金屬注射成形模具的材料選擇介紹

2022-09-24 12:27:03 字數 1618 閱讀 3025

注射模具可以簡單地劃分為模架和腔體兩部分。

注射模具模架與塑料注射模具模架完全相同,模架材料可以參考塑料注射模具模架來選擇:一般,動模板、定模仮、推闆可採用45鋼,調質處理硬度180~250hbs。其它板料可以採用45鋼或q235鋼。

對於精度要求特別高的模架,所有板料均可採用45鋼調質處理,甚至用cr12類的微變形模具鋼,淬火處理。導柱、導套可採用t8a淬硬到50~55hrc或20鋼滲碳 0.5~0.

8mm厚,淬硬到56~60hrc。

注射模具工作時,一般承受20~50mpa的交變負荷,同時伴有冷熱溫度的交替。在超精密注射成形中,使用的成形壓力甚至會超過正常使用壓力的幾倍。注射模具的使用壽命一般為幾萬甚至幾十萬次,因此模具應有足夠的強度與剛度。

金屬注射模具模腔一般採用硬充為58~62hrc的淬硬模具製作,因此必須注意由尖角、溝槽國、切口及加工缺陷所引起的應力集中。這些缺陷會大大降低模具的疲勞強度。

對於腔體部分,材料選擇主要考慮耐磨性、淬火形狀穩定性、耐蝕性及加工效能。由於金屬注射料對模具的沖刷磨損比一般塑料嚴重得多,耐磨性是用於批量生產的金屬注射模具腔體的最基本要求,一般要求腔體的硬度在58~62hrc。工具鋼由於具有綜合的強度、硬度、韌性、淬透性、耐蝕性及加工效能、是腔體的首選材料。

常用材料有合金模具鋼如cr12、cr12mov、cr12mov、cr2mn2siwmov、cr6wv及高速鋼w18crv、 w6mo5cr4v2等。注射模具一般形狀較為複雜,常採用超精密電火花,線切割等電加工手段,要求材料組織均勻、淬透性及淬火形狀穩定性高。金屬注射料在注射溫度下,常產生腐蝕性氣體,幫耐蝕性也是對模具材料的一頂要求。

在特殊情況下,如試樣和小批量零件的快帶製作,為了簡化工藝,q235鋼、45鋼。鋁合金、鋅鎳合金等,也常用來製作某些腔體。這會大大縮短樣品的開發周期。

但這樣的模具一般不能用於批量生產。

總之,模具選擇必須根據產品的批量,零件的形狀、精度,採用的加工手段及工藝,具備的熱處理的難易程度,以及材料**的方便必等來綜合考慮。

金屬注射模具一般用於小型零件的生產,模具尺寸很小。正常使用情況下,只要模板的使用面積不超過長度和寬度的60%,深度償超過10%時,可以不進行強度計算。況且,模具形狀一役比較複雜,型腔內的實際受力情況也很複雜,即使作出多種假設,也很難用彈性力學及有限元的方法得出結果。

因此模具設計常採用放大安全係數的寬容方法。

但對於較大製品或採用超高壓精密成形工藝時,如有可能,還是應對型腔的強度進行計算。防止由於強度不足,變形過大產生溢料甚至破壞。較為簡單形狀模腔的強度計算,可以參考有關塑料模具設計注射模具的設計手冊。

複雜型腔可以採用有限元或專業軟體來分析計算。

為保證製品精度,模具設計應注意以下幾點:

1)合理設計模具的放大係數。在保證順利成形的前提下,儘量減少粘結劑的加入量。

2)合理的模具結構。精密的尺寸部件應有一定硬度,並且要更換方便;採用的公差合理,成形坯』孔』盡量採用公差上限,成形坯』軸』盡量採用公差下限;零件的工藝結構合理,保證加工精度。

3)合理選擇澆口的形式和位置。

4)合理選擇頂出方式,盡量使頂出均勻平穩,減少變形。

5)模具應設有溫度調節系統,盡量保證均勻填充和冷卻,減少密度不均勻性。

6)合理選擇型腔數量和布局,盡量採用均勻對稱布局,保證平衡填充。特別精密的製品,應儘量減少型腔數目。

7)合理間隙,避免產生飛邊、毛刺。

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