金属特性手册和塑料模具设计步骤.doc
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1、 金属特性手册一, 结构钢特性:08F 冷塑性好,易成形;焊接性能优良,时效敏感;切削加工性,冷拉正火态 较退火态良好。10 冷塑性好,板材正火或高温回后性能及佳,切削性,冷拉正火较退火态好, 易焊接。35 冷塑性尚好,各种焊接性能良好;切削性好;用于制作受力不大的机械零 件及中小尺寸锻件。45 中碳优质多强度钢,淬透性低,一般的正火态使用;只有要求高的零件才 进行ML4行调质。冷塑性一般;切削性,退火,正火比调质时好;适于氢 焊和氩孤焊,不适于气焊。20Cr,渗碳钢,高硬度;韧性比15CrA差,渗碳时钢晶粒有长大趋向。38CrA,调质钢,钢的最后热处理为淬火和回火;切削加工性好;焊接性差。2
2、5CrMnSiA,调质钢,在退火状态下塑性好,允许复杂形状的弯曲、锤拱、 冲压;电弧焊和氢原子焊的焊接性好, 气焊和合格,焊接时,特是电弧 焊和混合焊接时,开成裂纹的倾向不大;切削加工性尚好。40Cr,调 质钢,淬火与回火后其强度与屈服点都比45钢高得多,淬透性出比较 好,零件形状复杂进在冷水中淬火易形成裂纹,故以在油中淬火为宜; 有很大的回火脆性;当零件工作表面要求耐磨时还可以进行表面淬火 或氰化处理。冷变形时塑性中等,切削加工性尚好。40CrNiMoA,调质钢,可以进行渗氮处理;在相当高的强度时还有很高 的韧性;淬透性很高,可用作截面较大的零件;钢的焊接性差。冷变形 塑性中等,为了改善钢的
3、机械加工性能可用高温退火或等温退火。65Mn,它是一种弹簧钢,最后热处理为淬火和回火;其强度较高,淬透性较 大,脱碳倾向小,但有过热敏感性,易出现淬火裂纹,并有回火脆性。在退 火状态下切削加工性尚好;焊接性好,冷变形塑性低,带材可供一般弯曲。50CrVA,合金弹簧钢,钢的最后热处理为淬火和回火;热处理后具有较好 的韧性,高的比例极限和强度极限,具有高的疲劳强度,的比值也较高,并 有高的淬透性(与65Si2MnWA的淬透性相类似)与较低的过热敏感性; 零件使用温度程300时,其弹性仍可保持。钢的切削加工尚好,冷变形时 塑性低,焊接性差。2.棒材机械性能(抗拉强度) 状态 抗拉强度 硬度(HB)0
4、8F 热轧 13108F 经热处理 30 18 35 60 10 热轧 137 经热处理 34 21 31 55 热轧、锻制 32 18 30 55 冷拉 45 8 50 187 冷拉钢退火 30 26 55 143 热轧 143 经热处理 38 23 27 55 热处理状态 20 热轧 156 经热处理 42 25 25 55 供应状态 39 22 22 50 热处理状态 冷拉 52 7.5 40 207 冷拉钢退火 40 21 50 16325 热轧 170 经热处理 46 28 23 50 9 供应状态 43 24 18 50 热处理状态 冷拉 55 7 40 217 冷拉钢退火 42
5、19 50 17035 热轧 187 经热处理 54 32 20 45 7 冷拉 60 6.5 35 229 冷拉钢退火 48 15 45 187 3.板材机械性能: 牌号 状态 厚度 抗拉强度 08F Z 0.20.4 2837 08F S P 0.20.4 2839 08F Z S P 460 30 10 Z 0.20.4 3042 10 S P 0.20.4 3044 10 Z S P 0.20.4 34 15 Z 0.24.0 3446 15 S P 0.24.0 3448 20 Z 0.24.0 3650 20 S P 0.24.0 3651 20 Z S P 460 42二、不锈钢
6、材料特性:1、铁素体型不锈钢:其含Cr量高,具有良好而 性及高温抗氧化性能。2、奥氏体不锈钢:典型牌号如/Cr18Ni9,/Cr18Ni9T1无磁性,耐蚀性能良好, 温强度及高温抗氧化性能好,塑性好,冲击韧性好,且无缺口效应,焊接性 优良,因而广泛使用。这种钢一般强度不高,屈服强度低,且不能通过热 处理强化,但冷压,加工后,可使抗拉强度高,且改善其弹性,但其在高温下 冷拉获得的强度易化。不宜用于承受高载荷。3、马氏全不锈钢: 典型如2Cr13,GX-8,具磁性,消震性优良,导热性好,具高强度和屈服 极限,热处理强化后具良好综合机械性能。加含碳量多,焊后需回为处理 以消除应力、高温冷却易形成8氏
7、体,因此锻后要缓冷,并应立即进行回 火。主要用于承载部件。例:10Cr18Ni9 它是一种奥氏体不钢,淬火不能强化,只能消除冷作硬化和获 得良好的抗蚀,淬火冷却必须在水是进行,以保证得到最好的抗蚀性;在 900以下有稳定的抗氧化性。适于各种方法焊接;有晶间腐蚀倾向,零 件长期在腐蚀介质、水中及蒸汽介质中工作时可能遭受晶界腐蚀破坏; 钢淬火后冷变形塑性高,延伸性能良好,但切削加工性较差。1Cr18Ni9 它是标准的18-8型奥氏体不锈钢,淬火炒能强化,但此时具有良 好的耐蚀性和冷塑性变形性能;钢因塑性和韧性很高,切削性较差;适 于各种方法焊接;由于含碳量较0Cr18ni9钢高,对晶界腐蚀敏感性较
8、 焊接后需热处理,一般不宜作耐腐蚀的焊接件;在850以下空气介质 、以及750以下航空燃料燃烧产物的气氛中肯有较稳定的抗氧化性。Cr13Ni4Mn9 它属奥氏体不锈耐热钢,淬火不能强化,钢在淬火状态下塑性 很高,可时行深压延及其它类型的冷冲压;钢的切削加工性较差;用点焊 和滚焊焊接的效果良好,经过焊接后必须进行热处理;在大气中具有高 耐蚀性;易产晶界腐蚀,故在超过450的腐蚀介质是为宜采用;在750 800以下的热空气中具有稳定的抗氧化性。1Cr13 它属于铁素体-马氏体型为锈钢,在淬火回火后使用;为提高零件的 耐磨性,疲劳性能及抗腐蚀性可渗氮、氰化;淬火及抛光后在湿性大气、 蒸汽、淡水、海水
9、、和自来水中具有足够的抗腐蚀性,在室温下的硝酸 中有较好的安定性;在750温度以下具有稳定的抗氧化性。退火状态 下的钢的塑性较高,可进行深压延钢、冲压、弯曲、卷边等冷加工;气焊 和电弧焊结果还满意;切削加工性好,抛光性能优良;钢锻造后冷并应立 即进行回火处理。2Cr13 它属于马氏体型不锈钢,在淬火回火后使用;为提高零件的耐 磨性耐腐蚀性、疲劳性能及抗蚀性可渗氮、氰化;淬火回火后钢的强度 、硬度均较1Cr13钢高,抗腐蚀性与耐热性稍低;在700温度以下的空气介质中仍有稳 定的抗氧化性。钢的焊接性和退火状态下塑性虽比不上1Cr13 ,但仍满 意;切削加工性好;抛光性能优良;钢在锻造后应缓冷,并立
10、即进行回火 处理。3Cr13 它属于马氏体型不锈钢,在淬火回火后使用,耐腐蚀性和在700 以下的热稳定性均比1Cr13 ,2Cr13低,但强度、硬度,淬透性和热强性 都较高。冷加工性和焊接性不良,焊后应立即热处理;在退火后有较好 的切削性;在锻造后应缓冷,并应立即进行回火处理。9Cr18 它属于高碳含铬马氏体不锈钢,淬火后具有高的硬度和耐磨性;对 海水,盐水等介质尚能抗腐蚀;钢经退火后有很好的切削性;由于会发生 硬化和应力裂纹,不适于焊接;为了避免锻后产生裂纹,必须缓慢冷却 (最好在炉中冷却),在热态下,将零件转放入700725的炉中进行 回火处理。三、铝合金: 强度/质量大,工艺性好,或用于
11、压力制造及铸造,焊接,目前广泛用 于飞机、发动机各种结构上。1、变形铝合金:1.1 防锈铝: A1-Mn 及A1-Mg系合金(LF21、LF2、LF3、LF6、LF10) 属于防锈铝,其特点是不能热处理强化,只能用冷作硬化强化,强度低、 塑性高、压力加工性良好,有良下的抗蚀性及焊接性。特别适用于制 造受轻负荷的深压延零件,焊接零件和在腐蚀介质中工作的零件。1.2 硬铝: LY系列合金元素要含量小的塑性好,强度低;如LY1,LY10,含金 元素及Mg,Cn适中者,强度、塑性中高;如LY11;金中Cn,Mg含量高 则强度高,可用于作承动构件;如LY12,LY2,LY4;LC 系列这超硬铝,强度高,
12、但静疲劳性能差LY11,LY17 为耐热铝,高温强度不太多,但高温时蠕度强度高。1.3 锻铝:LD2 具有高塑性及腐蚀稳定性,易锻造,但强度较低;LD5, LD6,LD10强度好,易于作高负载锻件及模锻件;LD7;LD8有较高 耐热性,用于高温零件,具有高的机械性能和冲压工艺性。 2、铸造铝合金: 1). 低强度合金:ZL-102 ; ZL-303 2). 中强度合金:ZL-101 ; ZL-103 ; ZL-203 ;ZL-302 3). 中强度耐热合金:ZL-401 4). 高强度合金:ZL-104 ;ZL-105 5). 高强度耐热合金:ZL-201 ;ZL-202 6). 高强度耐蚀合
13、金:ZL301塑料模具设计步骤一、接受任务书 成型塑料制件的任务书通常由制件设计者提出,其内容如下:1. 经过审签的正规制制件图纸,并注明采用塑料的牌号、透明度等。 2. 塑料制件说明书或技术要求。 3. 生产产量。 4. 塑料制件样品。 通常模具设计任务书由塑料制件工艺员根据成型塑料制件的任务书提出,模具设计人员以成型塑料制件任务书、模具设计任务书为依据来设计模具。二、 收集、分析、消化原始资料 收集整理有关制件设计、成型工艺、成型设备、机械加工及特殊加工资料,以备设计模具时使用。1. 消化塑料制件图,了解制件的用途,分析塑料制件的工艺性,尺寸精度等技术要求。例如塑料制件在外表形状、颜色透明
14、度、使用性能方面的要求是什么,塑件的几何结构、斜度、嵌件等情况是否合理,熔接痕、缩孔等成型缺陷的允许程度,有无涂装、电镀、胶接、钻孔等后加工。选择塑料制件尺寸精度最高的尺寸进行分析,看看估计成型公差是否低于塑料制件的公差,能否成型出合乎要求的塑料制件来。此外,还要了解塑料的塑化及成型工艺参数。 2. 消化工艺资料,分析工艺任务书所提出的成型方法、设备型号、材料规格、模具结构类型等要求是否恰当,能否落实。 成型材料应当满足塑料制件的强度要求,具有好的流动性、均匀性和各向同性、热稳定性。根据塑料制件的用途,成型材料应满足染色、镀金属的条件、装饰性能、必要的弹性和塑性、透明性或者相反的反射性能、胶接
15、性或者焊接性等要求。3. 确定成型方法 采用直压法、铸压法还是注射法。4、选择成型设备根据成型设备的种类来进行模具,因此必须熟知各种成型设备的性能、规格、特点。例如对于注射机来说,在规格方面应当了解以下内容:注射容量、锁模压力、注射压力、模具安装尺寸、顶出装置及尺寸、喷嘴孔直径及喷嘴球面半径、浇口套定位圈尺寸、模具最大厚度和最小厚度、模板行程等,具体见相关参数。要初步估计模具外形尺寸,判断模具能否在所选的注射机上安装和使用。 5. 具体结构方案 (一)确定模具类型如压制模(敞开式、半闭合式、闭合式)、铸压模、注射模等。(二)确定模具类型的主要结构选择理想的模具结构在于确定必需的成型设备,理想的
16、型腔数,在绝对可靠的条件下能使模具本身的工作满足该塑料制件的工艺技术和生产经济的要求。对塑料制件的工艺技术要求是要保证塑料制件的几何形状,表面光洁度和尺寸精度。生产经济要求是要使塑料制件的成本低,生产效率高,模具能连续地工作,使用寿命长,节省劳动力。三、影响模具结构及模具个别系统的因素很多,很复杂: 1. 型腔布置。根据塑件的几何结构特点、尺寸精度要求、批量大小、模具制造难易、模具成本等确定型腔数量及其排列方式。 对于注射模来说,塑料制件精度为3级和3a级,重量为5克,采用硬化浇注系统,型腔数取4-6个;塑料制件为一般精度(4-5级),成型材料为局部结晶材料,型腔数可取16-20个;塑料制件重
17、量为12-16克,型腔数取8-12个;而重量为50-100克的塑料制件,型腔数取4-8个。对于无定型的塑料制件建议型腔数为24-48个,16-32个和6-10个。当再继续增加塑料制件重量时,就很少采用多腔模具。7-9级精度的塑料制件,最多型腔数较之指出的4-5级精度的塑料增多至50%。2. 确定分型面。分型面的位置要有利于模具加工,排气、脱模及成型操作,塑料制件的表面质量等。 3. 确定浇注系统(主浇道、分浇道及浇口的形状、位置、大小)和排气系统(排气的方法、排气槽位置、大小)。 4. 选择顶出方式(顶杆、顶管、推板、组合式顶出),决定侧凹处理方法、抽芯方式。 5. 决定冷却、加热方式及加热冷
18、却沟槽的形状、位置、加热元件的安装部位。 6. 根据模具材料、强度计算或者经验数据,确定模具零件厚度及外形尺寸,外形结构及所有连接、定位、导向件位置。 7. 确定主要成型零件,结构件的结构形式。 8. 考虑模具各部分的强度,计算成型零件工作尺寸。 以上这些问题如果解决了,模具的结构形式自然就解决了。这时,就应该着手绘制模具结构草图,为正式绘图作好准备。四、绘制模具图 要求按照国家制图标准绘制,但是也要求结合本厂标准和国家未规定的工厂习惯画法。在画模具总装图之前,应绘制工序图,并要符合制件图和工艺资料的要求。由下道工序保证的尺寸,应在图上标写注明工艺尺寸字样。如果成型后除了修理毛刺之外,再不进行
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