美国依据模具的服役标准,将模具钢材划分为四大类别,具体包括:冷加工模具钢、热加工模具钢、塑料成型模具钢以及塑料注塑模具钢等。在这些类别中,冷加工模具钢细分为12个亚类,热加工模具钢分为9个亚类,塑料成型模具钢有2个亚类,而塑料注塑模具钢则包含5个亚类。每个亚类的材料选择均受到三个关键因素的制约:
尺寸大小和形状的复杂性,
被加工的材料,
耐久性要求或设计寿命。
热轧模具钢
美国热轧模具钢分二大类:热轧模具钢,和超级热强合金。
热轧模具在高温环境下运作,对材料的热强度和耐磨性提出了严格要求。为确保模具的耐用性,必须进行冷却处理。然而,热冷交替会导致模具产生龟裂,也就是我们所说的热疲劳裂纹。因此,材料还需具备抵抗裂纹和热疲劳的特性。
模具钢
按热强性排列的主系列进行选材:
低合金调质模具钢,包括6G、6F2和6F3型号,可转化为中铬热作模具钢,具体型号为H11、H12和H13,进一步还可转变为钨热作模具钢,如H21和H22型号。
非标准的热作模具钢,如热镦锻模具中使用的时效硬化型6H4钢。当采用H11、H12、H13钢时,若遇到热耐磨性不足的情况,可以考虑选用6H1或6H2钢。
模具钢
若模具需以耐热磨损性能为核心,可选用D2型、D4型粉末钢,或M2型、M4型粉末钢。钢结硬质合金以及钴基硬质合金在高温下具有出色的耐磨性,然而它们的热疲劳性能(即抵抗冷热交替产生的疲劳裂纹)却相当不佳,因此不适宜在快速冷却和加热的环境中应用。
塑胶模具钢
塑胶模具钢可分为预硬普通型、预硬优质型、预硬高硬度型、预硬抗腐镜面型以及抗腐镜面型等五个不同类别,这些类别各自对应着不同的质量等级。
模具类别以美国SPI-SPE 为标准分下列各类。
一、属于101类模具(即符合SPI-SPE标准,年产量达到100万瓶或更多,适用于长期精密生产的模具)。
1、需要详细模具结构图。
模胚所选用的材料硬度有所降低,具体数值为280BN。此类材料适用于DME #2钢或4140钢。
内模件钢材若具备胶粘性,其硬度需达到48至50HRC的硬质级别。至于其他部件,例如行位、压锁和压条等,也应采用硬度较高的材料制作。
4、顶针板要有导柱。
5、行位要有硬片。
6、如有需求的话,上模,下模及行位要有温度控制。
建议对所有的运水道使用无电浸镍工艺或选用420号不锈钢作为模板,这样做能有效避免生锈和简化垃圾清理工作。
8、需要直身锁或斜锁。
二、102型模具,其生产规模庞大,年产量可达百万瓶啤酒,适用于大规模生产。
1、需要详细模具结构图。
模胚所采用的材质硬度相对较低,具体数值为280BHN。该硬度值适用于DME #2钢或4140钢。
内模件钢材需具备较高的硬度,具体应为48至52HRC,而其他具有实用价值的零件也应采取相同的处理方式。
4、建议采用直身锁或斜锁。
5、这些项目或许并非必需,亦或是有可能不必要。具体是否需要,需根据最终的生产数量来决定。在报价时,若涉及这些项目,请务必核实其是否真的需要。
A、顶针板导柱。
B、行位硬片。
C、电镀运水孔。
D、电镀模腔。
三、103类模(少于500,000 啤,中量生产模。)
1、需要详细模具结构图。
模胚所用材料的最小硬度应为165BHN,适用于DME #1钢或1040钢。
内模钢材类型包括P20级别(硬度范围为28至32HRC)或更高硬度级别(硬度范围为36至38HRC)。
4、其余要求视乎需要而定。
四、104类模(少于100,000 啤,少量生产模)
1、需要模具结构图。
模胚所选用的材料为P20,硬度介于28至32HRC之间,既可以使用软钢,也可以采用铝材。此外,1040钢也是一种可供选择的材料。
3、内模件可用铝,软钢或其它认可金属。
4、其余要求视乎需要而定。
五、105类模。 (少于500 啤,首办模或试验模)
可以使用铝铸铁、环氧树脂或其他具备足够强度的材料,只要这些材料能够满足生产所需的最小测试数量要求即可。
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