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注塑模具材料应具备哪些性能?其原材料的选择

注塑模具 的耐用程度与其所用村料关系极大,在这塑件生产原料中,型料的性能因索起到十分重要的作用,因此主要考虑这类原料的选择,它主要应当满足塑件的使用要求,甚至模具的设计也受原料内在性能的支配,如设计模具时必须考虑塑料熔料的流动性、成型收编率、使用温度等。

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(1) 模具材料应具备的性能

①高耐磨性,为了增加塑件的刚性和力学性能,在原料配方中广泛使用玻纤,无机填料来增强,在加入了这些添加剂后,它们和熔料一起高速进人模具型腔,对模具内腔的摩擦极大,若该模具材料不耐磨,很容易使型腔受到过度磨损,因此,制作这类模具的材料尤应有较好的耐磨性。

②高耐蚀性,很多塑料的添加剂,如阻燃剂等,甚至熔料本身的化学作用都会腐蚀模具型腔。当塑料原料中混有含磨料的填充剂和增强材料时,更易加剧模具的损坏,对此,最好使用耐蚀钢、或对模具进行表面电镀处理,镀铭或镀镍。

③良好的导热性,在注塑 成型时,良好的模温控制对塑件质量影响很大,特别是在加工半结晶性热塑性塑料时更显重要,通常,铜合金比合金钢的导热性要好得多,但它的弹性模量、硬度社耐用度较低。钢材的导热性不足可用冷却系统来补偿。

④良好的尺寸稳定性,注塑模在成型操作时,模具型腔的温度要达到300℃以上,温差这么大,易使型腔结构产生微观变化、从而造成模具尺寸变化,使得塑件尺寸不稳定,为此,可选用适当回火处理的工具钢,即热处理钢。为了提高硬度和耐磨性,一般对模具都要进行热处理。但应使这种热处理对模具的尺寸影响最小、可采用能切削加工的预硬化钢,这种钢材在机械加工后无需热处理

⑤抛光性能好,模具型腔内壁要求很高,粗糙度非常小,以适应塑件表面良好光泽度的要求,对此,对模具型腔一般要进行抛光处理,表面越光亮越好,为此,要求模具材料易于抛光,所选用的材料不应有杂质和气孔等缺陷。

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(2)原料选择的一般原则

①详细了解塑件的工作环境。任何一个塑件,都有其工作环境,这些环境条件对塑件原料的选择甚为关键。要搞清塑件要经受多高和多低的温度,工作地点是在室内还是室外,工作时要受到什么力的作用,工作时受何种介质影响,电气环境中的电压、频率及温度等。然后根据塑件可能遇到的环境条件来寻找符合环境条件的原料品种。

②加工工艺性好。原料品种不同,加工工艺性有很大区别,如同是工程塑料的PA和PSF,就工艺性来讲, PA就比PSF好得多。

③价格低廉。在满足使用要求的情况下应选择价格低廉者。如工作环境为150℃时,选用PSF即可满足要求,而不必选用性能更好、价格更高的PPSU。

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(3)选择原料时的注意事项

①塑料的线胀系数一般比金属大,有的易吸水,故尺寸变化较大,在模具设计时必须根据所选用的塑料品种来考虑间隙和公差。

②各种塑料均有一定的使用强度范围和允许接触的介质,这是在选用时应当考虑的。

③有的塑料,如PC、PS等,它们有应力开裂现象,在设计和注射时要尽量减少应力,在设计时要避免应力集中,严格控制加工工艺并作适当后处理。

④塑料的导热性一般较低,在选用和设计冷却系统时必须充分考虑这一点。

⑤有的塑料有螺变和后收缩或变形的倾向,选用和设计时应充分注意。

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