模具制作
在整个模具的成本中,模具的制作费用占很大比例。因此模具的制作过程要尽可能的xx无缺,这一点至关重要。
模具制作者的重要作用
技术熟练的操作人员和设备齐全的加工车间是制作模具的基本条件。制作模具的关键首先在于选模具材料。一个有经验的模具制作者常常会对其钢材供应商和钢材提出很高的要求,,包括钢材质素、性能、供货状态和充足的货源。
选择最合适的模具钢材
模具制作者寻求的模具钢材应是无缺陷、易于加工和抛光、热处理质量稳定,在很多情况下亦要求钢材有好的电火花加工或光蚀刻花性能。
无缺陷模具钢
ASSAB 提供的全部钢材均经过各种内部和外部检验,包括超声波检验,以保证材料能满足较高质量标准的要求。
易加工、高效率
加工成本约占模具生产成本的三分之一,所以钢材具有良好及均匀的加工性是十分重要的的。ASSAB 的大部分钢材在出厂前均经过充分退火,具有良好的切削性。
以下这几种钢材例外,718 SUPREME(AISI P20 改良型),007(AISI 4140 改良型)和168 S(AISI 420F 改良型)。
下表是几种 ASSAB 钢材加工性能的比较。此数据是根据切削刀具的切削磨损情况的试验。
抛光质量的重要性
抛光成本有时占模具总成本的30%。这是因为抛光是一个耗时极高成本的工序。
抛光效果取决于抛光技术和一些其他因素。钢材的纯净度(即非金属杂质的形式、分布、数量和大小)、钢材的均匀性、钢材的硬度和硬化钢材,在热处理后的质量都影响抛光效果。
在生产过程中经过真空除气和电渣重溶(ESR)可降低非金属杂质含量。
与传统钢材的生产过程相比,经过电渣重溶可改善钢材的均一性和纯净度并且减少夹杂。
切勿过度抛光
抛光超出了热处理工艺的允许范围是没有意义的。
下表列出的是由不同方法淬硬和回火处理前的钢材表面合适的粗糙度。
更详细的资料请参阅 ASSAB “工具钢的抛光”小册子。
热处理前的表面粗糙度
为什么要进行热处理
对已经加工成型的模具进行热处理的目的是要获得适当的机械性能,如硬度、韧性和腔度。热处理也会带来一些相关的问题,包括变形和尺寸的改变,这些问题必须解决。
解决变形问题
模具在加工后必须进行xx应力,以减少变形程度。这样可使因加工产生的应力得到xx。一些变形可以在精加工时得到矫正。
当采用高硬度整体硬化钢材时,那么想取得较小的热处理变形是较困难的。因为淬硬温度高,冷却速度快,模具的变形必然较大,尤其是那些横截面较大的模具更容易产生淬硬后形变。
避免变形xxx的做法就是使用 718 SUPREME 这类的预硬钢材,因为这种钢材不需要进行热处理。
采用火焰硬化可使模具分模面的表面硬度达到约HRC55。
怎样解决尺寸改变
在硬化过程中尺寸的改变是不可避免的。但这些改变是可以控制在一定范围内。例如可缓慢、均匀地把模具加热到奥氏体化温度,奥氏体化温度不要过高,以及选择适当的淬冷介质。
对尺寸改变要求比较严格时,STAVAX ESR、635、8407、OPTIMAX、ELMAX 和 XW-10都可以采用空冷淬火。
提高效率的捷径
提高模具制作效率的一个明智的办法是购买合适尺寸的模具钢材,这样可将节省的时间用于进行其他较复杂的机械加工程序。
ASSAB 钢材有经过加工的棒材和精加工的模具钢。
对于各种模具制作 ASSAB 能提供各种尺寸合适的钢材从而减少不必要的,价钱昂贵的加工操作。
所有钢材都留有正的加工余量,以便进一步加工至标准尺寸。
预加工圆钢棒
模具制作者若采用预加工钢棒作为原料,对其钢材的总成本有若干的效益。
因为购买钢材的重量降低,从而有效地减少加工废料。
无须加工去除脱碳层,节省加工成本。
模具制作时间缩短了,使生产计划简化,计算更准确。
预加工板材
在设计时可以设法降低加工成本。方法就是在生产时采用预加工板材,这些板材的每个表面都研磨到了规定尺寸。
Uddeholm 服务中心装备有各种加工机械,包括磨床、切断锯床和其他设备。
电火花加工(EDM)
用电火花加工模腔时,为了获得满意的效果有几个问题很值得注意。在放电加工过程中,钢材的表层再次硬化,形成脆硬层。脆硬层会引发裂纹和缩短模具的寿命。为了避免这些问题,要注意以下几点:
加工时采用细火花,即高频率低电流。
采用抛光和磨削的方法将电火花影响层去除。
若需要用放电加工的表面纹理作为模具的表面,模具应以原先回火温度低25℃再一次回火。
电火花加工表面若要进行光蚀刻花处理,电火花影响层要采用磨石去除。
有关电火花加工的更详细资料,请参阅 ASSAB “工具钢的电火花加工”小册子。
电介质中的石墨电极
线切割加工
对于硬化钢材需切割出复杂的形状,线切割是一种非常简易的方法。但是由于硬化钢材存有应力,所以当只用一简单工序将大块基体切离时,可引至变形及开裂。为了解决这些问题,在进行热处理前,用传统机械加工方法将模具加工到与最终形状接近的形状。这样热处理后,模具形状及应力得到调整。
为什么普遍采用光蚀刻花处理
表面带纹理的塑料制品越来越普遍。通常使用光蚀刻花处理使模具表面形成纹理。
光蚀处理后,产品表面美观,易于拿握,对微小的刮痕和损伤不敏感。
进行光蚀刻花处理应注意的问题
光蚀刻花处理的效果不xx取决光蚀刻花处理技术和所选用的模具钢材,模具在制造过程中的处理方式同样重要。因此,要注意以下几点:
模具中如果有若干个镶块需要处理成相同纹理,应选用相同的模具钢材和滚轧方向({zh0}从同一个棒材或模块上取材)。
先xx应力,然后再精加工。
对于要光蚀刻花处理的表面,研磨时磨粒粒度不必高于220#,因为过于光滑的表面不会提高光蚀刻花效果。
电火花加工的表面要进行研磨或抛光,否则电火花加工的再次硬化表面将影响光蚀刻花效果。
光蚀刻花处理前要避免使用火焰硬化。
有些情况下,如果焊接材料与被补焊的模具材料相同时,也可以进行光蚀刻花处理。必须标明焊补区域以提醒光蚀刻花处理操作者。
若需要氮化,那么氮化处理必须在光蚀刻花处理后进行。
模腔将过纹理处理后表面面积增大,这样会造成脱模困难。{zh0}及早向光蚀刻花处理专家请教,根据有关的形状和纹理形式确定脱模斜角度。
ASSAB 光蚀刻花模具钢材
718 SUPREME(AISI P20 改良型) 预硬模具钢材和 8407(AISI H13 改良型)的整体硬化钢材。由于含硫量低,可获得非常好的光蚀刻花效果。
S136,ELMAX 和 OPTIMAX 也可以达到光蚀刻花表面所需的要求,但光蚀刻花技术略有不同。