近年來,隨著塑料注塑模具應(yīng)用量的不斷增加,模具在技術(shù)、質(zhì)量以及制造能力等方面相比以往都有了較大的進(jìn)度,但是隨著各行業(yè)對塑制品精度要求的不斷提高,失效的塑料注塑模具也越來越多,而大約有一半左右的模具失效均與模具表面粗糙度變化有關(guān),因此,加強(qiáng)對塑料注塑模具表面粗糙度變化機(jī)理研究與認(rèn)知,對于延長模具使用壽命,提高塑制品加工質(zhì)量具有非常重要的意義。
在塑料注射成型過程中,塑料注塑模具的工作溫度高,承受的壓力大。塑料顆粒在高溫高壓下釋放出的氯化氫、氟化氫等腐蝕性氣體,會在塑料模具表面產(chǎn)生腐蝕作用。另外,熔融狀態(tài)下的塑料在高溫高壓下以特定的速度在模具型腔中流動,也會對模具產(chǎn)生沖刷和磨損。如果塑料中含有云母粉、硅砂、玻璃纖維等固體填料,則其對模具的沖刷和磨損作用會加劇。表面磨損和腐蝕是造成塑料模具表面粗糙度變化的重要原因。沖蝕磨損和腐蝕等因素相互疊加,使得模具表面表面粗糙度升高,產(chǎn)生不合格的塑料制品。
影響塑料注塑模具表面沖蝕磨損的因素很多,如模具鋼性能、塑料顆粒的性能、塑料顆粒沖擊速度以及模具表面氧化物的厚度等。模具表面的氧化層很薄或者沒有氧化層時,塑料模具遭到塑料粒子沖擊時發(fā)生的是以金屬沖蝕為主的沖蝕磨損,遵循塑性材料的沖蝕規(guī)律,這時,模具表面粗糙度的變化取決于模具材料的抗沖蝕能力。如果模具表面氧化膜足夠厚,可以抵擋塑料顆粒的沖蝕磨損,則沖蝕磨損完全作用在模具表面氧化層,不會對模具材料造成影響。但隨著塑料粒子能量的增加,沖蝕磨損強(qiáng)度加大,塑料注塑模具表面的氧化層會出現(xiàn)局部變形和磨損。當(dāng)氧化膜的生長厚度小于沖蝕磨損的厚度時,模具表面開始出現(xiàn)塑性變形,模具材料受到?jīng)_蝕。
如果塑料注塑模具表面生成的氧化膜是脆性的且足夠厚,在沖蝕狀態(tài)下發(fā)生開裂但未脫落時,沖蝕顆粒對模具表面的沖擊使得模具基體材料從裂縫中擠壓到模具表面,久而久之,模具表面形成了氧化物和模具基體材料的復(fù)合層,此后的沖蝕磨損變成了對復(fù)合層的沖蝕磨損,模具表面粗糙度的變化和表面復(fù)合層有關(guān)。如果塑料注塑模具表面的氧化膜是脆性的且無粘附性,此時模具表面質(zhì)量的損失是連續(xù)的;如果模具表面氧化膜到達(dá)臨界厚度時才被沖蝕掉,塑料模具表面的氧化膜將會脫落,模具表面質(zhì)量損失是不連續(xù)的?!揪唧w可參考《定制塑料注塑模具前,你需要get這幾個知識點(diǎn)》的相關(guān)內(nèi)容】
由以上分析我們不難看出,加強(qiáng)對塑料注塑模具表面粗糙度的把控至關(guān)重要。一旦模具表面粗糙度值過大,在工作時不僅容易產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象,而且在其峰、谷間也更容易產(chǎn)生裂紋,進(jìn)而影響模具的耐用度,影響工件表面的耐蝕性,更有甚至還會影響模具的使用壽命和精度。