Plastikinių formų medžiagų pasirinkimas

1. Plastikinių formų darbo sąlygos
Dėl plastiko ir plastiko liejimo pramonės plėtros plastikinių formų kokybės reikalavimai tampa vis aukštesni. Todėl plastikinių formų gedimo problema ir įtakojantys veiksniai tapo svarbia tyrimo tema. Pagrindinės plastikinių formų darbinės dalys yra liejamos dalys, pvz., išgaubtos formos, įgaubtos formos ir kt. Jos sudaro plastikinių formų ertmę, formuoja įvairius plastikinių dalių paviršius ir tiesiogiai liečiasi su plastiku, atlaiko slėgį, temperatūrą, trintį ir koroziją. .
2. Plastikinių formų medžiagų gedimo priežasčių analizė
Bendras pelėsių gamybos procesas apima pelėsių projektavimą, medžiagų pasirinkimą, terminį apdorojimą, mechaninį apdorojimą, derinimą ir montavimą. Apklausos duomenimis, formoms naudojamos medžiagos ir terminis apdorojimas yra pagrindiniai veiksniai, darantys įtaką jų tarnavimo laikui. Visuotinės kokybės vadybos požiūriu veiksniai, turintys įtakos formų eksploatavimo trukmei, negali būti matuojami kaip daugianario suma, o kaip kelių veiksnių sandauga. Todėl liejimo medžiagų kokybė ir terminis apdorojimas yra ypač svarbūs visame formų gamybos procese.
Dėl įprasto pelėsių gedimo analizės reiškinio plastikinės formos gali susidėvėti, deformuotis ir lūžti eksploatacijos metu. Svarbūs plastikinių formų gedimo būdai gali būti suskirstyti į susidėvėjimą, vietinės plastinės deformacijos gedimą ir lūžių gedimą.
3. Sparčiai vystantis apdirbamajai pramonei, plastikinės liejimo formos yra nepakeičiamos plastiko liejimo apdirbimo priemonės, o jų dalis bendroje formų gamyboje kasmet didėja. Plėtojant ir nuolat gaminant aukštos kokybės plastikus, plastikinių gaminių rūšių daugėja, o jų panaudojimas plečiasi. Produktai tobulinami siekiant tikslumo, didelio masto ir sudėtingumo. Didelės spartos liejimo gamybos plėtra lėmė vis sudėtingesnes formų darbo sąlygas.
1) Formos ertmės paviršiaus susidėvėjimas ir korozija
Plastikinis lydalas teka formos ertmėje esant tam tikram slėgiui, o sukietėjusios plastikinės dalys išeina iš formos, sukeldamos formos liejimo paviršiaus trintį ir nusidėvėjimą. Pagrindinė plastikinių formų susidėvėjimo ir gedimo priežastis yra trintis tarp formos ir medžiagos. Tačiau specifinė nusidėvėjimo forma ir procesas yra susiję su daugeliu veiksnių, tokių kaip slėgis, temperatūra, medžiagos deformacijos greitis ir formos tepimo būklė eksploatacijos metu. Kai plastikinėse formose naudojamos medžiagos ir terminis apdorojimas yra nepagrįsti, formos ertmės paviršiaus kietumas yra mažas, o atsparumas dilimui yra mažas. Tai pasireiškia: matmenų nuokrypiais, atsirandančiais dėl formos ertmės paviršiaus nusidėvėjimo ir deformacijos; Šiurkštumo reikšmė didėja dėl purškimo, o paviršiaus kokybė pablogėja. Ypač kai į pelėsio ertmę patenka kietos medžiagos, tai padidins ertmės paviršiaus susidėvėjimą. Be to, apdorojant plastiką yra chloro, fluoro ir kitų komponentų, kurie kaitinant skyla į ėsdinančias dujas HC1 ir HF, sukeldami koroziją ir plastikinės formos ertmės paviršiaus susidėvėjimą, dėl ko sugenda. Jei tuo pačiu metu yra susidėvėjimo ir plyšimo pažeidimų, dėl kurių gali būti pažeista danga ar kiti apsauginiai sluoksniai pelėsių ertmės paviršiuje, tai paskatins korozijos procesą. Dviejų tipų pažeidimų sąveika pagreitina koroziją ir susidėvėjimą.
2) Plastinės deformacijos gedimas
Plastikinės formos ertmės paviršius, veikiamas slėgio ir karščio, gali sukelti plastinę deformaciją ir gedimą, ypač kai mažos formos veikia didelės talpos įrenginiuose, jos yra labiau linkusios perkrauti plastines deformacijas. Plastikinėse liejimo formose naudojamos medžiagos yra nepakankamai tvirtos ir kietos, atsparios deformacijai; Kita plastinių deformacijų gedimo priežastis yra ta, kad formos ertmės paviršiuje esantis kietėjantis sluoksnis yra per plonas, atsparumas deformacijai yra nepakankamas arba darbinė temperatūra yra aukštesnė už grūdinimo temperatūrą, todėl fazės transformacija suminkštėja ir forma anksti sugenda. .
3) Lūžis
Pagrindinė lūžių priežastis yra struktūrinis įtempis, terminis įtempimas arba nepakankamas grūdinimas dėl struktūros ir temperatūrų skirtumo. Esant darbo temperatūrai, likutinis austenitas virsta martensitu, sukeldamas vietinį tūrio išsiplėtimą ir audinių įtempimą formos viduje.
Plastikinių liejimo formų darbo sąlygos skiriasi nuo šalto štampavimo štampų darbo sąlygų, paprastai jas reikia veikti 150 laipsnių -200 laipsnių kampu. Be tam tikro slėgio, jie taip pat turi atlaikyti temperatūros poveikį. Toje pačioje formoje gali būti keli gedimo režimai ir net toje pačioje formoje gali atsirasti daug pažeidimų. Iš plastikinių formų gedimo režimų matyti, kad protingas plastikinių formų medžiagų pasirinkimas ir terminis apdorojimas yra labai svarbūs, nes jie tiesiogiai įtakoja formos tarnavimo laiką. Taigi, plastikinėms formoms naudojamas plienas turi atitikti šiuos reikalavimus:
1) Atsparumas karščiui
Atsiradus didelės spartos liejimo mašinoms, plastikinių gaminių veikimo greitis padidėjo. Kadangi liejimo temperatūra yra tarp 200-350 laipsnio, jei plastikas yra prastai tekantis ir liejimo greitis yra didelis, formuojamos formos dalies paviršiaus temperatūra per labai trumpą laiką viršys 400 laipsnių. Siekiant užtikrinti tikslumą ir minimalią formos deformaciją naudojimo metu, formos plienas turi turėti didelį atsparumą karščiui.
2) Pakankamas atsparumas dilimui
Plečiantis plastikinių gaminių naudojimui, į plastiką dažnai dedama neorganinių medžiagų, tokių kaip stiklo pluoštas, siekiant padidinti jų plastiškumą. Pridėjus priedų, plastikų takumas labai sumažėja, todėl pelėsiai susidėvi. Todėl būtina turėti gerą atsparumą dilimui.
3) Puikus apdirbamumas
Daugeliui plastikinių liejimo formų, be elektros iškrovos apdirbimo, reikalingas tam tikras pjovimo ir montuotojo remontas. Norint pailginti pjovimo įrankių tarnavimo laiką, pjovimo metu mažiau kietėja. Siekiant išvengti pelėsių deformacijos, turinčios įtakos tikslumui, tikimasi, kad liekamieji įtempiai apdorojimo metu gali būti kontroliuojami iki minimumo.
4) geras terminis stabilumas
Plastikinių įpurškimo formų dalių forma dažnai yra sudėtinga ir sunkiai apdorojama po grūdinimo, todėl reikėtų kuo labiau pasirinkti medžiagas, turinčias gerą terminį stabilumą.
5) Veidrodžio apdorojimo našumas
Formos ertmės paviršius yra lygus, o formavimo paviršius turi būti nupoliruotas į veidrodinį paviršių, kurio paviršiaus šiurkštumas yra mažesnis nei Ra{0}},4 μm, kad būtų užtikrinta plastikinių presuojančių dalių išvaizda ir būtų lengviau griovimas.
6) terminio apdorojimo efektyvumas
Nelaimingų atsitikimų, susijusių su pelėsių gedimu, atveju nelaimingų atsitikimų, kuriuos sukelia terminis apdorojimas, dalis paprastai yra 52,3%, todėl terminis apdorojimas yra svarbi viso pelėsių gamybos proceso dalis. Formos kokybei didelę įtaką turi terminio apdorojimo proceso kokybė. Paprastai reikalaujama, kad terminio apdorojimo deformacija būtų maža, gesinimo temperatūros diapazonas būtų platus, perkaitimo jautrumas būtų mažas, ypač esant dideliam grūdinimo kietumui ir kietumui.
7) Atsparumas korozijai
Formavimo proceso metu gali išsiskirti korozinės dujos, tokios kaip HC1 ir HF, ir termiškai suskaidyti, kad susidarytų korozinės dujos, kurios ėsdina pelėsį. Kartais pelėsiai gali rūdyti ir būti pažeisti oro srauto kanale, todėl būtina, kad formos plienas būtų gerai atsparus korozijai.
4. Naujas plastikinis liejimo plienas
Paprastai plastikinės formos yra pagamintos iš normalizuoto 45 plieno arba 40Cr plieno grūdinant ir grūdinant. Plastikinės formos, turinčios aukštus kietumo reikalavimus, yra pagamintos iš plieno, pavyzdžiui, CrWMn arba Crl2MoV. Plastikinėms formoms, kurių darbinė temperatūra yra aukšta, galima pasirinkti didelio tvirtumo karšto apdirbimo formų plieną. Siekiant patenkinti aukštesnius plastikinių formų ertmių matmenų tikslumo ir paviršiaus kokybės reikalavimus, neseniai buvo sukurta naujų formų plienų serija.
1) Karbonizuoto plastiko liejimo plienas
Karbonizuotas plastikinis liejimo plienas daugiausia naudojamas sudėtingų plastikinių formų su ertmėmis formavimui šaltuoju ekstruzijos būdu. Šio tipo plienas turi mažą anglies kiekį ir dažnai pridedamas su elementu Cr, kartu pridedant atitinkamą kiekį Ni, Mo ir V, kad pagerintų kietumą ir angliavandenių susidarymą. Siekiant palengvinti šalto ekstruzijos formavimą, šio tipo plienas turi turėti didelį plastiškumą ir mažą atsparumą deformacijai atkaitintoje būsenoje, o atkaitinto kietumas yra mažesnis arba lygus 100 HBS. Po šalto ekstruzijos formavimo atliekamas karbiuravimas ir grūdinimas, o paviršiaus kietumas gali pasiekti 58-62HRC. Užsienyje yra specializuotų šio plieno rūšių plieno rūšių, tokių kaip 8416 iš Švedijos, P2 ir P4 iš JAV ir tt 12CrNi3A ir 12Cr2Ni4A plienas, taip pat 20Cr2Ni4A, dažniausiai naudojamas šalies viduje. Jie turi gerą atsparumą dilimui, nesugriūva ar nesilupa paviršius ir pagerina formų tarnavimo laiką. Pliene esantys elementai Cr, Ni, Mo ir V padidina karbonizuoto sluoksnio kietumą ir atsparumą dilimui, taip pat šerdies stiprumą ir kietumą.
2) Iš anksto grūdintas plastikinis liejimo plienas
Šio tipo plieno anglies kiekis yra 0,3 % – 0,55 %, o dažniausiai naudojami legiravimo elementai yra Cr, Ni, Mn, V ir kt. Siekiant pagerinti jo apdirbamumą, tokie elementai kaip s ir buvo pridėta ca. Buvo sukurti ir pristatyti keli tipiniai plastiko liejimo plienai, Y55CrNiMn MoVS (SMI). SMI yra Kinijoje pagamintas S serijos lengvai pjaustomas plastikinis liejimo plienas, kuriam būdingas iš anksto grūdintas 35-40 HRC kietumas, geras pjovimo apdirbamumas ir neapdorojamas terminis apdorojimas, kurį galima naudoti tiesiogiai. Kieto Ni tirpalo pridėjimas, kad sustiprintų ir padidintų kietumą, ir pridėjus Mn ir S, kad susidarytų laisva pjovimo fazė MnS; Pridedant Cr, Mo ir V, kad padidėtų plieno kietumas, 8Cr2S plieno pakanka, kad būtų lengva pjauti tikslią liejimo formą.
3) Laikui kietėjantis plastikinis liejimo plienas
Sukurtas mažai kobalto, be kobalto ir mažai nikelio turintis martensitinis senstantis plienas, MASI yra tipiškas martensitinis senstantis plienas. Po apdorojimo 8150C tirpalu kietumas yra 28-32HRC. Po mechaninio apdorojimo ir 4800C senėjimo, senėjimo metu išsiskiria intermetaliniai junginiai, tokie kaip Ni3Mo ir Ni3Ti, todėl jų kietumas yra 48-52 HRC. Plienas pasižymi dideliu stiprumu ir kietumu, senėjimo metu keičiasi mažais dydžiais ir geru suvirinimo našumu, tačiau jis yra brangus ir nėra labai populiarus Kinijoje.
4) Korozijai atsparus plastikinis liejimo plienas
Plastikiniai gaminiai, pagaminti iš polivinilchlorido (PVC) ir ABS, kurių žaliava yra ugniai atspari derva, formavimo proceso metu suyra ir išskiria ėsdinančias dujas, kurios gali korozuoti pelėsį. Todėl būtina, kad plastikinis liejimo plienas būtų gerai atsparus korozijai. Užsienyje dažniausiai naudojami dviejų tipų korozijai atsparūs pelėsiniai plienai: martensitinis nerūdijantis plienas ir krituliais grūdinantis nerūdijantis plienas. Yra užsienio įmonių, tokių kaip STVAX (4Crl3) ir A SSAB-8407 iš ASSAB Švedijoje.