模具选材教材

模具选材教材应用參考資料查表下，能夠本身選用正確的模具材料。应用參考資料查表下，能夠正確說明腐蝕性模具所应用的模具材料。材料選用：模具材料的選用適當與否，不只會直截了当影響到模具壽命、精度、加工性、價值與成本等有专门大年夜之影響，同时也會影響到製成品的品質。近年來塑膠模具隨著各種塑膠成品的急切须要，不只年年直線增长，同时在內容上也顯著地趨向於產量化，專業化以及周详化，為了達到模具品質的要求，除了模具在加工過程中之技術與設備為必備的條件外，對於模具所採用的材料也愈來愈有嚴格的要求。茲將模具材料的要求條件的種類、用法分述於後。在設計模具時，設計人員需先對今朝市情上及廠內現有的模具材料，徹底的有所明白得。模具所用的材料平日大年夜部差不多上屬於金屬材料，因此在選用模具材料時應考慮到產品的壽命，所採用的樹脂、模具的構造、零件的設計、製造價格、成形品的外觀、物性、尺寸精度以及物理與化學机能等身分。茲將選用模具材料的幾個原則供给給大年夜家作參考。機械加工性好銑削加工、研磨加工、放電加工等模具重要加工的加工性优胜。耐摩耗性佳此為影響模具壽命及模具精度的重要身分。韌性好模具零件薄肉部分或受衝擊部分需具此特点。耐蝕性優視成形材料有些會產生腐蝕性氣體，故模具須能耐這些氣體。熱處理特点好熱處理變形要小。價廉具市埸性，能快速而廉价地購得。别处加工性优胜研磨性好，轻易獲得鏡面，刻字等加工性佳，且無組織不一、硬度不勻等缺點。樹脂種類及模具材料選擇之關係：樹脂所要求模具鋼料之特点，諸如耐磨損性、耐腐蝕性、鏡面特点或預硬化特点等等，必須事先予以明確化，以便能夠適當地選用各種鋼材。請翻至下頁模具鋼材之全然特点，全然上以耐磨損性材料、耐腐蝕性材料、鏡面拋光型材料以及預硬鋼材等分類。下列敘述其特徵及其改进等級鋼材之情形。請翻至下頁耐磨損性鋼材針對一些混有玻璃纖維(glassfiber)或金屬粉末之強化型樹脂，其模具必須要求应用高強度及耐磨損性之材料。往常多应用SKD11等類似之材料，要求的是極小限度的熱處理變形量，現在，漸漸地被HPM31等鋼材所代替。

請翻至下頁表一樹脂用模具鋼材依用处之選用基準請翻至下頁用处代表的樹脂以及製品模具鋼材之要求特点適用之鋼材種類一样熱可塑性，熱硬化性樹脂一样聚醛樹脂耐隆類ABS電氣零件齒輪，軸承機械零件散熱器柵板高強度+耐磨損性HPM2HPM1FDAC以需求而定DACHPM31PP(聚丙烯)電扇用葉片基座紋理ABS汽車用內裝飾板音響器材護蓋上述+蝕紋加工性HPM2,HPM1周详飾紋用HPM17,HPM50透明物壓克力樹汽車尾燈上述+高級拋光加工性HPM17,HPM50HPM38(高級拋光)HPM1(一样拋光)混入玻璃纖維可塑性，熱硬化性樹脂熱可塑性PE(聚乙烯)ABSPC電子零件汽車用內裝飾板電動对象外殼高度之耐磨損性HPM1DACSLD熱硬化性碳酸樹脂尿素樹脂氮化石灰樹脂齒輪類，電氣零件餐具化粧品UL規格用(添加難燃劑型等)ABC聚苯乙烯電視機外殼，陰極射線管覆蓋音響器材基板適度之強度+耐蝕性HPM38PVC聚氯乙烯電話器，漏水管，絕緣管，接頭耐蝕性HPM38

耐腐蝕性請翻至下頁聚氯乙烯類(polyvinylchloride)、難燃樹脂、氟素樹脂、發泡樹脂等，均要求模具鋼材的耐腐蝕性。請翻至下頁鏡面加工特点光學用塑膠鏡片，大年夜形透亮覆蓋零件類以及彩色樹脂用於表現鮮明色色彩之射出成形時，都须要高度的鏡面加工特点。這種鋼材起重要求的须要條件是不允許發生氣泡的特点，是以鏡面加工用鋼料，平日多係樹脂成形用專用鋼材，同时係採用专门消融法製造而成。預硬化型鋼料預硬鋼（調質鋼），在模具直截了当加工後即可应用，能够幸免因熱處理時所發生的一切困擾。同时由於硬度分佈均一之故，鏡面加工及蝕紋加工時不轻易發生不均之現象。非磁性用磁性塑膠(成形時，由於射出成形作業中磁場對模具鋼料之影響，是以應選用非磁性特点之鋼料為宜，適當之鋼料有YHD50(HRC42-47)、(SUS304+氮化)等优胜的非磁性及高耐磨損性。蝕刻加工所须要应用的鋼材請翻至下頁施以蝕紋加工的製成品，從汽車到家電、化粧品、其他塑廣泛地被应用著。所应用的模具也由超大年夜型至小型等種類繁多。此類蝕紋加工所应用鋼材的须要條件乃在於一品質的别处加工特点。請翻至下頁蝕紋的加工道理，乃是应用化學葯品，因浸蝕感化而使模具别处產生各種花紋的飾樣。浸蝕程度所引起飾紋之不合，可依飾紋樣板來決定，平日可分類為一样飾紋、皮革飾紋、周详飾紋等。蝕刻加工用的鋼材特点條件有：优胜的淬火特点，能够獲得由外至內均一的熱處理硬度。鋼材中所含一次析出碳化物粒子應當分布均勻且細小。鋼材中偏析存在的非金屬介在物成分應保持最低限度，亦即鋼料應採用专门消融法之製造材料。鋼估中應不存有快削之元素。或是調節快削成分元素及各合金成分之含量，以使快削之特点消掉時亦可。须要耐蝕性之模具所必須应用之鋼材：請翻至下頁聚氯乙烯樹脂以及家庭電器製品所应用的難燃性樹脂，或密合墊、電線絕緣套等所应用的氟素樹脂，或其它發泡性樹脂原料等等。塑料在射出成形時，常引發腐蝕性之氣體，都屬於易於在成型中引發腐蝕氣體的樹脂原料。這些樹脂原料所应用的模具腐蝕問題，便天然而然地發生了。請翻至下頁耐腐蝕最好的對策是应用不銹鋼料。比来則除了耐蝕性之外，更結合了耐磨損性、熱處理變形防止特点等考慮身分。要求鏡面加工時须要应用之模具鋼材：請翻至下頁光學用塑膠鏡片、大年夜型透亮覆蓋等必須具備透亮特点的樹脂以及化粧品盒等运器具備色彩之樹脂等，都必須应用一些能夠加工获得鮮明别处或高度鏡面加工特点，再兼具適當的機械特点等模具鋼材。請翻至下頁一、晦气於鏡面加工特点之各種身分非金屬性介在物因专门消融法所製成鋼估中所存在的矽酸鹽、鋁、硫化錳等化學物都會給與鏡面加工特点晦气之影響。改良之方法，可改用真空消融法等专门法來製造鋼料。因熱處理而變為粗劣之組織及氣孔淬火用之鋼材，在加熱至淬火须要溫度以上而施以淬火冷卻時，即產生晶粒之粗化，而使組織形成粗大年夜劣化之現象。应用這種熱處理後之鋼料，施以鏡面加工時，極可能產生縐紋狀等略為起伏狀態之别处。此時，若再加以熱處理產生脫碳時，則在施加鏡面加工時，將會發現氣孔現象。脫碳氣孔將分布於拋光之全體加工之鏡面上，無纖維狀態是其特徵之一。淬火組織之變化S50C、SCM3級之鋼料於淬火後，在鋼材表層及內部組織之間，有相當之差異的硬度分布狀態，是以专门難在研磨時獲得均一之鏡面特点如圖３所示。這種現象與专门鋼料所不合的是，由於淬火性較差之故，使得鋼材心部（中间部）極易產生肥粒鐵及層狀的波來鐵之故。二、鏡面加工特点及材料鏡面加工特点，原則上雖然受到合金元素成分的多寡及模具鋼材硬度之影響，但全然上被施以高硬度處理之鋼材，較易達到鏡面性进步的要求。請翻至下頁鏡面特点之辨论能够由圖４中，轻易地加工區別，个中最佳鏡面特点的鋼材YAG，在光學鏡片的应用上最具備優良的机能。請翻至下頁其次是，应用在泛用塑膠鏡片或影碟機，或光碟(雷射)唱盤中等高級鏡面需求的產品模具上的HPM38亦是極為優秀的鋼料。光學鏡片光學鏡片高靭性用耐蝕用鏡面用HPM17HPM2HPM1HPM50HPM31HPM38YAG耐磨損用周详熱處理用汽車家電用品一样模具鏡面用周详飾紋用33405060#14000800030001000鏡面加工(砂粒編號)硬度(HRC)圖4HPM系列鋼材的鏡面加工特点區分三、機械性質及材料何謂具備快削性的模具用鋼材：請翻至下頁近年來由於塑膠模具已逐漸應用在類似汽車、家電器具、事務機器等大年夜型製品上，是以在需求增长而導致模具鋼材，除了要求縮短進貨刻日以外，並要求減少熱處理上的工時，結果導致預硬鋼材的大年夜量应用。然则假如应用現有通俗構造用鋼時，當施以預先硬化熱理而達到HRC30~40以上時，則必大年夜大年夜地減少低其被削性，結果導致加工工時的进步。請翻至下頁鋼料别处處理之種類及其特点：請翻至下頁隨著比来樹脂材本身高強度化、耐熱化等特点長足的進步，模具鋼料則更被要求比以往更高的耐磨性、耐蝕性，然则。由於要在耐磨性及耐蝕性達到兩全其美的境域，仍舊专门困難之故，最終的作法，只好依附合併应用别处處理的方法。专门幸運的是，比来的别处處理技術顯示飛躍的進步，種種别处處理上的技術問題，如耐磨性、耐蝕性、耐氧化性、密著性、因别处處理加熱引起的變形、耐燒焦性、耐疲勞強度等已逐漸地被解決。請翻至下頁表五顯示别处處理法之種類，碳化物皮膜鍍膜處理法之比較，别处處理之硬及硬化深度等别处處理方法之特点比較.表五别处熱處理的方法分類别处處理法供給物形成層化學的方法廣散滲碳固體滲碳、氣體滲碳、離子滲碳、氯酸鹽滲碳、真空滲碳。C碳化物+擴散層氮化氣體氮化、氣體軟氮化、氯酸鹽化、離子氮化。N氮化物+擴散層滲碳S硫化物滲硫氮化硫化法S+N硫化物+氮化物水蒸氣處理O氧化物滲硼滲矽滲鋁滲鉻粉末法，塗附法溶融氯化鹽浸漬，溶融氯化鹽電解BSiAlCr硼擴散層矽擴散層鋁擴散層鉻固溶體溶融氯酸鹽法(厚膜)(TD法度榜样)金屬碳化物物理的方法蒸著化學蒸著(CVD)金屬鹽碳酸氣+氮氣氧氣碳化物氮化物氧化物電鍍電氣鍍膜，無電解鍍膜金屬電鍍金屬層蒸著真空蒸著噴射法離子鍍膜(PVD)活性化反應蒸著反應性噴射高週波噴射RF離子鍍膜HCD離子鍍膜金屬碳酸氣+氮氣氧氣碳化物氮化物氧化物放電硬化浸透處理WCWC+擴散層溶射氣體溶射、電弧溶射、電氣溶線溶射、粉未溶射。金屬、碳化物、氧化物金屬、碳化物、氧化物鍍金金屬混淆物離子注入金屬合金層别处熱處理高週波淬火、火焰淬火、電射淬火硬化層别处處理方法之種類現在，較被採用於塑膠模具上鋼材的别处處理方法以屬於擴散法的氮化别处處理，及溶融鹼性槽浸透法為主。其他如物理的蒸著鍍模之PVD法及化學蒸著鍍膜的CVD法也漸漸被採用。碳化物皮膜處理法之比較請翻至下頁溶融氯化鹽法，CVD，PVD之别处皮膜處理法之比較如表７所示。請翻至下頁别处處理之硬度及硬化深度全然上应用浸透處理法所获得的多為較低硬度之别处。然则硬化深度卻較深。相反的，蒸著處理法之硬度較高，但硬化深度卻較淺。（如圖６）四别处處理方法之比較請翻至下頁塑模鋼材别处處理之結論如表七敘述一样，對於须要优胜耐磨損，耐腐蝕等塑膠模具，以碳化物被覆的處理法較為適當，而一样耐磨損，一样耐腐蝕的塑膠模具來說則能够应用平日採用的氮化别处處理法。請翻至下頁表七碳化物被覆處理法之比較溶融鹽法CVDPVD方法處理溫度800~1100C800~1100C600C以下處理時間2~8hr1~3hr約1hr被覆物質VC，NbC，，Fe-Cr碳化物、氮化物氧化物、硼化物碳化物、氮化物氧化物、硼化物被處理材形狀複雜形狀可複雜形狀可對蒸發源言，陰極部份無法產生著之作兼用化學成分銅(0.3%C以上)低融點物質不合玻璃、非鐵等均可後處理可處理並同時淬火，高速鋼要再淬火再回火。必須再淬火再回火(对象鋼应用時)高速鋼處理後即可应用。不必高溫回火(500C以上)之鋼種须要再淬火再回火。變形小徑材5大年夜徑材10(有熱理處變形)3~5(有熱處理變形)专门少被覆模特点膜厚數~10數數~數mm程度A~數硬度HV1000以上(依鍍膜物質而不合)HV1000以上(依鍍膜物質而不合)HV1000以上(依鍍膜物質而不合)密著性优胜(有擴散層)优胜(有擴散層)密著性仍有不安定之現象請翻至下頁對於周详耐磨損，耐蝕型的塑膠模具，能够应用PVD别处處理方法，然则對於一些在射出成形時局部感触感染大年夜熱量之沖擊時的大年夜型模具，由於模具構造複雜之故，於鎖模時，在合模線上極易產生偏負載而發生應力集中的現象。此種狀況，以应用浸透處理法或CVD方法較佳。請翻至下頁000.20.44000300020001000碳化物被膜處理放電硬化滲硼處理浸透硬度()HV硬化深度(mm)圖６各種别处處理法之硬度及硬化深度之關係表八各種别处處理方法之特点比較處理法特点氮化碳化物被覆浸硼電鍍鉻浸透溶融鹽CVDPVD耐磨損性~~耐燒焦性~~~靭性疲勞強度~~~耐熱性~~~耐蝕性~耐剝離性熱處理變形形狀、大年夜小之限制請翻至下頁(最佳，优胜、通俗、不佳)請翻至下頁電腦輔助塑膠模具設計製造才能本位訓練教材材請翻至下頁料請翻至下頁選用附錄編號：PM-CPM0203附表三模具構造零件適用材料表項目零件名稱材料熱處理硬度1零件側固定板SS41,SS50,S25C~S55C鍛壓，正常化或淬回火2固定側型模板S50C,S55C,SCM4,SK7退火，正常化或淬回火3可動側型模板S50C,S55C,SCM4,SK7退火，正常化或淬回火4流道剝料板S50C,S55C,SCM4,SK7退火，正常化或淬回火5剝料板S50C,S55C,SCM4,SK7退火，正常化或淬回火6承板S50C,S55C,SCM4,SK7退火，正常化或淬回火7間隔塊SS41,SS50,S25C~S55C鍛壓，正常化或淬回火8頂出板SS41,SS50,S25C~S55C鍛壓，正常化或淬回火9可動側固定板SS41,SS50,S25C~S55C鍛壓，正常化或淬回火10心型S50C,S55C,SCM4,SK7,SNC3,SKS2,SKD11,SKD61正常化，退火或淬火回火11定位環S50C,S55C,SK7鍛壓或正常化，退火12注道襯套SK5~SK7,SCM4正常化或淬火回火13導銷SK3,SK5,SUJ2,SKS2,SKS3淬火回火14導銷襯套SK3,SK5,SUJ2,SKS2,SKS3淬火回火15注道抓套SK3~SK5,SKS2,SKS3,SACM1淬火回火，或氮化16頂出銷SK3~SK5,SKS2,SKS3,SACM1淬火回火，或氮化17頂出套筒SK3~SK5,SKS2,SKS3,SUJ2淬火回火18回位銷SK3,SK5,SKS2,SKS3淬火回火19停止銷S25~S55C,SK3~SK5鍛壓，正常化，淬火回火20定位銷S25~S55C,SK3~SK5鍛壓，正常化，淬火回火21頂出板導銷SK3~SK5,SKS2,SKS3,SUJ2淬火回火22支座S25C,S55C鍛壓，正常化或淬火回火23頂出桿S25C,S55C鍛壓，正常化或淬火回火24止動螺栓S25C,S55C鍛壓，正常化或淬火回火25流道抓銷SK3~SK5,SKS2,SKS3,SACM1淬火回火或正常化26連桿(張力環)SS41,SS50,S25C~S55C淬火回火或正常化27連桿用螺栓S25C~S55C淬火回火或正常化28鏈條配件SS41,SS50,S25C~S55C淬火回火或正常化29鏈條配件用螺栓S25C~S55C淬火回火或正常化30側向心型SK3,SK7,SKS3,SKD11,SCM3~SCM4淬火回火或正常化31側向心型導承塊SK3,SK5,SKS3淬火回火32滑動保持件S50C~S55C鍛壓，正常化33定位件S50C,S55C,SK3~SK5,SKS2,SKD11淬火回火或正常化34斜角銷SK3~SK5,SKS2~SKS3,SUJ2淬火回火35斜角凸輪S50C,S55C,SK3,SKS2淬火回火或正常化36塞S20C,S30C淬火回火或正常化表十四模具材料與模具壽命參考表模具類別重要模具材料成形品名稱应用之成形材料模具壽命塑膠模PDS3廚具PP20萬次塑膠模PDS3面PS、ABS30萬次塑膠模PDS1電子儀錶塑膠15萬次塑膠模KST1(日本神戶)機車檔板ABS5萬次塑膠模SKD61日用五金尿素10萬次塑膠模K3化粧品盒PVC、PC30萬次塑膠模NAK55化粧品盒PVC、PC50萬次塑膠模SKT1、SK3、S45C啤酒箱HDPE60萬次塑膠模S45C、SCM4海飄零件HDPE、PP15萬次塑膠模NAK55、FDAC拍照機等ABS、PC50萬次塑膠模NAK55、FDAC縫紉機配件等PC、尼龍、PET、PBT30萬次塑膠模P20(美國)玩具ABS、PC20萬次射出模S45C、SCM、SKD馬桶PVC20萬次塑膠模NAK55錄音帶盒PS60萬次電木模FDAC(的日今天立)低壓開關零件電木5萬次電木模SKD61低壓開關零件電木8萬次塑膠射出模PDS3、PDS1洗衣槽PP15萬次塑膠模PDS3(日本大年夜同)計算機ABS塑膠20萬次射出模PSSAB718(瑞典)X-YControlABS塑膠50萬次射出模TDAC(日今天立)12m/mCORCPP塑膠50萬次射出模TDAC10ψ，13ψ馬達表Duracon塑膠50萬次射出模NAK55(日本大年夜同)電話機高低殼ABS塑膠50萬次射出模HPM1(日今天立)電腦外殼NORYL塑膠50萬次射出模PDS5(日本大年夜同)汽車門鎖Duracon塑膠50萬次酚樹脂模SKD61電器配件酚樹脂(電木)10萬次塑膠模SK3機車零件Plastic、橡膠鋁合金30萬次塑膠模PDS3洗衣機Plastic30萬次塑膠模ASSAB718、PDS3電視機外殼Plastic30萬次塑膠模NAK55透亮鏡片壓克力PS20萬次塑膠模SKD61、FDACBOBBIN、電錶PC、DELRIN、NORYL20萬次塑膠模SKD11電腦零件PC、NORYL20萬次塑膠模ASSAB8407透亮零件壓克力PS20萬次塑膠模S60C一样性產品ABS、PP、PS、AS20萬次塑膠模TDAC錄影帶ABS100萬次電木射出模TDAV氣化電磁電木30萬次請翻至下頁附表１５硬度換算表請翻至下頁維克氏硬度勃氏硬度()10m/m3000kg洛氏硬度()蕭氏硬度()抗拉強度A級B級C級94085.668.09792085.367.59690085.067.09588084.766.49386084.465.99284084.165.39182083.864.79080083.464.08878083.063.38776082.662.58674082.261.88472081.861.08370081.360.18169081.159.768080.859.28023167080.658.822866080.358.37922465080.057.822164079.857.37721763079.556.821462079.256.37521061078.955.720760078.655.27420359078.454.720058078.054853.619356077.453.07118955050577.052.318654049676.751.76918353048876.451.117952048076.150.56717651047375.749.817350046575.349.16616949045674.948.416548044874.547.76416247044174.146.915746043373.646.1621