塑胶模具钢材之选用技术.doc

塑膠模具鋼材之選用技術【塑膠模具鋼概要】 【一】塑膠模具鋼之種類 依材質分類有預硬系與淬火回火系二種。 預硬系者，依硬度之高低可分為H rC10,20,30,40計四種。 HRC40系之鋼料已妥為考慮其切削加工性。 淬火回火系者，一般以退火狀態供應鋼材，模具加工成型後須施予熱處理，調整其硬度至依用途設計之硬度值。 【二】塑膠模具專用鋼種簡介 1. PDS2,PDS3,PDS5預硬鋼 最廣泛地被用於自一般雜貨至汽車外殼零件，家電品外殼等一般塑膠件用模具。 2. NAK55,NAK80析出硬化型預硬鋼 為知名度高，硬度在HR C40級之模具鋼，廣泛地被採用於自一般塑膠件用模具至氯乙稀塑膠用模具。本材料最大優點為在HR C40硬度下仍可作雕模用。 3. PD613淬火-回火型模具鋼 SKD11之改良鋼種，主要為改善鏡面精加工性。 4. PAK90淬火-回火型不鏽鋼 耐蝕性、耐磨性與超鏡面加工性都兼顧之高級模具鋼。適用於由氯乙烯塑膠系至雷射唱片等之精密模具。 5.NAK101析出硬化型預硬不鏽鋼 耐蝕性最佳之塑膠專用模具鋼，限定於特殊用途上使用。 6. MASIC麻時效鋼 具有耐蝕性與高韌性，適用於插梢等需高耐衝擊性之處。 以上為塑膠用模具之專用鋼材。 【塑膠模具之製作工程】 1.模具之製作程序是複雜的，具有十數個製程，故應事先妥為考量規劃，以期能發揮貴公司所具有之設備及能力。 2.製作模具之技術以及模具鋼材之選擇，將決定模具品質之優劣。 3.交貨期限（工作日數）會受製程配合之影響，而模具鋼料錯誤之選擇也會造成製程的延誤。 【鋼材選擇與加工工程】 【一】設計 1.要點 2.基礎檢討項目 收集有關模具使用時之基礎條件，採討模具所要求之特性。 註： (1)熱硬化性樹脂：THERMO SETTING RESIN (2)熱可塑性樹脂：THERMO PLASTIC RESIN (3)FRP：FIBER REIN FORCED PLASTIC (4)UL：UNDER WRITERS LABORATORIES 【塑膠模具之製造過程】 1.EDM,W-EDM 放電加工之應用是今後之最大主力。 增加精研磨加工時數。 快削鋼系預硬材之加工表面，易有條紋出現。 加工面積大時必須要加作應力消除退火處理。 2.熱處理 配合品質之要求，選定最適合之熱處理條件。 熱處理須加在何段工程間，對模具品質有很大的影響。 3 材質之選定基準 材質之選定基準依品質、交貨期限、經濟性等重點，視考慮何種條件而定。再者在品質設計上需要求何種 特性，也會影響材料之選定。 比較材質間之特性各有優劣，因此必須充分瞭解上述之設計檢討項目。 粗加工 1 切削加工 重點：1.加工機械與切削工具之產品規格較多，故其選擇之範圍較 廣。 2.因此粗加工（切削）階段之課題，應配合貴公司之加工技 術來研討 n 加工方法 n 實施正規之研磨作業順序。 n 遵守研磨作業上之各種注意事項 n 表面處理適用於下列情況： (1)為提高模具性能為目的 耐磨性： FRP等在成型時磨耗激烈之模具(鍍硬鉻，PVD,CVD 氮化)。 耐蝕性： 高腐蝕性的樹脂(UL系，PVC系)成型模(鍍 硬鉻，氮化)。 流動性： 如擠壓成型，要求成型時之流動性高之模具(鍍硬鉻，PVD,CVD)。 超鏡面性： 要求#20,000以上之鏡面模具 (CD模具)(鍍鎳)。 (2)模具之保管對策 適用於長期保管時之生銹對策(鍍鎳)。 (3)其他 修補之代替：微小針孔等不可能整補時，可以電鍍代替修補(鍍鎳，鍍硬鉻)。 3.表面處理之硬度： 蒸著TiC,TiN,VC等CVD,PVD處理層之硬度為最高。 表面處理層如上圖所示，形成與模具母材不同之性質層，所以使用時可能會造成處理層之剝離等問題。 耐剝離性(優)氮化CVDPVF鍍鉻鍍鎳(劣)。4.蝕花加工 (1)蝕花加工重點： 蝕花加工性會受到材料、修補焊接等之影響。 防止蝕花加工不均(綢狀)，為其最大課題。 (2)蝕花模樣之種類： 梨皮蝕花：微細的腐蝕模樣，多使用於電器製品之外殼(容易發生蝕花不均之困擾)。 皮狀蝕花:粗的網目模樣，多使用於汽車外製關係(不容易發生蝕花不均)。 (3)蝕花加工與模具材質 蝕花加工：使用酸液作模鄝表面局部腐蝕，使其成為所需之模樣。 蝕花性：而蝕性愈高之材質，蝕花加工性愈不良。 蝕花不均：材料原因、加工原因(蝕花作業)、其他原因 (4)蝕花不均之原因： 材料與材料有關之產因，有如下幾項： A.材料原因： 偏析過大： 適用ESR,VAR精煉，實施 高溫均質退火(soaking) 組織不均勻：實施高溫均質退火，檢討熱處理 硬度摻差過大檢討熱處理 n 研磨作業順序旋削加工 銑削加工 砂輪研磨(粗細#46#80#120#150#220 #320#400) 砂紙研磨 #220#280#320#400#600#800#1,000#1,200#1,500) 金鋼粉膏精磨拋光(15 9631)。 （依機械加工時之素材表面細度選擇適當號數之砂輪開始研磨。） n 實施鏡面加工時之注意事項n 由粗粒砂輪依次改換細粒砂輪不得跳號，砂紙或金鋼粉膏亦然。 n 對前工程之研磨痕跡施直角方向之研磨。亦即常使研磨痕跡都成十字狀改變90度方向之研磨。 n 應研磨至前工程之研磨痕跡完全消除為止，即完全去除前研磨粒痕跡後，移次工程(細號)研磨。 n 若在此次說程之工作不完全時，在拋光後會留下針孔。 n 研磨劑(紙)應選用砂粒較均勻者。 n 若有針孔時，應使用比針孔細粒之研磨紙去除。 n 用砂輪研磨時，應選用軟質之砂輪，且將砂輪整修成研磨面之形狀後才開始作研磨。 n 中斷研磨，擬長時間擱置時，須將研磨面洗淨，並盡可能放置於乾燥之場所。 n 布輪精磨拋光 精磨拋光之目的為提高光澤，並非為去除傷痕(針孔)或磨平凹凸而作之加工。 拋光前研磨面的凹凸應盡量小且均勻，以期能在短時間內用輕微壓力，即可完成拋光工作。 n 有關針孔等