Избор материјала за пластичне калупе

1. Услови рада пластичних калупа
Због развоја пластике и индустрије пластичних калупа, захтеви за квалитетом пластичних калупа постају све виши. Стога су проблем квара и фактори утицаја пластичних калупа постали важна тема истраживања. Главни радни делови пластичних калупа су профилисани делови, као што су конвексни калупи, конкавни калупи, итд. Они формирају шупљину пластичних калупа за обликовање различитих површина пластичних делова и директног контакта са пластиком, издржавајући притисак, температуру, трење и корозију. .
2. Анализа узрока квара пластичних калупних материјала
Општи процес производње калупа укључује дизајн калупа, избор материјала, топлотну обраду, механичку обраду, отклањање грешака и инсталацију. Према истраживању, материјали и термичка обрада који се користе у калупима су главни фактори који утичу на њихов век трајања. Из перспективе тоталног управљања квалитетом, фактори који утичу на век трајања калупа не могу се мерити као збир полинома, већ као производ више фактора. Због тога су квалитет материјала за калупе и термичка обрада посебно важни током целог процеса производње калупа.
Од уобичајеног феномена анализе квара калупа, пластични калупи могу доживети квар на хабању, квар на локалној деформацији и лом током рада. Важни начини квара пластичних калупа могу се поделити на хабање, квар на локалној пластичној деформацији и лом.
3. Са брзим развојем прерађивачке индустрије, пластични калупи су незаменљиви алати у преради пластичних калупа, а њихов удео у укупној производњи калупа из године у годину се повећава. Са развојем и континуираном производњом пластике високих перформанси, врсте пластичних производа се повећавају, а њихова употреба се шири. Производи се развијају у правцу прецизности, великих размера и сложености. Развој производње брзих калупа довео је до све сложенијих радних услова за калупе.
1) Хабање и корозија на површини шупљине калупа
Пластична талина тече у шупљини калупа под одређеним притиском, а очврснути пластични делови излазе из калупа, изазивајући трење и хабање на калупној површини калупа. Основни разлог за хабање и квар пластичних калупа је трење између калупа и материјала. Али специфичан облик и процес хабања су повезани са многим факторима, као што су притисак, температура, брзина деформације материјала и стање подмазивања калупа током рада. Када су материјали и топлотна обрада који се користе у пластичним калупима неразумни, површинска тврдоћа шупљине калупа је ниска и отпорност на хабање је лоша. То се манифестује као: одступања димензија узрокована хабањем и деформацијом површине калупне шупљине; Вредност храпавости се повећава услед фуззовања, а квалитет површине се погоршава. Нарочито када се чврсти материјали користе за улазак у шупљину калупа, то ће погоршати хабање површине шупљине. Поред тога, обрада пластике садржи хлор, флуор и друге компоненте које се при загревању распадају у корозивне гасове ХЦ1 и ХФ, изазивајући корозију и хабање на површини шупљине пластичног калупа, што доводи до квара. Ако у исто време постоји оштећење од хабања и хабања, што узрокује оштећење премаза или других заштитних слојева на површини шупљине калупа, то ће подстаћи процес корозије. Интеракција две врсте оштећења убрзава корозију и хабање.
2) Отказивање пластичне деформације
Површина пластичне шупљине калупа под притиском и топлотом може изазвати пластичну деформацију и квар, посебно када мали калупи раде на опреми велике тонаже, склонији су преоптерећењу пластичне деформације. Материјали који се користе у пластичним калупима имају недовољну чврстоћу и жилавост и ниску отпорност на деформације; Други разлог за неуспех пластичне деформације је тај што је слој очвршћавања на површини шупљине калупа претанак, отпорност на деформацију недовољна или је радна температура виша од температуре каљења, што доводи до омекшавања фазне трансформације и раног квара калупа. .
3) Прелом
Главни узрок лома је структурно напрезање, термичко напрезање или недовољно каљење због структуре и температурне разлике. На радној температури, резидуални аустенит се трансформише у мартензит, изазивајући локалну експанзију запремине и напрезање ткива унутар калупа.
Радни услови пластичних калупа се разликују од оних код калупа за хладно штанцање, који генерално захтевају рад на 150 степени -200 степени. Осим што су под одређеним притиском, морају да издрже и температурне утицаје. Исти калуп може имати више начина квара, па чак и на истом калупу може доћи до вишеструких оштећења. Из начина квара пластичних калупа може се видети да су разумни избор материјала за пластичне калупе и термичка обрада веома важни, јер директно утичу на век трајања калупа. Дакле, челик који се користи за пластичне калупе треба да испуњава следеће захтеве:
1) Перформансе отпорности на топлоту
Са појавом машина за ливење велике брзине, брзина рада пластичних производа се повећала. Због тога што је температура калупа између 200-350 степени, ако пластика има лошу течност и брзина обликовања је велика, површинска температура обликованог дела калупа ће премашити 400 степени у веома кратком временском периоду. Да би се осигурала тачност и минимална деформација калупа током употребе, челик калупа треба да има високу отпорност на топлоту.
2) Довољна отпорност на хабање
Са проширењем употребе пластичних производа, неоргански материјали као што су стаклена влакна се често додају у пластику како би се побољшала њихова пластичност. Због додавања адитива, течност пластике је знатно смањена, што доводи до хабања калупа. Због тога је потребна добра отпорност на хабање.
3) Одлична обрадивост
Већина калупа за пластичне калупе захтева одређене поправке сечења и монтажера поред машинске обраде са електричним пражњењем. Да би се продужио радни век алата за сечење, мање је очвршћавања током процеса резања. Да би се избегла деформација калупа која утиче на тачност, надамо се да се заостала напрезања током обраде могу контролисати на минимум.
4) Добра термичка стабилност
Облик делова калупа за бризгање пластике је често сложен и тежак за обраду након гашења, тако да материјале са добром термичком стабилношћу треба одабрати што је више могуће.
5) Перформансе обраде огледала
Површина шупљине калупа је глатка, а површина калупа треба да буде полирана у површину огледала са храпавостом површине мањом од Ра0.4 μм да би се обезбедио изглед пластичних делова за пресовање и олакшао демолдинг.
6) Перформансе топлотне обраде
У несрећама због квара калупа, удео незгода изазваних топлотном обрадом је генерално 52,3%, што чини топлотну обраду важним делом целог процеса производње калупа. Квалитет процеса термичке обраде има значајан утицај на квалитет калупа. Генерално, потребно је да деформација топлотне обраде буде мала, опсег температуре гашења буде широк, осетљивост на прегревање ниска, посебно са високом тврдоћом и отврдњавањем.
7) Отпорност на корозију
Током процеса формирања, корозивни гасови као што су ХЦ1 и ХФ могу се ослободити и термички разложити да би се произвели корозивни гасови који кородирају калуп. Понекад калуп може зарђати и оштетити се на каналу за проток ваздуха, тако да је потребно да челик калупа има добру отпорност на корозију.
4. Нови пластични калуп челик
Генерално, пластични калупи су направљени од нормализованог челика 45 или 40Цр челика кроз гашење и каљење. Пластични калупи са високим захтевима за тврдоћу направљени су од челика као што је ЦрВМн или Црл2МоВ. За пластичне калупе са високим радним температурама, може се изабрати челик за врући рад високе жилавости. Да би се испунили виши захтеви за тачност димензија и квалитет површине пластичних шупљина калупа, недавно је развијена серија нових челика за калупе.
1) Карбонизовани пластични челик за калупе
Карбонизовани пластични челик за калупе се углавном користи за хладно екструзионо обликовање сложених пластичних калупа са шупљинама. Овај тип челика има низак садржај угљеника и често му се додаје елемент Цр, уз додавање одговарајућих количина Ни, Мо и В да би се побољшала способност каљења и карбуризације. Да би се олакшало ливење хладном екструзијом, овај тип челика мора имати високу пластичност и ниску отпорност на деформацију у жареном стању, са жареном тврдоћом мањом или једнаком 100ХБС. Након обликовања хладном екструзијом, врши се карбуризација и каљење, а површинска тврдоћа може да достигне 58-62ХРЦ. У иностранству постоје специјализоване класе челика за ову врсту челика, као што су 8416 из Шведске, П2 и П4 из Сједињених Држава, итд. Челик 12ЦрНи3А и 12Цр2Ни4А, као и 20Цр2Ни4А, се обично користе у земљи. Имају добру отпорност на хабање, без колапса или површинског љуштења и побољшавају век трајања калупа. Елементи Цр, Ни, Мо и В у челику повећавају тврдоћу и отпорност на хабање карбуризованог слоја, као и чврстоћу и жилавост језгра.
2) Претходно каљени пластични челик за калупе
Садржај угљеника у овој врсти челика је 0,3% - О,55%, а најчешће коришћени легирајући елементи укључују Цр, Ни, Мн, В, итд. Да би се побољшала његова обрадивост, елементи као што су с и додато је ца. Развијено је и уведено неколико типичних пластичних челика за калупе, И55ЦрНиМн МоВС (СМИ). СМИ је кинеска С-серија челика за лако сечење од пластичног калупа, који се одликује претходно каљеном тврдоћом од 35-40 ХРЦ, добром обрадивом сечењем и без термичке обраде након обраде, што се може директно користити. Додавање чврстог раствора Ни за јачање и повећање жилавости, и додавање Мн и С да би се формирала слободна фаза резања МнС; Додавањем Цр, Мо и В за повећање каљивости челика, 8Цр2С челик је довољан за лако сечење прецизног челика за калупе.
3) Челик за пластичне калупе који се временом очвршћују
Развијен челик са ниским садржајем кобалта, без кобалта и ниским мартензитним старењем челика, МАСИ је типичан челик за мартензитно старење. Након третмана раствором 8150Ц, тврдоћа је 28-32ХРЦ. Након механичке обраде и старења на 4800Ц, интерметална једињења као што су Ни3Мо и Ни3Ти се разбијају током старења, што резултира тврдоћом од 48-52 ХРЦ. Челик има високу чврстоћу и жилавост, мале промене величине током старења и добре перформансе заваривања, али је скуп и није баш популаран у Кини.
4) Челик за калуп отпоран на корозију
Пластични производи направљени од поливинилхлорида (ПВЦ) и АБС-а са смолом отпорном на ватру као сировинама се разлажу и производе корозивне гасове током процеса формирања, који могу кородирати калуп. Због тога је потребно да пластични челик за калупе има добру отпорност на корозију. Постоје две врсте најчешће коришћених челика отпорних на корозију у иностранству: мартензитни нерђајући челик и нерђајући челик који се стврдњава путем падавина. Постоје стране компаније као што су СТАКС (4Црл3) и А ССАБ-8407 из АССАБ-а у Шведској.