高效率的Ampco合金模具

HEATS · 发表于 2010-9-12 09:05:44

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　　近年来，随着铜合金工艺性能的不断改善，铜合金被越来越多地用作注塑模具的材料。与一般的铜合金所不同的是，使用Ampco合金制作的注塑模具能够显著提高注塑加工的生产效率。

　　在注塑模具的加工中，常用的材料包括钢材和有色金属，其中，适用于注塑模具的钢材包括碳素结构钢、合金结构钢、模具钢、不锈钢等；适用于注塑模具的有色金属材料包括铜合金、铝合金、锌合金等。通常情况下，注塑模具对其材料性能的要求与其所成型的产品有关，具体而言，注塑模具所用材料应具备以下基本性能：

　　●良好的力学性能，即具有良好的强度、刚度、韧性、表面硬度和耐磨性能；

　　●良好的耐腐蚀性能；

　　●良好的耐热性和耐疲劳性；

　　●小的热膨胀系数。

　　长期以来，钢材以其在模具制造领域中所具有的传统地位以及其优异的性价比而成为注塑模具的首选材料。虽然钢材的力学性能无可挑剔，但由于其导热系数不高(例如P20只有38W/m.K)，使其难以满足加工者对注塑工艺的特殊要求。在注塑加工中，塑料加工者总是希望将熔融塑料中的热量迅速而均匀地传递到冷却系统中，以利于缩短成形周期，提高塑料制品的质量。但由于钢材自身的导热性能不高，使得钢制模具难以满足加工者的上述要求。为了解决这一问题，模具工程师们不得不在冷却系统上大做文章，这样，既增加了模具设计工作的难度，又给模具加工者带来了很多麻烦。

　　近年来，随着铜合金工艺性能的不断改善，铜合金被越来越多地用作注塑模具的材料。其中，Ampco合金在力学性能方面完全能够与模具钢媲美，而其优异的导热性能则弥补了模具钢在此方面的不足。使用Ampco合金制作注塑模具具有如下优势：

　　●可提高生产效率。由于Ampco合金的导热系数高，最高时是模具钢的10倍，并且其导热系数会随着工作温度的升高而提高(如图1所示)，因此，在塑料制品的模塑过程中，热量可以迅速通过Ampco合金模具而被传递到冷却系统，从而大大缩短了塑料制品的注塑成型周期。根据制品外形的不同，注塑成型周期可缩短25%～60%。

　　●模具设计简单化。由于铜合金的高导热性能，使得模具设计工程师不必在冷却系统上大做文章，尤其是对于那些由于结构或者尺寸原因而不能设计出冷却水道的部件而言，只需要将Ampco合金模具与循环的冷却液接触就能达到理想的冷却效果，而无需设计出冷却水道。

　　●加工简单，抛光性能出色。Ampco合金在加工时无需热处理，因此可以减少由于热处理而引起的变形，并且使精加工更为简便。另外，Ampco合金的抛光性能良好，如果选用适当的抛光方法，可以获得镜面般的抛光效果。

　　●可提高注塑件的质量。熔融塑料在其充模后的冷却定型过程中，由于制品几何形状的影响，模腔表面各处的温度很难均匀一致。如果制品的各处冷却速度有所差异，将会导致制品的收缩不均，并且产生一定的内应力，最终影响制品的成型质量，导致产品的合格率低下。对此，如果在热量比较集中的区域采用由Ampco合金制作的镶块，可以缩短制品整体的成型周期；如果模具的型腔、型芯完全采用Ampco合金制作，可以获得均匀的模温，使制品能够均匀地冷却收缩，减少翘曲变形现象的发生，从而提高注塑制品的质量。另外，对于一些具有较大壁厚和加强筋的制品，在冷却时极易产生缩水痕，从而影响产品的外观。如果使用由Ampco合金制作的模具，由于Ampco合金具有优良的热传导性能，有助于降低缩水痕的产生率。

　　●可延长模具的寿命。模具的使用寿命与模具材料的硬度以及模具材料对温度应力的敏感程度有关。一般情况下，Ampco合金的硬度能达到380HB，在未进行表面镀铬处理的情况下，其总体硬度略逊于模具钢。尽管如此，由于Ampco合金具有高导热性能，可将注射物料的热量迅速扩散，从而能够降低由模腔内的热梯度而导致的温度应力，因此，能够减少模腔内的热裂纹及其产生趋势，最终延长了模具的使用寿命。

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