Műanyag öntőforma anyagok kiválasztása

1. Műanyag öntőformák munkakörülményei
A műanyag és műanyag fröccsöntő ipar fejlődésének köszönhetően a műanyag formákkal szemben támasztott minőségi követelmények egyre magasabbak. Emiatt fontos kutatási témává vált a műanyag öntőforma meghibásodásának és befolyásoló tényezőinek kérdése. A műanyag öntőformák fő munkarészei formázott részek, például domború formák és homorú formák, amelyek a műanyag forma üregét képezik, és műanyag alkatrészek különböző felületeit képezik, és közvetlenül érintkeznek a műanyaggal, tartós nyomást, hőmérsékletet, súrlódást, és korrózió.
2. A műanyag formaanyag meghibásodásának okának elemzése
A formagyártás általános folyamata magában foglalja a formatervezést, az anyagválasztást, a hőkezelést, a mechanikai feldolgozást, a hibakeresést és a telepítést. A vizsgálat szerint a penész tönkremenetelét okozó tényezők közül a felhasznált anyagok és a hőkezelés a főbb a forma élettartamát befolyásoló tényezők. Az átfogó minőségirányítás szempontjából a szerszámok élettartamát befolyásoló tényezők nem mérhetők polinomok összegeként, hanem több tényező szorzatának kell lenniük. Ezért a formaanyagok minősége és a hőkezelés különösen fontos a formagyártás teljes folyamatában.
Az öntőforma tönkremenetelének gyakori jelenségét elemezve a műanyag öntőformák kopáshibát, lokális deformációs tönkremenetelt és törési tönkremenetelt tapasztalhatnak a szervizelés során. A műanyag formák fontos meghibásodási formáit kopáshibára, helyi képlékeny alakváltozási hibára és törési hibára oszthatjuk.
3. Műanyag formaacél teljesítménykövetelményei A feldolgozóipar rohamos fejlődésével a műanyag öntőformák nélkülözhetetlen eszközei a műanyag fröccsöntésnek és feldolgozásnak, évről évre egyre nagyobb hányadát adják a teljes formagyártásnak. A nagyteljesítményű műanyagok fejlesztésével és folyamatos gyártásával a műanyagtermékek fajtái szaporodnak, felhasználási területeik bővülnek, a termékek a precíziós, nagyüzemi és komplexitás felé fejlődnek. A nagy sebességű fröccsöntő gyártás fejlődésével a formák munkakörülményei egyre bonyolultabbak.
1) Kopás és korrózió a formaüreg felületén
A műanyag olvadék bizonyos nyomás alatt áramlik a formaüregben, és a megszilárdult műanyag részek leválanak a formáról, súrlódást és kopást okozva a forma kialakított felületén. A műanyag öntőforma kopásának és meghibásodásának alapvető oka a forma és az anyagok közötti súrlódás. A kopás sajátos formája és folyamata azonban számos tényezőtől függ, mint például a nyomás, a hőmérséklet, az anyag alakváltozási sebessége és az öntőforma működés közbeni kenési állapota. Ha a műanyag öntőformákban felhasznált anyagok és hőkezelés indokolatlan, a műanyag formaüreg felületi keménysége alacsony, kopásállósága pedig rossz, ami abban nyilvánul meg: az üreg felületének mérete a kopás és deformáció miatt a tűréshatáron kívül esik. ; Az érdesítés hatására nő az érdesség értéke, romlik a felület minősége. Különösen, ha szilárd anyagokat használnak a formaüregbe való bejutáshoz, ez súlyosbítja az üreg felületének kopását. Ezenkívül a műanyag feldolgozás során az olyan alkatrészeket, mint a klór és a fluor felmelegítik, hogy korrozív HC1 és HF gázokká bomlanak le, ami korróziót és kopást okoz a műanyag formaüreg felületén, ami meghibásodáshoz vezet. Ha a kopással egyidejűleg kopásos sérülések is előfordulnak, amelyek károsítják a bevonatot vagy más védőrétegeket a formaüreg felületén, az elősegíti a korróziós folyamatot. Kétféle károsodás kereszthatása felgyorsítja a korróziót és a kopáskárosodást.
2) Plasztikus alakváltozási hiba
A műanyag modell üregének felületén fellépő nyomás és hő plasztikus alakváltozási kudarcot okozhat, különösen, ha kis formák dolgoznak nagy űrtartalmú berendezéseken, ami nagyobb valószínűséggel okoz túlterheléses plasztikus deformációt. A műanyag formákban használt anyagok szilárdsága és szívóssága nem megfelelő, ami alacsony deformációs ellenállást eredményez; A plasztikus deformáció meghibásodásának másik oka főként a formaüreg felületén lévő vékony keményedő réteg, az elégtelen alakváltozási ellenállás vagy a fázistranszformációs lágyulás, amely akkor következik be, amikor a munkahőmérséklet magasabb, mint a temperálási hőmérséklet, ami a forma korai meghibásodását eredményezi.
3) Törés
A törés fő oka a szerkezeti és hőmérséklet-különbségből adódó szerkezeti igénybevétel és hőfeszültség, illetve a nem megfelelő temperálás miatt a formában keletkező szerkezeti feszültség, amely az üzemi hőmérsékleten a maradék ausztenitet Martenzitté alakítja, helyi térfogat-tágulást okozva.
A műanyag formák munkakörülményei eltérnek a hideg sajtolóformákétól. Általában 150 fokos -200 fokon kell üzemeltetni őket, és amellett, hogy bizonyos nyomásnak vannak kitéve, a hőmérséklet hatását is ki kell bírniuk. Ugyanazon öntőforma többféle meghibásodást is okozhat, és még ugyanazon a formán is többszörös sérülések keletkezhetnek. A műanyag formák meghibásodási formáiból látható, hogy nagyon fontos a műanyag öntőforma anyagok ésszerű megválasztása és a hőkezelés, mivel ezek közvetlenül befolyásolják a forma élettartamát. Ezért a műanyag formákhoz használt acélnak meg kell felelnie a következő követelményeknek:
1) Hőállósági teljesítmény
A nagy sebességű alakítógépek megjelenésével a műanyag termékek működési sebessége felgyorsult. A 200 és 350 fok közötti formázási hőmérséklet miatt, ha a műanyag folyékonysága gyenge és a fröccsöntési sebesség gyors, a forma felületi hőmérséklete nagyon rövid időn belül meghaladhatja a 400 fokot. Az öntőforma pontosságának és minimális deformációjának biztosítása érdekében a formaacélnak nagy hőállósággal kell rendelkeznie.
2) Megfelelő kopásállóság
A műanyag termékek használatának bővülésével gyakran szükséges szervetlen anyagok, például üvegszálak hozzáadására a plaszticitás fokozása érdekében. Az adalékanyagok hozzáadásának köszönhetően a műanyag folyékonysága nagymértékben csökken, ami penészkopáshoz vezet. Ezért jó kopásállóság szükséges.
3) Kiváló vágási teljesítmény
Az elektromos kisülési megmunkáláson kívül a legtöbb műanyag fröccsöntő szerszám némi vágást és szerelőjavítást is igényel. A forgácsolószerszámok élettartamának meghosszabbítása érdekében a vágási folyamat során minimálisra csökkentik a keményedést. A penész alakváltozásának elkerülése és a pontosság befolyásolása érdekében remélhetőleg a feldolgozás során fellépő maradék feszültség minimálisra csökkenthető.
4) Jó hőstabilitás
A műanyag fröccsöntő szerszámrészek formája gyakran bonyolult és nehezen feldolgozható az oltás után, ezért a lehető legnagyobb mértékben jó hőstabilitású anyagokat kell kiválasztani.
5) Tükörfeldolgozási teljesítmény
Az üreg felülete sima, és az alakító felület tükörfelületre polírozást igényel, amelynek felületi érdessége kisebb, mint Ra0,4 μm. A műanyag préselt alkatrészek megjelenésének biztosítása és a szétszerelés megkönnyítése.
6) A hőkezelési teljesítmény
A penészhibás baleseteknél a hőkezelés okozta balesetek aránya általában 52,3 százalék, így a hőkezelés fontos szerepet játszik a formagyártás teljes folyamatában. A hőkezelési technológia minősége jelentős hatással van a forma minőségére. A hőkezelés általában kis alakváltozást, széles kioltási hőmérséklet-tartományt, túlmelegedésre való csekély érzékenységet és különösen nagy edzhetőséget és edzhetőséget igényel.
7) Korrózióállóság
Az alakítási folyamat során korrozív gáz szabadulhat fel, és korrozív gázokká bomlik, mint például HC1, HF stb., amelyek korrodálják a formát. Néha az öntőforma korrodálódik és megsérül a légáramlási nyílásnál, ezért szükséges, hogy a formaacél jó korrózióállósággal rendelkezzen.
4. Új típusú műanyag formaacél
Általában a műanyag formák normalizált 45-ös acélból vagy 40Cr-es acélból készülnek hűtéssel és megeresztéssel. A nagy keménységigényű műanyag formák acélból készülnek, például CrWMn vagy Crl2MoV. A magas munkahőmérsékletű műanyag formákhoz nagy szívósságú melegen megmunkáló formaacél választható. A műanyag üregek méretpontosságával és felületi minőségével szemben támasztott magasabb követelmények teljesítése érdekében a közelmúltban új formaacélok sorozatát fejlesztették ki.
1) Karburizált műanyag öntőacél
A karburált műanyag formaacélt elsősorban hideg extrudálással kialakított összetett üregekkel rendelkező műanyag formákhoz használják. Az ilyen típusú acél alacsony széntartalmú, és gyakran hozzáadják a Cr elemet. Ugyanakkor megfelelő mennyiségű Ni-t, Mo-t és v-t adnak hozzá, hogy javítsák a keményedést és a karburáló képességet. A hideg extrudálásos alakítás megkönnyítése érdekében az ilyen típusú acélnak nagy plaszticitással és alacsony deformációs ellenállással kell rendelkeznie izzított állapotban, és az izzítási keménységnek kisebbnek kell lennie, mint 1 00HBS. A hideg extrudálásos alakítás után karburálást és hűtési temperálást végeznek, és a felületi keménység elérheti a 58-62HRC-t. Külföldön léteznek speciális acélminőségek erre az acéltípusra, például a svéd 8416-os, illetve az Egyesült Államokban a P2 és P4. A 12CrNi3A és 12Cr2Ni4A acélt, valamint a 20Cr2Ni4A acélt gyakran használják Kínában, jó kopásállósággal, nincs összeomlás vagy felületi hámlás, és megnőtt a penész élettartama. Az acélban található cr, Ni, Mo és V elemek növelik a karburált réteg keménységét és kopásállóságát, valamint a mag szilárdságát és szívósságát.
2) Előedzett műanyag formaacél
Ennek az acéltípusnak a széntartalma 0,3 százalék -0,55 százalék , és az általánosan használt ötvözőelemek közé tartozik a Cr, Ni, Mn, v stb. Vágási képességének javítása érdekében olyan elemeket adtak hozzá, mint az s és a ca. Számos tipikus Y55CrNiMn MoVS (SMI) műanyag formaacélt fejlesztettek ki kutatás, bevezetés és fejlesztés során. Ez egy kínai fejlesztésű S-sorozatú szabadon vágható műanyag öntőacél, 35_ 40 HRC előkemény szállítási keménységgel, jó megmunkálhatósággal, feldolgozás után hőkezelés nélkül közvetlenül használható. Ni szilárd oldat hozzáadása erősíti és növeli a szívósságot, Mn és S hozzáadásával szabad vágási fázist képez MnS; Cr, Mo és V hozzáadásával az acél edzhetőségének növelése érdekében a 8Cr2S acél elegendő a precíziós formaacél könnyű vágásához.
3) Időben keményedő műanyag formaacél
Alacsony kobalttartalmú, kobaltmentes és alacsony nikkeltartalmú maraging acélt fejlesztettek ki. A MASI egy tipikus martenzites acél. 8150 C-os szilárd oldatos kezelés után a keménység 28-32HRC. Mechanikai feldolgozást végeznek, majd 4800 °C-on öregítik intermetallikus vegyületeket, például Ni3Mo-t és Ni3Ti-t, ami 48-52 HRC keménységet eredményez. Az acélnak nagy a szilárdsága és szívóssága, az öregedés során kis méretváltozások és jó a hegesztési javítási teljesítmény, de drága és nem túl népszerű Kínában.
4) Korrózióálló műanyag formaacél
A polivinil-kloridból (PVC), ABS-ből és tűzálló gyantából készült műanyag termékek az alakítási folyamat során lebomlanak, és maró hatású gázok keletkeznek, amelyek korrodálhatják a formát. Ezért a műanyag formaacélnak jó korrózióállósággal kell rendelkeznie. A külföldön általánosan használt korrózióálló műanyag öntőacélok közé tartozik a martenzites rozsdamentes acél és a csapadékedzésű rozsdamentes acél. Külföldi cégek, például az STSAX (4Crl3) és az A SSAB-8407 a svéd ASSAB-tól.