急冷急熱塑膠模具系統(tǒng)鋼材問題解析與對策

    近年來由於消費(fèi)性電子、光電產(chǎn)品、汽機(jī)車零組件的蓬勃發(fā)展，產(chǎn)品的開發(fā)週期相對縮短，尤其消費(fèi)性電子產(chǎn)品塑膠件著重質(zhì)輕、高亮面、薄殼應(yīng)用也變得是主流趨勢，且塑料添加30-50%玻璃纖維Glass Fiber增強(qiáng)機(jī)構(gòu)強(qiáng)度也愈來愈被接受且普遍。薄殼、塑料玻纖添加攸關(guān)塑膠射出模具鋼材模仁磨耗，抗壓強(qiáng)度等問題須賴模具鋼材技術(shù)評估，如採高速射出變模溫方法射出生產(chǎn)（RHCM，IHTC），冷熱模溫系統(tǒng)將對模仁鋼材韌性，抗壓強(qiáng)度，抗熱疲勞性，模座抗壓強(qiáng)度，模具系統(tǒng)鋼材熱傳導(dǎo)及熱膨脹系屬一致性等攸關(guān)終端產(chǎn)品輕、薄尺寸公差，變形變形等影響，正確評估選擇模具系統(tǒng)鋼材，才可有效率地解決產(chǎn)品與模具開發(fā)上的困難。

急冷急熱模具鋼材常見問題:

    以蒸汽式模具加熱方式，模具設(shè)計者常忽略模仁鋼材韌性，以冷卻水孔離模面距離較近可較快降溫而將冷卻水孔中心點(diǎn)從原先模板厚度中心朝模面，水孔上緣處距離約3-4mm處，因水孔離模面肉厚減少相對鋼性及韌性相對減少，加上模具射出應(yīng)力應(yīng)變產(chǎn)生水孔內(nèi)分解應(yīng)力增加，而增加模具從水孔延模面開裂風(fēng)險。

    模仁硬度太高問題，鋼材韌性與硬度相關(guān)函數(shù)關(guān)系，一般金屬硬度愈高，動態(tài)韌性值會相對較低。急冷急熱加熱法，如鋼材硬度較高且受應(yīng)力或分解剪應(yīng)力大時，熱活化能將會增加模具開裂風(fēng)險，適當(dāng)硬度，拋光性，增加韌性值將是折衷方法。

解決方案:

    對於變模溫或急冷急熱模具加熱射出成型生產(chǎn)，塑膠射出成型模具鋼材需評估：

          （1）鏡面鋼材：M333及W8PH鋼材抗彎曲強(qiáng)度：1600-1800N/mm2，硬度  HRC:40-45，減少射壓剪應(yīng)力應(yīng)變造成抗彎韌性破壞

          （2）鋼材鏡面度：M333 或W8PH，硬度HRC:40-45之間，#10000。

          （3）鋼材清凈度需達(dá)Press Electric Slag Melting等級以上（PESR等級以上，非金屬介 在物依DIN 50602 K1<5標(biāo)準(zhǔn)）。

          （4）不銹鋼鋼材熱傳導(dǎo)系數(shù)：M333 28W/mk ,100℃，金屬導(dǎo)電性或熱傳導(dǎo)性需較快者

          （5）冷卻水孔中心點(diǎn)離模面15mm以上避免韌性破裂風(fēng)險。

          （6）冷卻水質(zhì)需接近PH:7+/-0.5減少Pitting corrosion點(diǎn)狀腐蝕產(chǎn)生。

          （7）模仁真空熱處理工藝掌握，攸關(guān)薄型化塑膠射出公差要求，需謹(jǐn)慎評估淬火、深冷、回火參數(shù)條件，M333，W8PH均可達(dá)尺寸時效變寸量0.005mm以內(nèi)。

對於含PC含玻纖20-50%射出材料，模具鋼材模仁及模具系統(tǒng)需評估：

        模仁鋼材：M390 HRC:54-56，抗彎曲強(qiáng)度2700N/mm2，抵抗變模溫對對鋼材強(qiáng)度、韌性、耐磨性要求

          M390高耐磨性及耐蝕性要求，採梧濟(jì)公司熱處理工藝製程，提高模具耐 磨性

          模座鋼材：抗壓強(qiáng)度1500N/mm2 ，HRC:35-40，才可支撐模仁M390，HRC:54-56 高耐磨性及抗壓強(qiáng)度要求。

 結(jié)論

    由於消費(fèi)性電子產(chǎn)品日益追求輕、小、短、復(fù)雜度高，薄型化，交期快速趨勢，塑膠射出成型採異型水路設(shè)計漸被採用，主要目的以達(dá)復(fù)雜產(chǎn)品成型週期快速、有效冷卻效率提高，成型面無結(jié)合線，尺寸公差極小化等優(yōu)勢。模具鋼材的*化選擇及評估影響甚鉅。

模具鋼材需依不同產(chǎn)品應(yīng)用選擇適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に嚰澳＞咪摬牧弦煌鎸Ρ⌒突?，快速成型週期的塑膠射出件市場的挑戰(zhàn)。掌握此模具鋼材的關(guān)鍵因素，才可在競爭中持續(xù)保持，為射出成型產(chǎn)業(yè)架構(gòu)起新的競爭優(yōu)勢，開拓另一片藍(lán)海。