模具工业的快速发展对模具的质量提出了更高的要求,如何能够让模具在众多的要求下产出高质量的产品已经成为模具行业关注的焦点,因此,模具钢的选用就显得尤为重要。模具质量并不是一个简单的话题,它包括以下几方面:
1.维修成本、维修周期性等;
2.制品质量:即制品尺寸的稳定性、复合型,制品的表面粗糙度、制品材料的利用率等;
3.模具的使用维护:即模具是否属于方便使用的、脱模容易的、生产辅助时间尽可能短的等;
4.使用寿命:即在确保制品质量的前提下,模具所能完成的工作循环次数或生产的制品件数。
在以上四个方面中,主要的就是模具的使用寿命。影响模具使用寿命的主要因素有模具的结构设计、模具的工作条件、模具材料的选择及热处理、模具的制造工艺等。其中,模具材料的正确选择、恰当的热处理工艺至关重要。因此,塑料模具钢材的选择需要综合考虑以下的性能要求:
1、足够的强度和韧性,以防止模具在工作中的塑性变形和冲击损坏;
2、高的表面硬度和耐磨性,以防止模具在工作中的磨损和抵抗塑料的成形压力。塑料件的尺寸公差和表面粗糙度预成形零件的耐磨性有密切关系,尤其是成形中含有硬质填料的塑料,更要求模具具有很高的耐磨性;
3、有一定的耐热性,且线膨胀系数要小。模具一般都是在较高的温度下长期工作的,因而模具钢材必须具有相当的耐热性,过大的热变形将会影响成形塑料件的质量; 有较高的耐腐蚀性,尤其是成形聚氯乙烯和氟塑料时,它们在受热后要析出腐蚀性气体,对模具有强烈的腐蚀作用,因而要求钢材具有较高的耐腐蚀性。
4、加工性能好,热处理变形小。因为模具零件一般比较复杂,而在淬火以后加工又很困难,或根本就不能加工,所以在选择模具钢材时,应尽量选用组织致密、切削加工方便、热处理变形小的钢材。
5、抛光性能好。一般塑料件要求有良好的表面质量,因而模具的成形面必须研磨、抛光,并且成形面的表面粗糙度要低于塑料件的表面粗糙度2-3级,这样才能保证塑料件的外观并便于脱模。
6、皮纹性能好。常用的汽车内外饰件为了美化,在其表面增添了花纹图案,模具表面需要经过烂花处理。这就要求模具钢具有较好的光蚀刻花性能。
SSAB瑞典钢材集团的Toolox有三种材料,应用在塑料模具,能取代的以下材料:
1)Toolox33 : 2738,2311, 2312, 2738H 等;
2)Toolox40:NAK80, 2344,S136H,2083ESR,M300,H13ESR等
3)Toolox44:2344(HRC48-50),136/H(HRC50), 2083(HRC50),
其显著优势如下:
1) 尺寸稳定性:由于Toolox系列材料为预硬材料,而且内应力非常小,因此在模具加工过程中几乎不产生内应力,特别适合有高尺寸稳定性要求的塑料模具,尤其是适合取代非预硬,需要热处理的塑料硬模。
2) 硬度,耐磨性:Toolox系列材料为预硬材料,其中Toolox44材料为上硬的预硬模具钢.而且加工性能仍然很好。
3) 焊接性能:Toolox系列的材料由于特殊的成分设计,焊接性能非常优异,采用激光焊能取得非常好的效果。
4) 韧性:Toolox材料相比较同类型的其他材料,韧性好于对应的材料.抵抗急冷急热的效果其稳定,特别适合用到急冷急热技术的高要求塑料模具,能解决模具开裂的问题。
5) 蚀刻性能:由于晶粒度细小,而且杂质含量少,蚀刻性能非常优异,所做的拉丝效果非常好。
6) 抗腐蚀性能:Toolox材料抗腐蚀性能一般,如果模具具有抗腐蚀性能要求,需要做门的表面氮化-氧化处理,抗腐蚀效果非常好,但是如果不做表面处理工艺,抗腐蚀性能优于2344,NAK80等材料。
7) 高抛光性能,由于晶粒细小,杂质含量少,Toolox材料镜面性能非常好,而且所需抛光时间少,更容易抛光.