de produtos plásticos acelerou. Devido à temperatura de moldagem que varia de 200 a 350 ℃, se a fluidez plástica é pobre e a velocidade de moldagem é rápida, fará com que a temperatura da superfície do molde exceda 400 ℃ em um período muito curto de tempo. Para garantir a precisão e deformação mínima do molde durante o uso, o aço do molde deve ter alta resistência ao calor.

5) Resistência ao desgaste adequada

Com a expansão do uso de produtos plásticos, muitas vezes é necessário adicionar materiais inorgânicos, como fibras de vidro para aumentar a plasticidade. Devido à adição de aditivos, a fluidez do plástico é muito reduzida, levando ao desgaste do molde. Portanto, é necessário que o molde tenha boa resistência ao desgaste.

6) Excelente desempenho de corte

A maioria dos moldes de moldagem de plástico requer certo corte e reparo de montagem, além da usinagem de descarga elétrica. A fim prolongar a vida útil das ferramentas de corte, o endurecimento do trabalho é pequeno durante o corte. A fim de evitar a deformação do molde e afetar a precisão, espera-se que a tensão residual durante o processamento possa ser controlada ao mínimo.

7) Boa estabilidade térmica

A forma das peças de molde de injeção plástica é muitas vezes complexa e difícil de processar após a têmpera, de modo que materiais com boa estabilidade térmica devem ser selecionados o máximo possível.

8) Desempenho de processamento do espelho

A superfície da cavidade é lisa, e a superfície formadora requer polimento para uma superfície espelhada, com uma rugosidade superficial inferior a Ra0,4 μm. Para garantir o aparecimento de peças prensadas de plástico e facilitar a desmoldagem.

9) Desempenho do tratamento térmico

Em acidentes de falha do molde, os acidentes causados pelo tratamento térmico são geralmente 52,3%, fazendo com que o tratamento térmico desempenhe um papel importante em todo o processo de fabricação do molde. A qualidade da tecnologia de tratamento térmico tem um impacto significativo na qualidade do molde. Geralmente, o tratamento térmico requer pequena deformação, ampla faixa de temperatura de têmpera, baixa sensibilidade ao superaquecimento e particularmente alta endurecibilidade e endurecibilidade.

10) Resistência à corrosão

Durante o processo de formação, o gás corrosivo pode ser liberado e decomposto em gases corrosivos, como HC1, HF, etc., que corroem o molde. Às vezes, o molde é corroído e danificado na porta de fluxo de ar, por isso é necessário que o aço do molde tenha boa resistência à corrosão.

4. Novo tipo de aço do molde plástico

Geralmente, os moldes plásticos são feitos de aço normalizado 45 ou aço 40Cr através de têmpera e têmpera. Moldes plásticos com requisitos de alta dureza são feitos de aço como CrWMn ou Crl2MoV. Para moldes plásticos com altas temperaturas de trabalho, o aço de molde de trabalho quente com alta tenacidade pode ser escolhido. A fim de atender aos requisitos mais altos para precisão dimensional e qualidade de superfície de cavidades plásticas, uma série de novos aços de molde foram desenvolvidos recentemente.

1) Aço de molde de plástico carburizado

O aço do molde plástico carburado é usado principalmente para moldes plásticos com cavidades complexas formadas pela extrusão fria. Este tipo de aço tem um baixo teor de carbono e é frequentemente adicionado com o elemento Cr. Ao mesmo tempo, uma quantidade apropriada de Ni, Mo e v são adicionados para melhorar a temperabilidade e capacidade de carburação. A fim facilitar a formação de extrusão a frio, este tipo de aço deve ter alta plasticidade e baixa resistência à deformação no estado recozido, com uma dureza de recozimento de ≤ 1 00HBS. Após a formação de extrusão a frio, o tratamento de têmpera de carburação e têmpera são realizados, e a dureza da superfície pode atingir 58-62HRC.

Existem categorias de aço especializadas para este tipo de aço no exterior, como Suécia' s 8416 e os Estados Unidos' P2 e P4. O aço 12CrNi3A e 12Cr2Ni4A, bem como o aço 20Cr2Ni4A, são comumente usados na China, com boa resistência ao desgaste, sem colapso ou descascamento de superfície e vida útil melhorada do molde. Os elementos cr, Ni, Mo e V em aço aumentam a dureza e resistência ao desgaste da camada carburizada, bem como a resistência e tenacidade do núcleo.

2) Pré endurecido plástico molde de aço

Este tipo de aço tem um teor de carbono de 0,3% -0,55%, e elementos de liga comumente usados incluem Cr, Ni, Mn, v, etc A fim de melhorar sua capacidade de corte, elementos como s e ca foram adicionados. Vários aços de molde plástico típicos Y55CrNiMn MoVS (SMI) foram desenvolvidos através da pesquisa, introdução e desenvolvimento. É um aço de molde plástico de corte livre da série S chinês desenvolvido com uma dureza pré-dura da entrega de 35_ 40 HRC, com boa usinabilidade, pode ser usado diretamente sem tratamento térmico após o processamento. Adicionar solução sólida Ni para fortalecer e aumentar a tenacidade, e adicionar Mn e S para formar uma fase de corte fácil MnS; Adicionando Cr, Mo e V para aumentar a endurecibilidade do aço, o aço 8Cr2S é suficiente para facilitar o corte de aço de molde de precisão.

3) Tempo que endurece o aço plástico do molde

Foi desenvolvido um aço maraging de baixo cobalto, livre de cobalto e baixo níquel. MASI é um aço maraging típico. Após o tratamento da solução sólida em 8150C, a dureza é 28-32HRC. O processamento mecânico é realizado, e então envelhecido a 4800C para produzir compostos intermetálicos como Ni3Mo e Ni3Ti, resultando em uma dureza de 48-52 HRC. O aço tem alta resistência e tenacidade, pequenas mudanças de tamanho durante o envelhecimento e bom desempenho de reparo de soldagem, mas é caro e não muito popular na China.

4) Aço de molde plástico resistente à corrosão

Produtos plásticos feitos de cloreto de polivinila (PVC), ABS e resina resistente ao fogo se decompõem durante o processo de formação para produzir gases corrosivos que podem corroer o molde. Portanto, o aço de molde plástico é necessário para ter boa resistência à corrosão. Os aços plásticos resistentes à corrosão comumente usados no exterior incluem aço inoxidável martensita e aço inoxidável endurecimento por precipitação. Empresas estrangeiras como STSAX (4Crl3) e A SSAB-8407 da ASSAB na Suécia.