吹塑機(jī)器模具的材料性能介紹
一、鋁:鋁是擠出吹塑模具較早采用也是目前普遍采用的材料。鋁的導(dǎo)熱性能好、機(jī)械加工性與可延性好、密度低,但硬度低、易磨損。鋁合金的耐磨性會(huì)高些。鑄鋁的韌性較低,故夾坯嵌塊要由鋼或銅鈹合金制造。鋁模具的使用壽命約為10萬~20萬次。鋁具有多孔性,有時(shí)會(huì)滲入微量的塑料熔體,影響吹塑制品的外觀性能。這可通過在模腔上涂覆密封膠來解決,但這會(huì)降低制品與模壁之間的傳熱性能。
二、銅基合金:銅鈹合金是吹塑模具較常采用的一種材料,其具有很好的導(dǎo)熱性能、硬度、耐磨性、耐腐蝕性和機(jī)械韌性。主要缺點(diǎn)是成本高,機(jī)械加工性能比鋁差(機(jī)械加工時(shí)間要比鋁長約1/3),其密度約為鋁合金的3倍,這進(jìn)一步提高了成本(單位體積銅鈹合金銅鈹合金可通過機(jī)械加工、鑄造與熱擠壓來制造模具。含鈹較高(如1.8%~2.0%)的銅鈹合金硬度較高,要采用機(jī)械加工方法;若要通過鑄造來制造形狀不規(guī)則的模具時(shí),要選用含鈹較低(如1.65%)的銅鈹合金。銅鈹合金多數(shù)用于制造夾坯嵌塊,與鋁模具配合使用。有時(shí)(尤其是對(duì)腐蝕性塑料)整套吹塑模具均由銅鈹合金制成。例如,銅鈹合金不會(huì)被PVC加工產(chǎn)生的氯化氫所腐蝕,還可防止冷卻通道中水的結(jié)垢,避免傳熱效率降低。銅鈹合金模具易于通過焊接或鑲嵌法來修補(bǔ)。 鈹對(duì)人體健康有害,吸人鈹粉塵對(duì)肺有損害,它還被懷疑是一種致癌物質(zhì),因此在機(jī)械加工與鑄造時(shí)應(yīng)加以注意。除銅鈹合金外,可用于制造吹塑模具的還有M/Si/Cu、Cr/(:u和鋁/青銅合金,其中前兩種合金的導(dǎo)熱性能分別約為銅鈹合金的2倍和3倍。
三、鋼:鋼主要用于制造PVC與工程塑料的吹塑模具,這是因?yàn)殇摰挠捕?、耐磨性和韌性極高,通過蝕刻模腔可使制品取得很好的表面花紋。鋼的主要缺點(diǎn)是導(dǎo)熱性能差,要通過冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及冷卻流體的溫度與流動(dòng)狀態(tài)等來補(bǔ)償。腐蝕性塑料(如PVC)的模具要采用不銹鋼制造。鋼模具可采用機(jī)械加工、冷擠壓、鑄造或焊接(對(duì)大型模具)來制造。鋼模具的使用壽命可達(dá)一千萬次,因此吹塑制品的生產(chǎn)數(shù)量大時(shí),鋼是一種優(yōu)選材料。鋼(如普通工具鋼)還用于制造要承受磨損的吹塑模具零件,如夾坯嵌塊、拉桿、導(dǎo)柱、導(dǎo)套與模板等,這些零件要求對(duì)鋼做硬化處理。但總體來說,鋼在制造吹塑模具方面用得較少。
四、其他材料:
1.鋅合金。其導(dǎo)熱性能良好、成本低,可用于鑄造大型模具或形狀不規(guī)則的模具,還可通過機(jī)械加工來制造模具。鋅合金的硬度比鋁合金的低,故要用鋼或銅鈹合金來制造夾坯嵌塊。鋅還可與鋁或銅制成合金,其具有較好的尺寸穩(wěn)定性,但耐腐蝕性差些。
2.鋅鎳銅合金。也可用作吹塑模具材料,其熱導(dǎo)率在銅鈹合金與鋁合金之間,不過,在類似的熱導(dǎo)率下,其硬度要比銅鈹合金低些。
3.合成樹脂(如聚丙烯酸酯、環(huán)氧樹脂)。可用于鑄造低成本的試驗(yàn)用模具、生產(chǎn)次數(shù)很少的模具或樣品模具。它們可用金屬粉末或玻璃纖維填充,以改善尺寸穩(wěn)定性與導(dǎo)熱性。