㈠ 空冷与随炉冷却对模具硬度的影响
空冷的冷却速度比随炉冷却的速度快得多,故前者硬度会比后者要大得多。
这两种冷却方法在现实中需要实验操作效果。一些特殊模具钢空冷虽有硬度优势但是有些出现容易碎裂的情况。
所以两种方法各有优势,不能说那种更好。
㈡ 注塑模具接冷水与热水对产品有哪些影响
一、尺寸方面。
例如通过调整前、后模温差实现对零件弧度、面差、轮廓尺寸等的微量调整。
二、外观方面
一般增加模温改善零件的光泽、淡化熔接痕、气纹、针孔等。
三、产品性能
大多数材料适当增加模温可增加熔接痕处的熔合性,减少熔接痕处破裂风险。一些肉厚的零件模温不当还可能引起零件内部缩孔。
四、加工方面
壁厚较薄的零件模温太低容易缺料,筋位太深时甚至粘模。一些ABS/PCABS的涂装素材件在注塑加工时模温太低容易造成内应力集中,涂装时产生咬底等不良缺陷。
㈢ 模具温度对注塑成型有哪些影响呢
模具温度对注塑当然有影响,模具冷塑料流动性差,对注塑压力有影响,容易注不全,模具热,无冷却水流动,会造成脱模时间长,影响工作效益,所以一般调整水流量保证模具在一定的温度范围。
㈣ 塑料模具温度对塑件质量有哪些影响
3Cr2NiMo(P4410)塑料模具钢
P4410钢在硬度值为32~36HRC范围内,具有良好的车、铣、磨等加工性能。
P4410钢也可采用火焰局部加热淬火,加热温度800~825℃,在空气中或用压缩空气冷却,局部表面硬度可达56~62HRC,可延长模具使用寿命。也可对模具进行表面镀铬,表面硬度可由370~420HV提高到1000HV,显著提高模具的耐磨性和耐蚀性。
P4410钢制造的模具,局部损坏后也可用补焊法修补,焊接质量良好,可以进行加工。
P4410钢在预硬态(30~36HRC)使用,防止了热处理变形,适于制造大型、复杂、精密塑料模具。该钢也可采用渗氮、渗硼等化学热处理,处理后可获得更高表面硬度,适于制作高精密的塑料模具。
8Cr2MnWMoVS(8Cr2S)钢
8Cr2MnWMoVS属易切削精密塑料成形模具钢,是为适应精密塑料模和薄板无间隙精密冲裁模之急需而设计的,其成分设计采用了高碳多元少量合金化原则,以硫作为易切削元素。8Cr2S钢的化学成分及性能在第一章第二节已经介绍过,这里就使用方面再进一步介绍。
1.钢的特点
(1)热处理工艺简便,淬透性好:空冷淬硬直径φ100mm以上,空淬硬度为61.5~62HRC,热处理变形小。当860~900℃淬火,160~300℃回火时,轴向总变形率<0.09%,径向总变形率<0.15%。
(2)切削性能好:退火硬度为207~239HBS,切削加工时,可比一般工具钢缩短加工工时1/3以上。硬态40~45HRC时,用高速钢或硬质合金刀具进行车、铣、刨、镗、钻等加工,相当于碳钢调质态,硬度为30HRC左右的切削性能,远优于Cr12MoV钢退火态硬度为240HBS时的切削性能。
(3)镜面研磨抛光性好:采用相同的研磨加工,其表面粗糙度比一般合金工具钢低1~2级,最低表面粗糙度为Ra 0.1μm。
(4)表面处理性能好:渗氮性能良好,一般渗氮层深达0.2~0.3mm,渗硼附着力强。
2.应用
8Cr2S作为预硬钢适宜于制作各种类型的塑料模、胶木模、陶土瓷料模以及印制板的冲孔模。该钢种制作的模具配合精密度较其它合金工具钢高1~2个数量级,表面粗造度低1~2级,使用寿命普遍高2~3倍,有的高十几倍。
5CrNiMnMoVSCa(5NiSCa)钢
5NiSCa属易切削高韧性塑料模具钢,在预硬态(35~45HRC)韧性和切削加工性良好;镜面抛光性能好,表面粗糙度低,可达Ra 0.2~0.1μm,使用过程中表面粗糙度保持能力强;花纹蚀刻性能好,清晰,逼真;淬透性好,可作型腔复杂、质量要求高的塑料模。该钢在高硬度下(50HRC以上),热处理变形小,韧性好,并具有较好的阻止裂纹扩展的能力。
1.化学成分及相变点
5NiSCa钢采用中碳加镍,其主要化学成分见表3-9。
表3-9 5NiSCa钢的化学成分(质量分数) (%)
C Cr Ni Mn Mo V S Ca
0.57 0.89 1.03 1.19 0.52 0.26 0.028 0.0036
加热时相变点695~735℃,冷却时相变点378~305℃,Ms220℃。
2.工艺性能
(1)锻造:加热温度1100℃,始锻温度1070~1100℃,终锻温度850℃,锻后砂冷。
(2)球化退火:加热温度770℃,保温3h,等温温度660℃,保温7h,炉冷到550℃出炉空冷。退火硬度≤241HBS,加工性能良好。
(3)淬火:淬火温度880~900℃,小件取下限,大件取上限,油冷或260℃硝盐分级淬火。
3.力学性能
5NiSCa钢经880℃和900℃淬火后的力学性能,见表3-10所列。
表3-10 5NiSCa钢不同温度淬火及回火后的力学性能
淬火/℃ 回火/℃ σ0.2/Mpa σb/MPa σbc/MPa δ(%) ψ(%) αk/(J/cm2) HRC
880 575 1240.7 1274.0 1271.1 8.8 42.1 46.1 45.5
625 1240.7 1274.0 1271.1 8.8 42.1 46.1 39
650 1008.4 1045.7 1011.4 9.0 45.3 56.8 36
900 575 1364.2 1430.8 1442.6 7.9 39.6 42.1 47
625 1252.4 1291.6 1355.3 8.3 41.7 49 41.5
650 1061.3 1084.9 1110.3 10.5 47.0 66.6 37
4.生产应用
5NiSCa钢可用作型腔复杂、型腔质量要求高的注射模、压缩模、橡胶模,印制板冲孔模等效果显著。
Y55CrNiMnMoV(SM1)
SM1属易切削调质型预硬化塑料模具钢,预硬态交货,预硬硬度为35~40HRC。易切削效果明显、性能稳定、综合性能明显优于45钢,还具有耐蚀性较好和可渗氮等优点。
1.化学成分及相变点
Y55CrNiMnMoV钢的化学成分,见表3-11。
表3-11 SM1钢化学成分(质量分数) (%)
C Mn S P Cr Ni Mo V Si
0.50~0.60 0.80~1.20 0.080~0.150 <0.030 0.80~1.20 1.00~1.50 0.20~0.50 0.10~0.30 <0.40
相变点 Ac1712℃、Ac3772℃、Ms290℃。
2.工艺性能
(1)锻造:锻造性能良好,锻造无特殊要求。
(2)软化处理:800℃加热、保温3h,680℃等温加热5h,硬度≤235HBS。
(3)淬火、回火:800~860℃加热油淬,600~650℃回火。
3.力学性能
经上述处理后,SM1的力学性能见表3-12所示。
表3-12 SM1钢的力学性能
σb/MPa σ0.2/Mpa δ5(%) ψ(%) αk/(J/cm2) 硬度HRC
1176 980 15 45 44 35
4.实际应用
Y55CrNiMnMoV钢生产工艺简便易行,性能优越稳定,使用寿命长。经电子、仪表、家电、玩具、日用五金等行业推广应用,效果显著。
㈤ 关于冷冲压模具材料的问题
7CrSiMnMoV:冲裁模镶块用得比较多,这个便宜,热处理简单,热处理后性能一般也能满足要求(薄板),我们是汽车冲模一般零件比较大但是批量说实话不是很大,成本上考虑所以用这个,但是焊接性能不好。
Cr12MoV:也有好多用这个做刃口镶块的,硬度高,性能好,但是焊接性能也不好,成本考虑一般用在冲头凹模套上,楼上的说的倒是没错,国产的是差点,所以通常用的是小日本的Cr12MoV改进型也就是SKD11,或者是SKD11的改进型DC53。
一些批量小、强度要求不高的零件也有用T10的。
在下来一般就是用在精度要求,还有料厚比较大,要求比较高的冲裁模上了,硬质合金或者是对上面的材料进行镀覆(TiC)处理,增加表面硬度。
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其实如果想控制成本的话,个人意见还是从别的方面着手,如工艺:材料利用率
、工序复合、甚至是材料牌号等级等等。如果过分降低模具材料的性能会造成零件生产过程中出现的高返修、废品率甚至是模具的提前报废,得不偿失。模具材料选择一般参考批量意见零件要求来就可以了。
㈥ 影响空冷因素有哪些
影响空冷器冷凝效果的因素有:
环境温度、风叶片角度、风扇台数、翅片换热面积、电机运转频率等。
㈦ 模具回火后是出炉空冷好呢还是随炉冷还是其他方式
回火冷却和钢材的脆性区有关.象CR12高温回一般用油冷718类也是.8407.S136类回火空冷.看具体的情况定
㈧ 模具失效的特点
模具失效
冷热模具在服役中失效的基本形式可分为:塑性变形;磨损;疲劳;断裂。
(1)塑性变形。
塑性变形即承受负荷大于屈服强度而产生的变形。如凹模出现型腔塌陷、型孔扩大、棱角倒塌陷以及凸模出现镦粗、纵向弯曲等。尤其热作模具,其工作表面与高温材料接触,使型腔表面温度往往超过热作模具钢的回火温度,型槽内壁由于软化而被压塌或压堆。低淬透性的钢种用作冷镦模时,模具在淬火加热后,对内孔进行喷水冷却产生一个硬化层。模具在使用时,如冷镦力过大,硬化层下面的基底抗压屈服强度不高,模具孔腔便被压塌。模具钢的屈服强度一般随碳(c)的含量从某些合金元素的增多而升高,在硬度相同的情况下,不同化学成分的钢具有的抗压强度不同,当钢硬度为63HRC时,下列4种钢的抗屈服强度由高到低依次顺序为:W18Cr4V>Cr12>Cr6WV>5CrNiW。
(2)磨损失效。
磨损失效是指刃门钝化、棱角变圆、平面下陷、表面沟痕、剥落粘膜(在摩擦中模具工作表而粘了些坯料金属)。另外,凸模在工作中,由于润滑剂燃烧后转化为高压气体,对凸模表面进行剧烈冲刷,形成气蚀。
冷冲时,如果负荷不大,磨损类型主要为氧化,磨损也可为某种程度的咬合磨损,当刃口部分变钝或冲压负荷较大时,咬合磨损的情况会变得严重,而使磨损加快,模具钢的耐磨性不仅取决于其硬度,还决定于碳化物的性质、大小、分布和数量,在模具钢中,目前高速钢和高铬钢的耐磨性较高。但在钢中存在有严重的碳化物偏析或大颗粒的碳化物情况下,这些碳化物易剥落,而引起磨粒磨损,使磨损加快。较轻冷作模具钢(薄板冲裁、拉伸、弯曲等)的冲击,载荷不大,主要为静磨损。在静磨损条件下,模具钢的含碳量多,耐磨性就大。在冲击磨损条件下(如冷镦、冷挤、热锻等),模具钢中过多的碳化物无助于提高耐磨性,反而因冲击磨粒磨损,而降低耐磨性。
研究表明,在冲击磨粒磨损条件下,模具钢含碳量以O.6%为上限,冷镦模在冲击载荷条件下工作,如模具钢中碳化物过多,容易固冲击磨损而山现表面剥落。这些剥落的硬粒子将成为磨粒,加快磨损速度。热作模具的型腔表面,由于高温软化而使耐磨性降低,此外,氧化铁皮也起到磨料的作用,同时还有高温氧化腐蚀作用。
(3)疲劳失效。
疲劳失效的特征:模具某些部位经过一定的服役期,萌生了细小的裂纹,并逐渐向纵深扩展,扩展到一定尺寸时,严重削弱模具的承载能力而引起断裂。疲劳裂纹萌生于应力较大部位,特别是应力集中部位(尺寸过渡、缺口、刀痕、磨损裂纹等处),疲劳断裂时断门分两部分,一部分为疲劳裂纹发展形成的疲劳处破裂断面,呈现贝壳状,疲劳源位于贝壳顶点。另一部分为突然断裂,呈现不平整粗糙断面。
使模具发生疲劳损伤的根本原因为特环载荷,凡可促使表面拉应力增大的因素均能加速疲劳裂纹的萌生。
冷作模具在高硬状态下工作时,模具钢具有很高的屈服强度和很低的断裂韧性。高的屈服强度有利于推迟疲劳裂纹的产生,但低的断裂韧性使疲劳裂纹的扩展速率加快和临界长度减小,使疲劳裂纹扩展循环数大大缩短,因此,冷作模具疲劳寿命主要取决于疲劳裂纹萌生时间。
热作模具一般在中等或较低的硬度状态下服役,模具断裂韧性比冷作模具高得多,因此,在热作模具中,疲劳裂纹的扩展速度低于冷作模具,临界长度大于冷作模,热作模具疲劳裂纹的亚临界扩展周期较冷作模长得多,但热作模具表面受急冷,急热很易萌生冷热疲劳裂纹,热作模具的疲劳裂纹萌生时间比冷作模短得多,因此,许多热作模其疲劳断裂寿命主要取决于疲劳裂纹扩展的时间。
(4)断裂失效。
断裂失效常见形式有:崩刃、脶齿、劈裂、折断、胀裂等,不同模具断裂的驱动力不同。冷作模具、所受的主要为机械作用力(冲压力)。热作模所受除机械力外,还有热应力和组织应力,有许多热作模具的工作温度较高,又采用强制冷却,其内应力可远远超过机械应力,因此,许多热作模的断裂主要与内应力过大有关。
模具断裂过程有两种:一次性断裂和疲劳断裂。一次性断裂为模具有时在冲压时突然断裂,裂纹一旦萌生,后即失稳、扩展。它的主要原因为严重超载或模具材料严重脆化(如过热、回火不足、严重应力集十及严重的冶金缺陷等)。
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模具失效原因及预防措施
(1)结构设计不合理引起失效。
尖锐转角(此处应力集中高于平均应力十倍以上)和过大的截面变化造成应力集中,常常成为许多模具早期失效的根源。并且在热处理淬火过程中,尖锐转角引起残余拉应力,缩短模具寿命。
预防措施:凸模各部的过渡应平缓圆滑,任何役小的刀痕都会引起强烈的应力集中,其直径与长度应符合—定要求。
(2)模具材料质量差引起的失效。
模具材料内部缺陷,如疏松、缩孔、夹杂成份偏析、碳化物分布不均、原表面缺陷(如氧化、脱碳、折叠、疤痕等)影响钢材性能,
a.夹杂物过多引起失效。
钢中存在夹杂物足模具内部产生裂纹的根源,尤其是脆性氧化物和硅酸盐等,在热压力加工中不发生塑性变形,只会引起脆性的破裂而形成微裂纹。在以后的热处理和使用中访裂纹进一步扩展,而引起模具的开裂。此外,在磨削中,由于大颗粒夹杂物剥落造成表面孔洞。
b.表面脱碳引起失效。
模具钢在热压力加工和退火时,常常由于加热温度过高,保温时间过长,而造成钢材表面脱碳,严重脱碳的钢材在机械加工后,有时仍残留有脱碳层,这样在淬火时,由于内外层组织的不同(表面脱碳层为铁索体,内部为珠光体)造成组织转变不一致,而产生裂纹。
c.碳化物分布不匀,引起失效。
Crl2、Cr112MoV等模具钢含碳量和合金元素较高,形成了许多共晶碳化物,这些碳化物在锻造比较小时,易呈现带状和网状偏析,导致淬火时常出现沿带状碳化物分布的裂纹,模具在使用中裂纹进一步扩展,而造成模具开裂失效。
预防措施:钢在缎轧时,模具应反复多方向锻造,从而钢中的共晶碳化物击碎得更细小均匀,保证钢碳化物不均匀度级别要求。
(3)模具的机加上不当。
a
切削中的刀痕:模具的型腔部位或凸模的圆角部位在机加工中,常常因进刀太探而使局部留下刀痕,造成严重应力集中,当进行淬火处理时,应山集中部位极易产生微裂纹。
预防措施:在零件粗加工的最后一道切削中,应尽量减少进刀量,提高模具表面光洁度。
b
电加工引起失效。模具在进行电加工时,由于放电产生大量的热,将使模具被加工部位加热到很高温度,使组织发生变化,形成所谓的电加工异常层,在异常层表面由于高温发生熔融,然后很快地凝固,该层在显微镜下呈白色,内部有许多微细的裂纹,白色层下的区域发生淬火,叫淬火层,再往里由于热影响减弱,温度不高,只发生回火,称回火层。测定断面硬度分布:熔融再凝固层,硬度很高,达610~740HRC,厚度为30μm,淬火层硬度400~500HRC,厚为20μm。回火属高温回火,组织较软,硬度为380—400HRC,厚为10μm。
预防措施:①用机械方法去除开常层中的再凝固层,尤其是微观裂纹;②在电加工后进行一次低温回火,使异常层稳定化,以防微裂纹扩展。
c磨削加工造成失效。模具型腔面进行磨削加工时,由于磨削速度过大,砂轮粒度过细或冷却条件差等因素影响,均会导致磨削表曲过热或引起表面软化,硬度降低,使模具在使用中因磨损严重,或热应力而产生
磨削裂纹,导致早期失效。
预防措施:①采用切削力强的粗砂轮或粘结性差的砂轮;②减少工件进给量;③选用合适的冷却剂;④磨削加工后采用250~350℃回火,以除磨削应力。
(4)模具热处理工艺不合适。
加热温度的高低、保温时间长短、冷却速度快慢等热处理工艺参数选择不当,都将成为模具失效因素。
a.加热速度:模具钢中含有较多的碳和合命元素,导热性差,因此,加热速度不能太快,应缓慢进行,防止模具发生变形和开裂。在空气炉中加热淬火时,为防止氧化和脱碳,采用装箱保护加热,此时升温速度不宜过快,而透热也应较慢。这样,不会产生大的热应力,比较安全。若模具加热速度快,透热快,模具内外产生很大的热应力。如果控制不当,很容易产生变形或裂纹,必须采用预热或减慢升温加速度来预防。
b.氧化和脱碳的影响。模具淬火是在高温度下进行的,如不严格控制,表曲很易氧化和脱碳。另外,模具表面脱碳后,由于内外层组织差异、冷却中出现较大的组织应力、导致淬火裂纹。
预防措施:可采用装箱保护处理,箱内填充防氧化和脱碳的填充材料。
(1)冷却条件的影响。
不同模具材料,据所要求的组织状态、冷却速度是不同的。对高合金钢,由于含较多合金元素,淬透性较高,可以采用油冷、空冷甚至等温淬火和等级淬火等热处理工艺。
㈨ 注塑机冷却时间延长和缩短对塑件有什么影响
影响注射模冷却的因素很多,如塑件的形状和分型面的设计,冷却介质的种类、温度、流速,冷却管道的几何参数及空间布置,模具材料,熔体温度,塑件要求的顶出温度和模具温度、塑件和模具间的热循环交互作用等。
(1) 低的模具温度可降低塑件的成型收缩率。
(2) 模具温度均匀、冷却时间短、注射速度快可以减小塑件的翘曲变形。
(3) 对于结晶性聚合物,提高模具温度可使塑件尺寸稳定,避免后结晶现象,但是将导致成型周期延长和塑件发脆的缺陷。
(4) 随着结晶型聚合物的结晶度的提高,塑料的耐应力开裂性降低,因此降低模具温度是有利的。但对于高粘度的无定型聚合物,由于其耐力开裂性与塑件的内应力直接相关,因此提高模具温度和充模速度,减少补料时间有利的。
(5) 提高模具温度可以改善塑件的表面质量。 模具温度的确定注射成型工艺过程中,模具温度直接影响到塑料的充模、塑件的定型、模塑周期和塑件质量。而模具温度的高低取决于塑料结晶性、塑件尺寸与结构、性能要求以及其它工艺条件如熔料温度、注射速度、注射压力和模塑周期等。 对于无定型聚合物,其熔体在注入模腔后随着温度的降低而固化,但并不发生相的转变,模温主要影响熔体的粘度,即充模速率。因此,对于熔融粘度较低和中等的无定型塑料如聚苯乙烯、醋酸纤维素等,采用较低的模具温度可以缩短冷却时间。
㈩ 模具温度过高或过低会对产品产生什么影响压力过大或过小会对产品产生什么影响
单从模具温度来说,一般的话模温高的话会优化产品的注塑,提高产品的表面质量,降低注塑压力与注塑速度,减少产品的变形。针对不同的塑料适宜的模具温度是不同的,如果模具温度偏高则产品冷却不良,冷却时间偏长,生产效率下降,对模具的开合模与顶出均有影响,比如顶出复位困难,导柱、分型面等咬伤要死等,因为模具钢材有热胀冷缩。
注塑压力的话,注塑压力是配合着注塑速度来说的,限定注塑速度不变的话,则一定条件下压力越大产品注塑的越饱,也就是重量越重,产品变形会增大,模具寿命会降低。压力小的话则产品注射不满或有缩影、水波纹等缺陷