按照成型方式,可將塑料分為熱塑性塑料和熱固性塑料。熱固性塑料如膠木粉等,都是在加熱、加壓下進(jìn)行壓制并永久成型的。膠木模周期性地承受壓力,并在150~200℃溫度下持續(xù)受熱。熱塑性塑料如聚氯乙烯等,通常采用注射模成型,塑料是在單獨(dú)的加熱室加熱,然后以軟化狀態(tài)注射到較冷的塑模型腔中,施加壓力,從而使之冷硬成型。注射模工作溫度為120~260℃,工作時(shí)對(duì)模具型腔進(jìn)行通水冷卻,故受熱、受力及受磨損程度較輕。值得注意的是含有氯、氟的塑料,在壓制時(shí)會(huì)析出有害氣體,對(duì)模腔有較大的侵蝕作用。
塑料模具的制造成本高,材料費(fèi)用只占模具成本的極小部分,因此選用
鋼材時(shí),應(yīng)優(yōu)選選用工藝性能好、性能穩(wěn)定和使用壽命較長(zhǎng)的鋼種。具體對(duì)塑料模具提出如下要求。
(1)機(jī)械加工性能優(yōu)良 塑料模具的型腔的幾何形狀非常復(fù)雜,而且要求加工深孔、深溝槽、窄縫等難加工部位。鋼材必須具有易切削的性能,在選擇鋼材時(shí),如果其他條件都能滿足,則這一條件是最后選定時(shí)的依據(jù)。
(2)拋光性能優(yōu)良 無(wú)論何種塑料模具,其型腔的允許表面粗糙度極小,幾乎都要求能做到鏡面光澤。而要達(dá)到鏡面光澤,鋼材必須具有≥38HRC的硬度,最好為 40~46HRC,而達(dá)到55HRC為最佳。要達(dá)到鏡面光澤,首先鋼材中的夾雜物要盡量少,而且不能有氣泡存在,并且顯微組織均勻。在大量生產(chǎn)中用的模具,表面粗糙度也是重要條件。
(3)良好的表面腐蝕加工性 很多模具要求成型的塑件表面為各種其他物質(zhì)的花紋,如皮革、綢紋、布紋、精細(xì)圖案等,這就是要求鋼材的質(zhì)地細(xì)而均勻,否則腐蝕后的效果不佳。
(4)耐磨性和韌性好 塑料模具是長(zhǎng)期承受熱交變負(fù)荷的,而且又是長(zhǎng)期經(jīng)受摩擦的。如僅考慮其耐磨擦的一面,而不考慮其受熱交變負(fù)荷的一面,使用冷沖模具的高碳高合金鋼制造時(shí),必然會(huì)出現(xiàn)韌性不足而引起開裂。
(5)淬火性能好、變形小 塑料模具的型腔部分大都必須進(jìn)行熱處理,這就要求鋼材具有較好的淬透性和很小變形。一般熱塑性塑料成型用模具,采用調(diào)質(zhì)、預(yù)硬化等處理即可,而熱固性塑料成型用模具則必須淬硬。
(6)電火花加工性好 塑料模的凹型腔時(shí)常采用放電加工,放電加工后表面的硬化層要淺,以便于拋光。拋光塑料模型腔的時(shí)間越長(zhǎng),就會(huì)增大成本。在以手工拋光為主的情況,硬化層厚則拋光工時(shí)增大。