材料工程设计第9讲.ppt

14.铜合金塑料模具材料 用于塑料模具材料的铜合金主要是铍青铜，如ZCuBe2、ZCuBe2.4等 一般采用铸造方法制模，不仅成本低，周期短，而且还可制出形状复杂的模具。 铍青铜司通过固溶时效强化，固溶后合金处于软化状态，塑性较好，便于机械加工。经时效处理后，合金的抗拉强度可达1100~1300MPa，硬度可达40~42HHC。 铍青铜适用于制造吹塑模、注射模等，以及一些高导热性、高强度和高耐腐蚀性的塑料模具。利用被青铜铸造模具可以复制木纹和皮革纹，可以用样品复制人像或玩具等不规则的成形面。 15.铝（锌）合金塑料模具 铝合金的密度小，熔点低，加工性能和导热性都优于钢，其中铸造铝硅合金还具有优良的铸造性能，因此在有些场合可选用铸造铝合金来制造塑料模具，以缩短制模周期，降低制模成本。常用的铸造铝合金牌号有ZLl01等，它适于制造要求高导热率，形状复杂和制造周期短的塑料模具。形变铝合金LC9也是用于塑料模具制造的铝合金.由于它的强度比ZL101高，可制作要求强度较高且有良好导热性的塑料模具。 用于制作塑料模具的锌合金大多为Zn—4AI—3Cu共晶型合金，合金通过铸造方法易于制出光洁而复杂的模具型腔，并可降低制模费用和缩短制模周期。锌合金的不足之处是高温强度较差，且合金易于老化，因此锌合金塑料模具长期使用后易出现变形甚至开裂，这类锌合金适合制造注射模和吹塑模等。 16.渗碳钢塑料模的热处理特点 对于有高硬度、高耐磨性和高韧性要求的塑料模具，要选用渗碳钢来制造，并把渗碳、淬火和低温回火作为最终热处理。 对渗碳层的要求，一般渗碳层的厚度为0.8~1.0mm，当压制含硬顶填料的塑料时，模具渗碳层厚度要求为1.3~1.5mm，压制软性塑料时渗碳层厚度为0.8~1.2mm 渗碳层的碳含量为0.7％~1.0％为佳。若采用碳氮共渗，则耐磨性、耐腐蚀性、抗氧化、防粘性就更好。 渗碳温度一般在900~920℃之间，复杂型腔的小型模具可取840~860 ℃中温碳氮共渗。渗碳保温时间为1~10 h．具体应根据对渗层厚度的要求来选择。渗碳工艺以采用分级渗碳工艺为宜，即高温阶段900~920 ℃ 以快速将碳渗入零件表层为主．中温阶段820~840 ℃以增加渗碳层厚度为主，这样在渗碳层内建立均匀合理的碳梯度分布，便于直接淬火。 17.淬硬钢塑料模的热处理特点 形状比较复杂的模具，在粗加工以后即进行热处理，然后进而精加工，才能保证热处理时变形最小。对于精密模具，变形应小于0.05％。 塑料模具型腔表面要求十分严格，因此在淬火加热过程中至确保型腔表面不氧化、不脱碳、不浸蚀、不过热等，应在保护气氛炉中或在严格脱氧后的盐浴炉中加热。若采用普通箱式电阻炉加热，应在模腔面上涂保护剂，同时要控制加热速度。冷却时应选择比较缓和的冷却介质，控制冷却速度，以避免在淬火过程中产生变形、开裂而报废。一般以热浴淬火为佳，也可采用预冷淬火的方式。 淬火后应及时回火，回火温度要高于模具的工作温度，回火时间应充分，长短视模具材料和断面尺寸而定，但至少要在40~60min以上。 18.预硬钢塑料楔的热处理特点 预硬钢是以预硬态供货的，一般不需热处理．但有时需进行改锻，改锻后的模坯必须进行热处理。 预硬钢的预先热处理通常采用球化迟火，目的是消除锻造应力，获得均匀的球状珠光体组织，降低硬度，提高塑性，改善模坯的切削加工性能或冷挤压成形性能。 预硬钢的预硬处理工艺简单，多数采用调质处理，调质后获得回火索氏体组织。高温回火的温度范围很大，能够满足模具的各种工作硬度要求。由于这类钢淬透性良好，淬火时可采用油冷、空冷或硝盐分级淬火。 19.时效硬化钢塑料模的热处理特点 时效硬化钢的热处理工艺的基本工序分两步。第一步进行固溶处理，即把钢加热到高温，使各种合全元素溶入奥氏体中，完成奥氏体化后淬火获得马氏体组织；第二步进行时效处理，利用时效强化达到所要求的力学性能。 固溶处理加热一般在盐浴炉、箱式炉中进行，加热时间分别可取：1min/mm和2~2.5min/mm，淬火采用油冷，淬透性好的钢种也可空冷。如果锻造模坯时能准确控制终锻温度，锻造后可应接进行固溶淬火。 时效处理最好在真空炉中进行，老在箱式炉中进行，为防模腔表面氧化，炉内需通人保护气体．或者用氧化铝粉、石墨粉、铸铁屑，在续箱保护条件下进行时效。装箱保护加热要适当延长保温时间，否则难以达到时效效果。 20.塑料模县的表面处理 为丁提高塑料模具表面耐磨性和耐蚀性，常对其进行适当的表面处理. 塑料模具镀铬是一种应用最多的表面处理方法，镀铬层在大气中具有强烈的钝化能力，能长久保持金属光泽，在多种酸性介质少均不发生化学反应。镀层硬度达1000HV，因而具有优良的耐磨性。镀铬层还具有较高的耐热性，在空气中加热到500℃时其外观和硬度仍无明显变化。 渗氮具有处理