Materiālu izvēle plastmasas veidnēm

1. Plastmasas veidņu darba apstākļi
Pateicoties plastmasas un plastmasas liešanas nozares attīstībai, kvalitātes prasības plastmasas veidnēm kļūst arvien augstākas. Tāpēc plastmasas veidņu atteices problēma un ietekmējošie faktori ir kļuvuši par nozīmīgu pētniecības tēmu. Plastmasas veidņu galvenās darba daļas ir veidnes, piemēram, izliektas veidnes, ieliektas veidnes utt. Tās veido plastmasas veidņu dobumus, lai veidotu dažādas plastmasas detaļu virsmas un tiešā saskarē ar plastmasu, izturot spiedienu, temperatūru, berzi un koroziju. .
2. Plastmasas veidņu materiālu atteices cēloņu analīze
Vispārējais veidņu ražošanas process ietver veidņu dizainu, materiālu izvēli, termisko apstrādi, mehānisko apstrādi, atkļūdošanu un uzstādīšanu. Kā liecina aptauja, veidnēs izmantotie materiāli un termiskā apstrāde ir galvenie faktori, kas ietekmē to kalpošanas laiku. No kopējās kvalitātes vadības viedokļa faktorus, kas ietekmē veidņu kalpošanas laiku, nevar izmērīt kā polinomu summu, bet gan kā vairāku faktoru reizinājumu. Tāpēc veidņu materiālu kvalitāte un termiskā apstrāde ir īpaši svarīga visā veidņu ražošanas procesā.
No parastās pelējuma atteices analīzes parādības, plastmasas veidnēs ekspluatācijas laikā var rasties nodiluma, lokālas deformācijas un lūzuma bojājumi. Svarīgos plastmasas veidņu atteices veidus var iedalīt nodiluma atteicēs, lokālās plastmasas deformācijas kļūmēs un lūzuma kļūmēs.
3. Strauji attīstoties apstrādes rūpniecībai, plastmasas veidnes ir neaizstājams instruments plastmasas liešanas apstrādē, un to īpatsvars kopējā veidņu ražošanā ar katru gadu palielinās. Attīstoties un nepārtraukti ražojot augstas veiktspējas plastmasu, palielinās plastmasas izstrādājumu veidi, un to izmantošanas iespējas paplašinās. Produkti attīstās precizitātes, liela mēroga un sarežģītības virzienā. Ātrgaitas veidņu ražošanas attīstība ir radījusi arvien sarežģītākus darba apstākļus veidnēm.
1) Veidnes dobuma virsmas nodilums un korozija
Plastmasas kausējums plūst veidnes dobumā ar noteiktu spiedienu, un sacietējušās plastmasas daļas izplūst no veidnes, radot berzi un nodilumu uz veidnes formēšanas virsmas. Galvenais plastmasas veidņu nodiluma un sabojāšanās iemesls ir berze starp veidni un materiālu. Bet īpašā nodiluma forma un process ir saistīts ar daudziem faktoriem, piemēram, spiedienu, temperatūru, materiāla deformācijas ātrumu un veidnes eļļošanas stāvokli darbības laikā. Ja plastmasas veidnēs izmantotie materiāli un termiskā apstrāde ir nepamatoti, veidņu dobuma virsmas cietība ir zema un nodilumizturība ir slikta. Tas izpaužas kā: izmēru novirzes, ko izraisa veidnes dobuma virsmas nodilums un deformācija; Nelīdzenuma vērtība palielinās izplūšanas dēļ, un virsmas kvalitāte pasliktinās. Īpaši tad, ja tiek izmantoti cietie materiāli, lai iekļūtu veidnes dobumā, tas pastiprinās dobuma virsmas nodilumu. Turklāt plastmasas apstrādē ir hlors, fluors un citas sastāvdaļas, kas karsējot sadalās korozīvās gāzēs HC1 un HF, izraisot plastmasas veidnes dobuma virsmas koroziju un nodilumu, izraisot bojājumus. Ja vienlaikus ir nodiluma bojājumi, radot bojājumus pārklājumam vai citiem aizsargslāņiem uz veidnes dobuma virsmas, tas veicinās korozijas procesu. Divu veidu bojājumu mijiedarbība paātrina koroziju un nodiluma bojājumus.
2) Plastiskās deformācijas atteice
Plastmasas veidņu dobuma virsma zem spiediena un karstuma var izraisīt plastisku deformāciju un bojājumus, jo īpaši, ja mazas veidnes darbojas uz lielas tonnāžas iekārtām, tās ir vairāk pakļautas pārslodzei plastmasas deformācijai. Plastmasas veidnēs izmantotajiem materiāliem ir nepietiekama izturība un stingrība, kā arī zema deformācijas izturība; Vēl viens plastiskās deformācijas atteices iemesls ir tas, ka cietēšanas slānis uz veidnes dobuma virsmas ir pārāk plāns, deformācijas pretestība ir nepietiekama vai darba temperatūra ir augstāka par rūdīšanas temperatūru, kā rezultātā notiek fāzes transformācijas mīkstināšana un veidnes agrīna atteice. .
3) Lūzums
Galvenais lūzuma cēlonis ir struktūras spriegums, termiskais spriegums vai nepietiekama rūdīšana struktūras un temperatūras starpības dēļ. Darba temperatūrā atlikušais austenīts pārvēršas martensītā, izraisot lokālu tilpuma izplešanos un audu spriegumu veidnes iekšpusē.
Plastmasas veidņu darba apstākļi atšķiras no aukstās štancēšanas presformu darba apstākļiem, parasti tām ir jādarbojas 150 grādi -200 grādos. Papildus tam, ka tie tiek pakļauti noteiktam spiedienam, tiem ir arī jāiztur temperatūras ietekme. Vienai un tai pašai veidnei var būt vairāki bojājuma režīmi, un pat vienai un tai pašai veidnei var rasties vairāki bojājumi. No plastmasas veidņu atteices režīmiem var redzēt, ka ļoti svarīga ir saprātīga plastmasas veidņu materiālu izvēle un termiskā apstrāde, jo tie tieši ietekmē veidņu kalpošanas laiku. Tātad plastmasas veidnēm izmantotajam tēraudam jāatbilst šādām prasībām:
1) Karstumizturības veiktspēja
Līdz ar ātrgaitas formēšanas iekārtu parādīšanos ir palielinājies plastmasas izstrādājumu darbības ātrums. Tā kā formēšanas temperatūra ir no 200-350 grādiem, ja plastmasai ir slikta plūstamība un formēšanas ātrums ir liels, formētās veidnes daļas virsmas temperatūra ļoti īsā laika periodā pārsniegs 400 grādus. Lai nodrošinātu veidnes precizitāti un minimālu deformāciju lietošanas laikā, veidņu tēraudam jābūt ar augstu karstumizturību.
2) Pietiekama nodilumizturība
Paplašinoties plastmasas izstrādājumu izmantošanai, plastmasai bieži tiek pievienoti neorganiski materiāli, piemēram, stikla šķiedra, lai uzlabotu to plastiskumu. Sakarā ar piedevu pievienošanu plastmasas plūstamība ir ievērojami samazināta, izraisot pelējuma nodilumu. Tāpēc ir nepieciešama laba nodilumizturība.
3) Lieliska apstrādājamība
Lielākajai daļai plastmasas liešanas veidņu papildus elektriskās izlādes apstrādei ir nepieciešams noteikts griešanas un montiera remonts. Lai pagarinātu griezējinstrumentu kalpošanas laiku, griešanas procesā ir mazāka darba sacietēšana. Lai izvairītos no veidņu deformācijas, kas ietekmē precizitāti, ir cerība, ka apstrādes laikā atlikušos spriegumus var kontrolēt līdz minimumam.
4) Laba termiskā stabilitāte
Plastmasas iesmidzināšanas veidņu detaļu forma bieži ir sarežģīta un grūti apstrādājama pēc dzesēšanas, tāpēc pēc iespējas jāizvēlas materiāli ar labu termisko stabilitāti.
5) Spoguļu apstrādes veiktspēja
Veidnes dobuma virsma ir gluda, un veidnes virsma ir jānopulē līdz spoguļa virsmai, kuras virsmas raupjums ir mazāks par Ra{0}},4 μm, lai nodrošinātu plastmasas presēšanas daļu izskatu un atvieglotu. demontāža.
6) Termiskās apstrādes veiktspēja
Negadījumos ar veidņu bojāšanos termiskās apstrādes izraisīto negadījumu īpatsvars parasti ir 52,3%, tāpēc termiskā apstrāde ir svarīga visa veidņu ražošanas procesa sastāvdaļa. Termiskās apstrādes procesa kvalitātei ir būtiska ietekme uz veidnes kvalitāti. Parasti ir nepieciešams, lai termiskās apstrādes deformācija būtu maza, dzesēšanas temperatūras diapazons ir plašs, pārkaršanas jutība ir zema, īpaši ar augstu dzesēšanas cietību un rūdāmību.
7) Izturība pret koroziju
Veidošanas procesā var izdalīties korozīvas gāzes, piemēram, HC1 un HF, un tās termiski sadalās, veidojot kodīgas gāzes, kas korodē veidni. Dažreiz veidne var sarūsēt un tikt bojāta pie gaisa plūsmas kanāla, tāpēc veidņu tēraudam ir jābūt labam pretkorozijas pretestībai.
4. Jauns plastmasas veidņu tērauds
Parasti plastmasas veidnes tiek izgatavotas no normalizēta 45 tērauda vai 40 Cr tērauda, ​​izmantojot dzēšanu un rūdīšanu. Plastmasas veidnes ar augstām cietības prasībām ir izgatavotas no tērauda, ​​piemēram, CrWMn vai Crl2MoV. Plastmasas veidnēm ar augstu darba temperatūru var izvēlēties augstas izturības karstās apstrādes veidņu tēraudu. Lai izpildītu augstākās prasības attiecībā uz plastmasas veidņu dobumu izmēru precizitāti un virsmas kvalitāti, nesen ir izstrādāta virkne jaunu veidņu tēraudu.
1) Karbonizēts plastmasas veidņu tērauds
Karbonizēto plastmasas veidņu tēraudu galvenokārt izmanto sarežģītu plastmasas veidņu ar dobumiem aukstās ekstrūzijas formēšanai. Šim tērauda veidam ir zems oglekļa saturs, un to bieži pievieno ar elementu Cr, vienlaikus pievienojot atbilstošu daudzumu Ni, Mo un V, lai uzlabotu rūdāmību un karburēšanas spēju. Lai atvieglotu aukstās ekstrūzijas formēšanu, šāda veida tēraudam ir jābūt ar augstu plastiskumu un zemu deformācijas izturību atkausētā stāvoklī ar atkvēlināto cietību, kas ir mazāka par vai vienāda ar 100HBS. Pēc aukstās ekstrūzijas formēšanas tiek veikta karburēšana un rūdīšana, un virsmas cietība var sasniegt 58-62HRC. Ārzemēs šim tērauda veidam ir specializētas tērauda markas, piemēram, 8416 no Zviedrijas, P2 un P4 no Amerikas Savienotajām Valstīm utt. Vietnē parasti tiek izmantots tērauds 12CrNi3A un 12Cr2Ni4A, kā arī 20Cr2Ni4A. Tiem ir laba nodilumizturība, nav sabrukšanas vai virsmas lobīšanās, un tie uzlabo veidņu kalpošanas laiku. Elementi Cr, Ni, Mo un V tēraudā palielina karburētā slāņa cietību un nodilumizturību, kā arī serdes izturību un stingrību.
2) Iepriekš rūdīts plastmasas veidņu tērauds
Oglekļa saturs šāda veida tēraudā ir 0,3% - 0,55%, un parasti izmantotie leģējošie elementi ir Cr, Ni, Mn, V utt. Lai uzlabotu tā apstrādājamību, tiek izmantoti tādi elementi kā s un ca tika pievienoti. Tika izstrādāti un ieviesti vairāki tipiski plastmasas veidņu tēraudi, Y55CrNiMn MoVS (SMI). SMI ir Ķīnā ražots S sērijas viegli griežams plastmasas veidņu tērauds, kam raksturīga iepriekš rūdīta piegādes cietība 35-40 HRC, laba griešanas apstrādājamība un bez termiskās apstrādes pēc apstrādes, ko var izmantot tieši. Pievienojot Ni cieto šķīdumu, lai stiprinātu un palielinātu izturību, un pievienojot Mn un S, lai izveidotu brīvu griešanas fāzi MnS; Pievienojot Cr, Mo un V, lai palielinātu tērauda rūdāmību, 8Cr2S tērauds ir pietiekams, lai viegli grieztu precīzijas veidņu tēraudu.
3) Laika sacietēšanas plastmasas veidņu tērauds
Izstrādāts ar zemu kobalta saturu, bez kobalta un zemu niķeļa martensīta novecošanas tēraudu, MASI ir tipisks martensīta novecojošs tērauds. Pēc 8150C šķīduma apstrādes cietība ir 28-32HRC. Pēc mehāniskās apstrādes un 4800C novecošanas novecošanas laikā izdalās tādi intermetāliskie savienojumi kā Ni3Mo un Ni3Ti, kā rezultātā iegūst 48-52 HRC cietību. Tēraudam ir augsta izturība un stingrība, neliela izmēra izmaiņas novecošanas laikā un laba metināšanas veiktspēja, taču tas ir dārgs un nav īpaši populārs Ķīnā.
4) Pret koroziju izturīgs plastmasas veidņu tērauds
Plastmasas izstrādājumi, kas izgatavoti no polivinilhlorīda (PVC) un ABS ar ugunsizturīgiem sveķiem kā izejmateriālu, sadalās un veido korozīvas gāzes, kas var izraisīt veidni koroziju. Tāpēc ir nepieciešams, lai plastmasas veidņu tēraudam būtu laba izturība pret koroziju. Ārzemēs parasti tiek izmantoti divu veidu korozijizturīgi veidņu tēraudi: martensīta nerūsējošais tērauds un nokrišņu cietēšanas nerūsējošais tērauds. Ir ārvalstu uzņēmumi, piemēram, STVAX (4Crl3) un A SSAB-8407 no ASSAB Zviedrijā.