Yêu cầu vật liệu cho khuôn nhựa

Điều kiện làm việc của khuôn nhựa khác với khuôn dập nguội, thường yêu cầu hoạt động ở nhiệt độ 150 độ C-200 độ C. Ngoài việc phải chịu áp suất nhất định, chúng còn phải chịu được tác động của nhiệt độ. Dựa trên các điều kiện sử dụng và phương pháp xử lý khác nhau của khuôn đúc nhựa, các yêu cầu về tính năng cơ bản đối với thép dùng trong khuôn nhựa được tóm tắt đại khái như sau:
1. Đủ độ cứng bề mặt và chống mài mòn
Độ cứng của khuôn nhựa thường dưới 50-60HRC và các khuôn đã qua xử lý nhiệt phải có đủ độ cứng bề mặt để đảm bảo khuôn có đủ độ cứng. Do sự đổ đầy và chảy của nhựa, khuôn phải chịu ứng suất nén và ma sát đáng kể trong quá trình vận hành. Do đó, khuôn cần duy trì độ chính xác về hình dạng và độ ổn định kích thước để đảm bảo đủ tuổi thọ sử dụng. Khả năng chống mài mòn của khuôn phụ thuộc vào thành phần hóa học và độ cứng xử lý nhiệt của thép, do đó việc tăng độ cứng của khuôn có lợi cho việc cải thiện khả năng chống mài mòn của chúng.
2. Khả năng gia công tuyệt vời
Hầu hết các khuôn đúc nhựa đều yêu cầu sửa chữa cắt và lắp ráp nhất định ngoài quá trình xử lý EMD. Để kéo dài tuổi thọ của dụng cụ cắt, cải thiện hiệu suất cắt và giảm độ nhám bề mặt, độ cứng của thép khuôn nhựa phải phù hợp.
3. Hiệu suất đánh bóng tốt
Sản phẩm nhựa chất lượng cao yêu cầu giá trị độ nhám nhỏ trên bề mặt khoang khuôn. Ví dụ: giá trị độ nhám bề mặt của khoang khuôn ép phun bắt buộc phải nhỏ hơn Ra0.1-0.25, trong khi bề mặt quang học yêu cầu Ra<0.01nm. The cavity must be polished to reduce the surface roughness value. The steel selected for this purpose requires minimal impurities, fine and uniform microstructure, no fiber directionality, and no pitting or orange peel like defects during polishing.
4. Ổn định nhiệt tốt
Hình dạng các bộ phận trong khuôn ép nhựa thường phức tạp và khó gia công sau khi tôi. Vì vậy, nên chọn những loại có độ ổn định nhiệt tốt. Sau khi xử lý nhiệt, khuôn có hệ số giãn nở và biến dạng tuyến tính nhỏ, tốc độ thay đổi kích thước do chênh lệch nhiệt độ là nhỏ. Cấu trúc vi mô và kích thước khuôn ổn định, có thể giảm hoặc loại bỏ quá trình xử lý để đảm bảo độ chính xác về kích thước và yêu cầu về độ nhám bề mặt của khuôn.
Thép carbon loại 45 và 50 có độ bền và khả năng chống mài mòn nhất định, thường được sử dụng làm vật liệu khung khuôn sau khi xử lý tôi và tôi luyện. Thép công cụ carbon cao và thép công cụ hợp kim thấp có độ bền cao và khả năng chống mài mòn sau khi xử lý nhiệt và chủ yếu được sử dụng để tạo hình các bộ phận. Tuy nhiên, thép công cụ carbon cao chỉ thích hợp để sản xuất các bộ phận đúc có kích thước nhỏ và có hình dạng đơn giản do biến dạng xử lý nhiệt lớn.
Với sự phát triển của ngành nhựa, yêu cầu về độ phức tạp và độ chính xác của các sản phẩm nhựa ngày càng cao, đồng thời yêu cầu cao hơn đối với vật liệu khuôn. Để sản xuất khuôn nhựa phức tạp, chính xác và chống ăn mòn, thép được làm cứng trước (chẳng hạn như PMS), thép chống ăn mòn (chẳng hạn như PCR) và thép lão hóa martensitic carbon thấp (chẳng hạn như 18Ni-250) có thể được sử dụng, tất cả đều có khả năng cắt, xử lý nhiệt, đánh bóng tốt và độ bền cao.
Ngoài ra, khi lựa chọn vật liệu cũng cần lưu ý đến việc chống trầy xước, bám dính. Nếu có chuyển động tương đối giữa hai bề mặt, hãy cố gắng tránh chọn vật liệu có cùng cơ cấu tổ chức. Trong những trường hợp đặc biệt, một mặt có thể được mạ hoặc thấm nitơ để tạo cho hai mặt có cấu trúc bề mặt khác nhau.