乳膠模具的工作條件與冷沖模不同,一般須在150°C-200°C下進行工作,除了受到一定壓力作用外,還要承受溫度影響。
現(xiàn)根據(jù)乳膠成型模具使用條件、加工方法的不同將乳膠模具用鋼的基本性能要求大致歸納如下:
1、足夠的表面硬度和耐磨性
乳膠模的硬度通常在50-60HRC以下,經(jīng)過熱處理的模具應有足夠的表面硬度,以保證模具有足夠的剛度。
模具在工作中由于乳膠的填充和流動要承受較大的壓應力和摩擦力,要求模具保持形狀的精度和尺寸精度的穩(wěn)定性,保證模具有足夠的使用壽命。
模具的耐磨性取決于鋼材的化學成分和熱處理硬度,因此提高模具的硬度有利于提高其耐磨性。
2、優(yōu)良的切削加工性
大多數(shù)乳膠成型模具,除EMD加工外還需進行一定的切削加工和鉗工修配。
為延長切削刀具的使用壽命,提高切削性能,減少表面粗糙度,乳膠模具用鋼的硬度必須適當。
3、良好的拋光性能
高品質(zhì)的乳膠制品,要求型腔表面的粗糙度值小。
例如,注塑模型腔表面粗糙度值要求小于Ra0.1~0.25的水平,光學面則要求Ra<0.01nm,型腔須進行拋光,減小表面粗糙度值。
為此選用的鋼材要求材料雜質(zhì)少、組織微細均一、無纖維方向性、拋光時不應出現(xiàn)麻點或桔皮狀缺陷。
4、良好的熱穩(wěn)定性
乳膠注射模的零件形狀往往比較復雜,淬火后難以加工,因此應盡量選用具有良好的熱穩(wěn)定性的,當模具成型加工經(jīng)熱處理后因線膨脹系數(shù)小,熱處理變形小,溫度差異引起的尺寸變化率小,金相組織和模具尺寸穩(wěn)定,可減少或不再進行加工,即可保證模具尺寸精度和表面粗糙度要求。
45、50牌號的碳素鋼具有一定的強度與耐磨性,經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后多用于模架材料。
高碳工具鋼、低合金工具鋼經(jīng)過熱處理后具有較高的強度和耐磨性,多用于成型零件。
但高碳工具鋼因其熱處理變形大,僅適用于制造尺寸小、形狀簡單的成型零件。
隨著塑料工業(yè)的發(fā)展,乳膠制品的復雜性、精度等要求愈來愈高,對模具材料也提出更高要求。
對于制造復雜、精密和耐腐蝕性的乳膠模,可采用預硬鋼(如PMS)、耐蝕鋼(如PCR)和低碳馬氏體時效鋼(如18Ni-250),均具有較好的切削加工、熱處理和拋光性能及較高強度。
此外,在選擇材料時還須考慮防止擦傷與膠合,如兩表面存在相對運動的情況,則盡量避免選擇組織結(jié)構(gòu)相同的材料,特殊狀況下可將一面施鍍或氮化,使兩面具有不同的表面結(jié)構(gòu)。