Условия работы пластиковых форм

С развитием пластмассовой и пластмассовой промышленности, требования к качеству пластиковых форм становятся все выше и выше. Таким образом, проблема отказа пластиковых форм и ее влияние стали важной темой исследований.

Основными рабочими частями пластиковых форм являются формовочные компоненты, такие как выпуклые и вогнутые формы, которые образуют полости пластиковых форм, формируют различные поверхности пластиковых деталей и непосредственно контактируют с пластиком, выдерживают давление, температуру, трение и коррозию.

2. Анализ причин отказа пластмассовых материалов

Общий процесс изготовления формы включает проектирование формы, выбор материала, термическую обработку, механическую обработку, отладку и установку. Среди факторов, приводящих к отказу формы, используемые материалы и термическая обработка являются основными факторами, влияющими на срок службы формы. С точки зрения комплексного управления качеством факторы, влияющие на срок службы формы, не могут быть измерены суммой многочленов, а должны быть произведением нескольких факторов. Поэтому качество и термическая обработка материала формы особенно важны на протяжении всего процесса изготовления формы.

Анализируйте общие явления отказа формы, пластиковая форма в процессе использования может иметь отказ от износа, отказ от локальной деформации и отказ от разрушения. Важные формы отказа пластиковой формы можно разделить на отказ от износа, отказ от локальной пластической деформации и отказ от разрушения.

3. Требования к характеристикам пластмассовой стали

С быстрым развитием обрабатывающей промышленности, пластиковые формы являются незаменимым инструментом в формовании и обработке пластмасс, доля в общем производстве пресс - форм становится все больше и больше. С развитием и непрерывным производством высокопроизводительных пластмасс, разнообразие и использование пластиковых изделий продолжают расти, продукция движется в направлении точности, крупномасштабности и сложности. С развитием высокоскоростного формования условия работы формы становятся все более сложными.

1) Износ и коррозия поверхности полости

Пластиковый расплав течет в полости при определенном давлении, отвержденные пластиковые детали отделяются от формы, что приводит к трению и износу поверхности формования формы. Основной причиной износа и отказа пластиковой формы является трение между формой и материалом. Однако конкретные формы и процессы износа связаны со многими факторами, такими как давление, температура во время работы, скорость деформации материала и условия смазки формы.

Когда материалы и термообработка, используемые в пластиковых формах, нерациональны, пластиковая полость имеет низкую твердость поверхности и плохую износостойкость, что проявляется в: из - за износа и деформации, размер поверхности полости слишком плохой; Значение шероховатости увеличивается из - за шероховатости, а качество поверхности ухудшается.

Особенно, когда твердый материал поступает в полость модуля, это усиливает износ поверхности полости. Кроме того, в процессе обработки пластмасс такие компоненты, как хлор и фтор, нагреваются и распадаются на коррозионные газы HC1 и HF, что приводит к коррозии и износу поверхности пластмассовой полости, что приводит к отказу.

Если при износе происходит повреждение от износа, повреждение покрытия или другого защитного слоя поверхности полости будет способствовать процессу коррозии. Перекрестное действие двух типов повреждений ускоряет коррозию и износ.

2) Отказ от пластической деформации

Давление и тепло поверхности пластиковой полости могут привести к отказу от пластической деформации, особенно когда небольшие формы работают на крупнотоннажном оборудовании, более склонны к перегрузке пластической деформации. Недостаточная прочность и вязкость материала, используемого в пластиковых формах, приводит к низкому сопротивлению деформации; Еще одной причиной отказа пластической деформации в основном является более тонкий слой затвердевания поверхности полости, недостаточное сопротивление деформации или смягчение фазового перехода при рабочей температуре выше температуры отпуска, что приводит к раннему отказу формы.

3) Разрыв

Основными причинами разрушения являются структурные и тепловые напряжения, вызванные структурой и перепадом температур, или структурные напряжения, возникающие в пресс - форме из - за недостаточного отжига, которые превращают остаточный аустенит в мартенсит при эксплуатационной температуре, вызывая местное объемное расширение.

Условия работы пластиковой формы отличаются от условий холодной штамповки. Как правило, они должны работать при температуре 150°C - 200°C, и в дополнение к определенному давлению они также должны выдерживать влияние температуры. Одна и та же форма может иметь несколько форм неисправностей, и даже на одной и той же форме может произойти несколько повреждений. Из формы отказа пластиковой формы видно, что разумный выбор и термическая обработка пластмассовых форм материалов очень важны, так как они напрямую влияют на срок службы формы. Таким образом, сталь для пластиковых форм должна соответствовать следующим требованиям:

4) Теплостойкость

С появлением высокоскоростных формовочных машин скорость работы пластмассовых изделий ускорилась. Поскольку температура формования составляет от 200 до 350 °C, если пластик плохо текучий, скорость формования может привести к тому, что температура поверхности формы превысит 400 °C за очень короткий промежуток времени. Для обеспечения точности и минимальной деформации формы во время использования, форма должна обладать высокой термостойкостью.

5) Адекватная износостойкость

По мере расширения использования пластмассовых изделий часто необходимо добавлять неорганические материалы, такие как стекловолокно, для повышения пластичности. Из - за добавления добавок текучесть пластмассы значительно снижается, что приводит к износу формы. Поэтому требуется, чтобы форма обладала хорошей износостойкостью.

6) Отличные режущие свойства

В дополнение к разрядной обработке, большинство пластиковых формовочных форм также требуют определенной резки и ремонта. Чтобы продлить срок службы инструмента, отверждение обработки в процессе резания очень мало. Чтобы избежать деформации формы и повлиять на точность, следует минимизировать остаточное напряжение в процессе обработки.

7) Хорошая термостабильность

Форма деталей пластиковых инъекционных форм часто сложна, и их трудно обработать после закалки, поэтому следует выбрать материал с хорошей термостабильностью, насколько это возможно.

8) Эффективность зеркальной обработки

Поверхность полости гладкая, формованная поверхность должна быть отполирована до зеркальной поверхности, а шероховатость поверхности ниже Ra0,4 мкм, чтобы обеспечить внешний вид пластиковых прессов и облегчить снятие формы.

9) Теплообрабатывающие свойства

В случае отказа формы авария, вызванная термообработкой, обычно составляет 52,3%, так что термообработка играет важную роль на протяжении всего процесса изготовления формы. Качество процесса термообработки оказывает значительное влияние на качество формы. Как правило, термообработка требует небольшой деформации, широкого диапазона температур закалки, низкой чувствительности к перегреву и особенно высокой прокаливаемости и прокаливаемости.

10) Коррозионная стойкость

В процессе формования коррозионный газ может выделяться и распадаться на коррозионные газы, такие как HC1, HF и т. Д., Таким образом, коррозионные формы. Иногда форма коррозируется и повреждается на отверстии воздушного потока, поэтому требуется, чтобы штампованная сталь обладала хорошей коррозионной стойкостью.

4. Новая пластиковая формовочная сталь

Как правило, пластиковые формы изготавливаются из зажигательной 45 или 40 Cr стали путем закалки и отжига. Пластиковые формы с высокой твердостью изготовлены из стали, такой как CrWMn или Crl2MoV. Для пластиковых форм с высокой рабочей температурой можно выбрать горячую рабочую форму с высокой вязкостью стали. Для удовлетворения более высоких требований к размеру и точности пластмассовых полостей и качеству поверхности недавно была разработана серия новых форм стали.

1) Углеродный пластмассовый пресс сталь

Углеродная пластиковая формовочная сталь в основном используется для холодной экструзии пластиковых форм со сложными полостями. Этот тип стали имеет низкое содержание углерода и часто добавляет элемент Cr. В то же время добавляется соответствующее количество Ni, Mo и V для повышения прокаливаемости и способности к цементации. Для облегчения холодного экструзионного формования такая сталь должна обладать высокой пластичностью и низким сопротивлением деформации при отжиге с твердостью отжига 100 HBS. Холодное экструзионное формование после цементации и калибровки, твердость поверхности до 58 - 62 HRC.

За рубежом существуют специальные марки этой стали, такие как Швеция & # 39; s 8416 и США & # 39; С - 2 и С - 4. Сталь 12CrNi3A и 12Cr2Ni4A, а также сталь 20Cr2Ni4A широко используются в Китае, имеют хорошую износостойкость, не падают и не отслаиваются поверхности, а также увеличивают срок службы формы. Элементы cr, Ni, Mo и V в стали повышают твердость и износостойкость цементирующего слоя, а также прочность и вязкость сердечника.

2) предварительно закаленная пластиковая формовочная сталь

Содержание углерода в этом типе стали составляет 0,3% - 0,55%, а часто используемые элементы сплава включают Cr, Ni, Mn, V и т. Д. Чтобы улучшить его режущую способность, были добавлены такие элементы, как s и ca. Благодаря исследованиям, внедрению и разработке было разработано несколько типичных пластиковых форм - форм стали Y55CrNiMn - MoVS (SMI). Это китайская разработка S - серии легко режущей пластиковой формы стали, предварительно твердость 35 - 40 HRC, с хорошими механическими характеристиками обработки, после обработки без термообработки может быть использована напрямую. Добавление твердого раствора Ni для повышения и увеличения вязкости и добавление Mn и S для формирования легко режущей фазы MnS; Добавлены Cr, Mo и V для повышения прокаливаемости стали, а 8Cr2S достаточно, чтобы использовать прецизионную пресс - сталь, которая легко режется.

3) Стеклянная пластическая сталь

Была разработана низкокобальтоносная, не кобальтоносная и низконикелевая мартенситно - стареющая сталь. MASI - типичная мартенситно - стареющая сталь. Твердость после растворения при 8150C составляет 28 - 32 HRC. Механическая обработка, а затем старение при 4800C для получения межметаллических соединений, таких как Ni3Mo и Ni3Ti, дает твердость 48 - 52 HRC. Сталь имеет высокую прочность и вязкость, небольшие изменения размеров в процессе старения, хорошие сварочные и ремонтные свойства, но дорогостоящие и менее популярные в Китае.

4) Коррозиеустойчивый пластмассовый пресс сталь

Пластиковые изделия, изготовленные из поливинилхлорида (ПВХ), АБС и огнеупорных смол, разлагаются во время формования, создавая коррозионные газы, коррозионные формы. Поэтому требуется, чтобы пластиковая формованная сталь обладала хорошей коррозионной стойкостью. Сталь из коррозионно - стойких пластмассовых форм, обычно используемая за рубежом, включает нержавеющую сталь мартенсита и закаленную нержавеющую сталь. Иностранные компании, такие как STSAX (4Crl3) и SSAB - 8407 от шведской компании ASSAB.