塑胶模具用钢讲述.ppt

課程名稱:塑膠模具用鋼 “鋼料成本”----冰山中的一角 “模具成本”與“整體模具系統成本” 設計階段對鋼料選用考慮事項 選用廠牌考慮要點 使用經驗及市場反應(品質) 有無符合所要求的鋼種及等級 有無材料庫存 交期及運輸 價格 常用模具鋼鐵型態 預硬的模具鋼和承塊 大組模具 模具對耐磨性的要求不高 高強度的承塊鋼/輔助底板 全硬性模具鋼 長期生產使用 抵抗某些塑料的刮傷性 對抗高鎖模壓力或射出壓力 耐腐蝕性模具鋼 塑膠模具受到腐蝕影響的途徑: 制模者對於鋼材性質綜合考慮要點 拋光性 加工性 耐磨性 抗壓強度 咬花性 耐蝕性 焊補性 韌性與剛性 熱處理性質 熱傳導性 拋光性 (a) 鋼鐵的純淨：在冶煉過程中，必須把非金屬矽、硫、磷及廢氣等雜質盡量除去，使鋼內避免偏析現象、氣孔針孔等缺陷。現今的模具用鋼都使用ESR(Electro Slag Remelting 電渣再融處理)方式以去除雜質，使鋼鐵變得純淨均勻。 (b) 鋼鐵的均質：鋼在其內混合某些少量的合金，並在適當的熱處理後，其顯微組織結構會變得均勻，而其晶粒也會很細緻，硬度分佈均一，如此才適合抛光。 (c) 鋼鐵的硬度：鋼的硬度約HRC30左右時即可得到良好的抛光亮度，此時大抵為變韌組織，適合一般的銑、車加工。若要得到更高的抛光性，則必須淬硬至更高的硬度，一般在HRC54左右為回火麻田散組織。 (d) 日本大同鋼PDS-3為類似SCM-440的鉻鉬合金鋼，預硬至約HRC28,適用於一般大中型模具；PDS-5(PX5)爲類似AISI P-20的析出硬化鋼，預硬至約HRC33，比PDS-3有較好的抛光性。瑞典ASSAB-718亦爲類似AISI P-20的預硬鋼。約HRC32 ，以上三種鋼因爲都是預硬鋼，所以厚度皆可達800mm左右，爲目前大型模具主要的使用鋼鐵。 (e) 日本大同鋼NAK-80主要使用較精致外觀或中小型透明塑膠品，預硬至約HRC40。 (f) 日本大同鋼S-STAR，瑞典ASSAB-STAVAX皆爲淬火型不銹鋼種，適合中小型鏡面級塑膠品使用，一般加工後須淬硬至約HRC54使用。 (g) 日本日立FDAC,大同DH2F爲SKD61的預硬鋼，適用於較小尺寸的元件，硬度約HRC40 ，另ASSAB-8407則為退火鋼，加工后淬火至約HRC48~52。 SPI拋光規格 加工性 (a) 一般而言，鋼內的合金(V、Cr、Mo等)和碳形成極硬的碳化合物，合金含量愈多愈難切削，此時可知不銹鋼最難切削。 (b) 加工工具例如銑刀多數爲高速鋼，硬度約HRC64，無法切削太硬的鋼，否則刀具壽命會太短，因此預硬鋼HRC40爲最高的硬度。 (c) 非預硬鋼爲退火狀態，硬度大多在HB200左右，此時刀具壽命當然會較長。 (d) 預硬至HRC40的鋼內通常含有硫、銅等形成所謂的快削鋼，但如此可能會影響到鋼的抛光性及咬花性等。 (e) 淬硬鋼一般於HRC54左右使用，此時只能以研磨、放電等方式加工。 耐磨性 (a) 普通的滑動機構使用不同的材質可減少表面磨損，但最主要的乃是硬度的高低左右了磨損的壽命，所以滑動部鑲入淬火至HRC55左右的SK3鋼板即可達到一般的要求，必要時可予表面硬化處理，效果更佳。 (b) 當樹脂含有玻璃纖維時，較容易磨損模穴表面而失去尺寸精度，此時模穴部的鋼即須有較硬的表面，例如滲氮或使用較高硬度的預硬鋼或使用淬火鋼。 抗壓強度 (a) 如果在分模面上，因鎖模力所造成的壓力小於鋼本身的壓應力，即不會産生凹陷變形。因此理想上分模面面積愈大，壓力即愈小，但面積愈大則加工面愈無法均勻分佈壓力，以致在分模線周圍因抵抗不了瞬間的射出壓力而有太大的間隙，樹脂即穿透而形成毛邊，因此分模面只要留到面積使鋼的抗壓應力強度稍大於鎖模壓力即可，其餘的必須逃料(約0.15mm左右)，同時，鎖模壓力也可確實均勻的集中於分模線周圍。 (b) 一般材料供應商建議在分模線周圍施以火焰硬化即可迅速提高硬度。 咬花性 (a) 咬花品質除咬花技術外，鋼本身的純淨、均質、硬度均一與否爲首要的因素。一般的模具鋼都有良好的咬花品質，值得注意的是，幾件塑膠品(例如上下蓋)組合在一起而須有同樣花紋時，必須使用同一種鋼，甚至同一塊鋼材，同一滾軋方向。 (b) 加入快削成分的預硬鋼，或是雜質的偏析作用，雜質聚集在晶粒邊界上，再經滾軋成長；長方向性，可能是咬花後常見的明顯條紋的主要原因。 (c) 根據經驗所知，ASSAB-718、PDS-3、PDS-5等咬花性相當穩定。 耐蝕性 (a) 對於含氫氯酸的PVC樹脂，或PS含少量的PVC時，即須注意其侵蝕程度。 若須要模具壽命長，即必須使用不銹鋼種PD-555，ASSAB-STAVAX等。 (b) 冷卻水使用一段時間後會銹蝕管壁而降低冷卻效果甚至