大多數(shù)的注塑模具都采用傳統(tǒng)的鋼級別制造蝶溶,如AISI P20首袍。但是近來有一種可代替AISI P20的鋼級別Superplast被開發(fā)出來嗤渔,該級別由于采用創(chuàng)新的冶金技術(shù)缭涣,獲得了與AISI P20級別完全不同的性能匆救。對于模具制造商而言,這一發(fā)展打破了固有的模具材料的選擇范圍热阁,從而能夠更加滿足塑料工業(yè)的特殊需求扭妖。
傳統(tǒng)的鋼通過碳與其他一些硬質(zhì)元素如鉻、鉬等的組合可提高其性能荡明。盡管在過去的幾十年里使用該方法獲得了滿意的結(jié)果捆革,但是隨著市場中新型聚合物的不斷涌現(xiàn),以及模具需求的不斷擴大着茸,這些材料開始顯示出某種局限性:近距離的檢查可以看出壮锻,凡是在厚部件中間其硬度都會發(fā)生下降,這在應用中是不能被接受的涮阔。
更為嚴重的是猜绣,模具制造商會在加工中面臨各種問題,如轉(zhuǎn)孔中出現(xiàn)高硬度點敬特、在銑加工中出現(xiàn)強烈的振動等等掰邢。因此,基于碳的冶金技術(shù)已不再是最好的選擇伟阔。模具制造商需要降低內(nèi)部成本以保持競爭力辣之。為了獲得持續(xù)的成功,他們不得不在制造過程中就將風險最小化皱炉。對于模具制造商和加工商來說召烂,選擇一個改進的鋼級別是解決上述問題的方法之一。
挑戰(zhàn)碳含量
既然碳是P20類型鋼的弱點之一娃承,那么一個解決辦法就是盡量限制碳的含量,而且成分的這種減少必須用添加昂貴的合金元素來補充怕篷,如鎳倒灰、鉻或鉬。
利用硼冶煉技術(shù)憎唯,只需添加少量的硼即可獲得和添加昂貴的合金元素一樣的效果茬蓝。該技術(shù)可使鋼的硬度達到300 HB,且具有優(yōu)良的均一性筛粘,即使部件厚度達到800mm也沒有問題桐夭。經(jīng)過數(shù)年的研究和優(yōu)化,該技術(shù)日臻成熟熊倡,并導致了這種改進型的鋼級別的誕生
硼冶煉的效果
由于冶煉只是一種途徑搅谆,因此最令我們感興趣的還是其所能達到的效果憾牵。
1、可加工性
使用降低了含碳量并預硬化至300HB的鋼的第一個論據(jù)阀温,就是機加工性能的改善以及相關成本的下降印脓。
用一臺汽車擋泥板模具進行試驗,粗加工時間縮短了33%啡笑。傳統(tǒng)的鋼要加工60h崇磁,而新級別鋼只需要加工40h。最終結(jié)果是機加工成本降低推姻。
2平匈、均勻性
提高了均一性是另一個優(yōu)勢。一方面在部件中部硬度沒有降低藏古,而且更重要的是在轉(zhuǎn)孔時不會再碰到高硬度點增炭,在化學腐蝕和拋光中也不會出現(xiàn)表面缺陷。
高硬度點是碳含量高的區(qū)域校翔,是在液態(tài)鋼固化過程中形成的弟跑。低碳鋼的優(yōu)勢是顯而易見的。這些高含碳點比其他的地方更硬防症,會引起拋光表面的偏差而產(chǎn)生缺陷孟辑,特別是在大面積表面這種缺陷更是清晰可見。
3蔫敲、可焊接性和熱傳導性
與傳統(tǒng)的P20級別相比饲嗽,改進的鋼提高了可焊接性,同時將熱傳導性能提高了15%~20%奈嘿。熱傳導性能的提高能夠顯著縮短成型周期貌虾。不過在塑料本身的熱傳導性能不好(制品厚的部分),塑料與鋼的接觸面積不大(平面的制品)翰蛔,或者與冷卻道相關的一些問題以及阻塞出現(xiàn)時革秩,都會使這一優(yōu)勢打一些折扣。
當模具制造商和加工商尋找合適的模具材料以改善性能痰汰、降低成本時焦赋,關注材料的加工性能、均一性凑戏、可焊接性和熱傳導性鲁磺,是找到正確答案的關鍵。經(jīng)過改進的低碳(用硼取代碳)并預硬化至300HB的鋼能夠為當今的模具制造商提供他們所正在尋求的這種益處裆机。
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