Pemilihan Bahan Cetakan Plastik

1. Kondisi kerja cetakan plastik
Karena perkembangan industri cetakan plastik dan plastik, persyaratan kualitas cetakan plastik menjadi semakin tinggi. Oleh karena itu, masalah kegagalan cetakan plastik dan faktor-faktor yang mempengaruhinya menjadi topik penelitian yang penting. Bagian kerja utama dari cetakan plastik adalah bagian yang dibentuk, seperti cetakan cembung dan cetakan cekung, yang membentuk rongga cetakan plastik untuk membentuk berbagai permukaan bagian plastik dan langsung bersentuhan dengan plastik, menahan tekanan, suhu, gesekan, dan korosi.
2. Analisis Penyebab Kegagalan Material Cetakan Plastik
Proses umum pembuatan cetakan meliputi desain cetakan, pemilihan material, perlakuan panas, pemrosesan mekanis, debugging, dan pemasangan. Menurut penyelidikan, bahan yang digunakan dan perlakuan panas adalah faktor utama yang mempengaruhi masa pakai cetakan di antara faktor-faktor yang menyebabkan kegagalan cetakan. Dari perspektif manajemen kualitas yang komprehensif, faktor-faktor yang mempengaruhi masa pakai cetakan tidak dapat diukur sebagai jumlah polinomial, tetapi harus merupakan produk dari banyak faktor. Oleh karena itu, kualitas bahan cetakan dan perlakuan panas sangat penting dalam keseluruhan proses pembuatan cetakan.
Menganalisis fenomena umum kegagalan cetakan, cetakan plastik dapat mengalami kegagalan keausan, kegagalan deformasi lokal, dan kegagalan patah selama servis. Bentuk kegagalan penting dari cetakan plastik dapat dibagi menjadi kegagalan aus, kegagalan deformasi plastik lokal, dan kegagalan retak.
3. Persyaratan kinerja untuk baja cetakan plastik Dengan pesatnya perkembangan industri manufaktur, cetakan plastik adalah alat yang sangat diperlukan dalam pencetakan dan pemrosesan plastik, dengan proporsi yang meningkat dari total produksi cetakan dari tahun ke tahun. Dengan pengembangan dan produksi berkelanjutan dari plastik berkinerja tinggi, jenis produk plastik meningkat, penggunaannya meluas, dan produk berkembang menuju presisi, skala besar, dan kompleksitas. Dengan perkembangan produksi cetakan berkecepatan tinggi, kondisi kerja cetakan menjadi semakin kompleks.
1) Keausan dan korosi pada permukaan rongga cetakan
Lelehan plastik mengalir di bawah tekanan tertentu di rongga cetakan, dan bagian plastik yang mengeras terlepas dari cetakan, menyebabkan gesekan dan keausan pada permukaan cetakan yang terbentuk. Penyebab mendasar dari keausan dan kegagalan cetakan plastik adalah gesekan antara cetakan dan bahan. Namun, bentuk dan proses keausan yang spesifik terkait dengan banyak faktor, seperti tekanan, suhu, kecepatan deformasi material, dan kondisi pelumasan cetakan selama operasi. Ketika bahan dan perlakuan panas yang digunakan dalam cetakan plastik tidak masuk akal, kekerasan permukaan rongga cetakan plastik rendah dan ketahanan ausnya buruk, yang diwujudkan sebagai: ukuran permukaan rongga di luar toleransi karena keausan dan deformasi ; Nilai kekasaran meningkat karena pengasaran, dan kualitas permukaan memburuk. Apalagi jika bahan padat yang digunakan masuk ke dalam rongga cetakan akan memperparah keausan permukaan rongga. Selain itu, selama pemrosesan plastik, komponen seperti klorin dan fluorin dipanaskan untuk terurai menjadi gas korosif HC1 dan HF, menyebabkan korosi dan keausan pada permukaan rongga cetakan plastik, yang menyebabkan kegagalan. Jika terjadi kerusakan keausan bersamaan dengan keausan, yang merusak pelapisan atau lapisan pelindung lainnya pada permukaan rongga cetakan, hal itu akan mendorong proses korosi. Aksi silang dari dua jenis kerusakan mempercepat korosi dan kegagalan keausan.
2) Kegagalan deformasi plastis
Tekanan dan panas pada permukaan rongga model plastik dapat menyebabkan kegagalan deformasi plastik, terutama ketika cetakan kecil bekerja pada peralatan tonase besar, yang lebih mungkin menyebabkan deformasi plastik yang berlebihan. Bahan yang digunakan dalam cetakan plastik memiliki kekuatan dan ketangguhan yang tidak memadai, sehingga ketahanan deformasinya rendah; Alasan lain untuk kegagalan deformasi plastik terutama karena lapisan pengerasan tipis pada permukaan rongga cetakan, ketahanan deformasi yang tidak mencukupi, atau pelunakan transformasi fase yang terjadi ketika suhu kerja lebih tinggi dari suhu temper, yang mengakibatkan kegagalan awal cetakan.
3) Fraktur
Alasan utama fraktur adalah tegangan struktural dan tegangan termal yang disebabkan oleh perbedaan struktur dan suhu, atau tegangan struktural yang dihasilkan dalam cetakan karena tempering yang tidak mencukupi, yang mengubah sisa austenit menjadi Martensit pada suhu layanan, menyebabkan ekspansi volume lokal.
Kondisi kerja cetakan plastik berbeda dengan cetakan cap dingin. Umumnya, mereka harus dioperasikan pada 150 derajat -200 derajat , dan selain mengalami tekanan tertentu, mereka juga harus menahan pengaruh suhu. Cetakan yang sama dapat mengalami berbagai bentuk kegagalan, dan bahkan pada cetakan yang sama, beberapa kerusakan dapat terjadi. Dari bentuk kegagalan cetakan plastik, dapat dilihat bahwa pemilihan bahan cetakan plastik yang masuk akal dan perlakuan panas sangat penting, karena secara langsung mempengaruhi masa pakai cetakan. Oleh karena itu, baja yang digunakan untuk cetakan plastik harus memenuhi persyaratan sebagai berikut:
1) Kinerja tahan panas
Dengan munculnya mesin pembentuk berkecepatan tinggi, kecepatan pengoperasian produk plastik semakin cepat. Karena suhu pencetakan berkisar antara 200 hingga 350 derajat, jika fluiditas plastik buruk dan kecepatan pencetakan cepat, maka akan menyebabkan suhu permukaan cetakan melebihi 400 derajat dalam waktu yang sangat singkat. Untuk memastikan keakuratan dan deformasi cetakan yang minimal selama penggunaan, baja cetakan harus memiliki ketahanan panas yang tinggi.
2) Ketahanan aus yang memadai
Dengan meluasnya penggunaan produk plastik, seringkali perlu menambahkan bahan anorganik seperti serat kaca untuk meningkatkan plastisitas. Karena penambahan aditif, fluiditas plastik sangat berkurang, menyebabkan keausan cetakan. Oleh karena itu, diperlukan ketahanan aus yang baik.
3) Kinerja pemotongan yang sangat baik
Selain pemesinan pelepasan listrik, sebagian besar cetakan cetakan plastik juga memerlukan beberapa pemotongan dan perbaikan yang lebih baik. Untuk memperpanjang masa pakai alat pemotong, pengerasan kerja diminimalkan selama proses pemotongan. Untuk menghindari deformasi cetakan dan mempengaruhi akurasi, diharapkan tegangan sisa selama pemrosesan dapat dikontrol seminimal mungkin.
4) Stabilitas termal yang baik
Bentuk bagian cetakan injeksi plastik seringkali rumit dan sulit untuk diproses setelah pendinginan, sehingga bahan dengan stabilitas termal yang baik harus dipilih sebanyak mungkin.
5) Kinerja pemrosesan cermin
Permukaan rongga halus, dan permukaan pembentuk membutuhkan pemolesan ke permukaan cermin, dengan kekasaran permukaan lebih rendah dari Ra0.4 μm. Untuk memastikan penampilan bagian yang ditekan plastik dan memfasilitasi demolding.
6) Kinerja perlakuan panas
Dalam kecelakaan kegagalan cetakan, kecelakaan yang disebabkan oleh perlakuan panas umumnya 52,3 persen, membuat perlakuan panas berperan penting dalam keseluruhan proses pembuatan cetakan. Kualitas teknologi perlakuan panas memiliki dampak yang signifikan terhadap kualitas cetakan. Secara umum, perlakuan panas memerlukan deformasi kecil, rentang suhu pendinginan yang lebar, sensitivitas rendah terhadap panas berlebih, dan kemampuan pengerasan dan pengerasan yang tinggi.
7) Ketahanan korosi
Selama proses pembentukan, gas korosif dapat dilepaskan dan terdekomposisi menjadi gas korosif, seperti HC1, HF, dll., yang menimbulkan korosi pada cetakan. Kadang-kadang, cetakan terkorosi dan rusak di lubang aliran udara, sehingga baja cetakan harus memiliki ketahanan korosi yang baik.
4. Jenis baru baja cetakan plastik
Umumnya, cetakan plastik terbuat dari baja 45 atau baja 40Cr yang dinormalisasi melalui pendinginan dan penempaan. Cetakan plastik dengan persyaratan kekerasan tinggi terbuat dari baja seperti CrWMn atau Crl2MoV. Untuk cetakan plastik dengan suhu kerja tinggi, baja cetakan kerja panas dengan ketangguhan tinggi dapat dipilih. Untuk memenuhi persyaratan yang lebih tinggi untuk akurasi dimensi dan kualitas permukaan rongga plastik, serangkaian baja cetakan baru telah dikembangkan.
1) Baja cetakan plastik karburasi
Baja cetakan plastik karburasi terutama digunakan untuk cetakan plastik dengan rongga kompleks yang dibentuk oleh ekstrusi dingin. Baja jenis ini memiliki kandungan karbon yang rendah dan sering ditambahkan dengan unsur Cr. Pada saat yang sama, jumlah Ni, Mo, dan v yang sesuai ditambahkan untuk meningkatkan kemampuan pengerasan dan kemampuan karburasi. Untuk memfasilitasi pembentukan ekstrusi dingin, baja jenis ini harus memiliki plastisitas tinggi dan ketahanan deformasi yang rendah dalam keadaan anil, dengan kekerasan anil Kurang dari atau sama dengan 1 00HBS. Setelah pembentukan ekstrusi dingin, perlakuan karburisasi dan quenching tempering dilakukan, dan kekerasan permukaan dapat mencapai 58-62HRC. Ada nilai baja khusus untuk jenis baja ini di luar negeri, seperti 8416 Swedia dan P2 dan P4 Amerika Serikat. Baja 12CrNi3A dan 12Cr2Ni4A, serta baja 20Cr2Ni4A, umumnya digunakan di Cina, dengan ketahanan aus yang baik, tidak ada keruntuhan atau pengelupasan permukaan, dan masa pakai cetakan yang lebih baik. Unsur cr, Ni, Mo, dan V dalam baja meningkatkan kekerasan dan ketahanan aus lapisan karburasi, serta kekuatan dan ketangguhan inti.
2) Baja cetakan plastik pra mengeras
Baja jenis ini memiliki kandungan karbon 0.3 persen -0.55 persen , dan elemen paduan yang umum digunakan antara lain Cr, Ni, Mn, v, dll. Untuk meningkatkan kemampuan pemotongannya, elemen seperti s dan ca ditambahkan. Beberapa baja cetakan plastik tipikal Y55CrNiMn MoVS (SMI) dikembangkan melalui penelitian, pengenalan, dan pengembangan. Ini adalah baja cetakan plastik potong bebas seri-S yang dikembangkan Cina dengan kekerasan pengiriman pra-keras 35_ 40 HRC, dengan kemampuan mesin yang baik, dapat digunakan langsung tanpa perlakuan panas setelah pemrosesan. Penambahan larutan Ni Solid memperkuat dan meningkatkan ketangguhan, penambahan Mn dan S untuk membentuk fasa pemotongan bebas MnS; Menambahkan Cr, Mo, dan V untuk meningkatkan kemampuan pengerasan baja, baja 8Cr2S cukup untuk memudahkan pemotongan baja cetakan presisi.
3) Waktu pengerasan baja cetakan plastik
Baja Maraging rendah kobalt, bebas kobalt, dan nikel rendah telah dikembangkan. MASI adalah baja maraging yang khas. Setelah perlakuan larutan padat pada 8150C, kekerasannya adalah 28-32HRC. Proses mekanis dilakukan, kemudian berumur 4800C untuk menghasilkan senyawa intermetalik seperti Ni3Mo dan Ni3Ti, menghasilkan kekerasan 48-52 HRC. Baja memiliki kekuatan dan ketangguhan yang tinggi, perubahan ukuran kecil selama penuaan, dan kinerja perbaikan las yang baik, tetapi harganya mahal dan tidak terlalu populer di Cina.
4) Baja cetakan plastik tahan korosi
Produk plastik yang terbuat dari polivinil klorida (PVC), ABS, dan resin tahan api terurai selama proses pembentukan untuk menghasilkan gas korosif yang dapat menimbulkan korosi pada cetakan. Oleh karena itu baja cetakan plastik dituntut memiliki ketahanan korosi yang baik. Baja cetakan plastik tahan korosi yang biasa digunakan di luar negeri termasuk baja tahan karat Martensitik dan baja tahan karat pengerasan presipitasi. Perusahaan asing seperti STSAX (4Crl3) dan A SSAB-8407 dari ASSAB di Swedia.