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吹塑模具材料的选用

2024/11/18 10:42:54 阅读量:785 来源:包装之家PKGFamily 作者:吴亚男
摘要:中空吹塑,是制造空心塑料制品的成型方法,借鉴玻璃容器吹制工艺,于20世纪30年代发展成为塑料吹塑技术。

中空吹塑成型是借助于气体的压力,使闭合在模具中的热型坯吹胀为中空制品的一种塑料成型方法。

中空吹塑成型模具按型坯的成型工艺不同,一般可分为挤出吹塑模具和注塑吹塑模具两大类。按吹塑拉伸情况的不同又可分为普通吹塑模具和拉伸吹塑模具两类。

挤出吹塑成型模具是将热塑性塑料熔融塑化,并通过挤出机机头挤出型坯,然后将型坯置于模具内,通入压缩空气吹胀型坯,经冷却定型后得到制品。注塑吹塑模具是用注塑机将熔料注入模具内制备型坯,再将型坯趁热放到吹塑模具内,通入空气,使型坯吹胀的一种成型方法。拉伸吹塑成型模具是将预制的型坯加热到适当温度后放入模具内,拉伸杆进行轴向拉伸,然后再吹气进行横向拉伸的成型方法。拉伸吹塑成型模具根据瓶坯的制备方法不同又可以分为一步法(热坯法)和两步法(冷坯法)两种工艺类型。

挤出吹塑模具主要由两半阴模组成,如下图所示。由于吹塑模具批量生产时在高负荷下运行,所以在模具的口部、颈部,切口等易磨损及损坏的部位需要做成镶件,方便此部分零件的更换,保证模具的经久耐用,同时对外观复杂的产品来说也易于模具的加工制造和产品尺寸的调整。

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1、口部衬套;2、颈部镶块;3、瓶身;4、瓶身排气 ;

5、底部镶块;6、底部溢料槽;7、冷却系统。

(吹瓶模主体结构组成)


吹塑模具材料的选用

1.铝合金材料

铝材制作的吹塑模具有重量轻、传热快、导热性好、机械加工性能好、密度低等特点。但是铝材硬度较低,容易磨损,损坏后焊接性能不好,材料价格较高。此外,采用铝合金直接成型冷却水道时,对冷却水的质量要求较高,螺纹的连接强度也相对较弱。

2.结构钢材料

通常情况下,如果吹塑制品的批量较大,生产的时间较长,以及考虑到模具切口需要较高的强度和硬度,模具材料选用结构钢效果较好。尽管其传热性能不如铝合金和铍铜合金材料,但如果采用较好的冷却水道的结构设计可以有效的改善传热状况。

(a)低碳钢

采用低碳钢制作模具的型腔部分,对于加工模具的设备能力较差的情况来说,其具有独特的优势,低碳钢的焊接性能好,有利于进行焊接加工。由于一些大型、超大型吹塑模具的体积较大,需要进行加工的冷却水道比较深、长,采用钻孔加工的方法难以成型,可以采用低碳钢进行叠层焊接的方式来成型冷却水道,甚至成型型腔。这对于模具精度要求不是太高的产品来说是可以达到相关技术要求的。采用低碳钢加工的吹塑模具,也可以通过渗碳(渗氮)技术对模具表面进行处理,对使用了一段时间的低碳钢模具,进行渗碳(渗氮)处理可延长模具的使用寿命。

(b)中碳钢或中碳合金钢

此类材料通常直接用来成型模具型腔、模具底板等部件。对于可以直接采用机械加工方法成型冷却水道的吹塑模具,适合采用中碳钢或中碳合金钢直接制作。

(c)高碳钢或高碳合金钢

高碳钢或高碳合金钢通常用来制作吹塑模具的导向及定位零件,还有一些特殊的耐磨零件等。

3. 不锈钢材料

不锈钢材料在一些表面质量要求较高、批量较大的中小型吹塑制品的模具上采用较多。由于不锈钢材料制作的模具型腔尺寸稳定性好,表面光洁度高,耐腐蚀性能好,对于成型表面质量高、批量大的产品有其独特的优势。

4. 铍铜合金材料

铍铜合金具有优良的综合性能,特别适合于制作中小型吹塑制品和批量大的产品吹塑模具。目前在铝合金吹塑模具中,多采用铍铜合金来制作切坯口镶件,具有良好的效果。铍铜合金一般含有2.75%的铍和0.5%的钴,其余成分主要是铜。改变合金中的铍含量,可以使其具有不同的强度、硬度、导热性、耐腐蚀性和耐磨性。但是铍铜合金材料的价格相对较高。铍铜粉末对人体有害,加工时要注意防护。


选用材料的注意事项

1.按吹塑制品的批量选材

产品表面质量要求高,产量大,尽量选择高级的模具钢来制作吹塑模具。

产品表面质量要求不高,产量大,可以选择普通碳素钢制作吹塑模具。

产品表面质量要求不高,产量不大,选用铝合金和普通碳素钢等一般材料制作吹塑模具。

2.  按模具加工的方法选材

模具型腔采用数控加工的方法,可以采用优质碳素钢等模具钢。

模具采用叠层加工的办法,可以采用低碳钢。

模具采用浇铸和机械加工的方法,可以采用铝合金浇铸。

3.  按模具的结构件进行选材

一般吹塑模具的型腔强度要求不高时可以选择铝合金,而模具切口及螺纹部位强度要求高时,可以选用铍铜合金、优质碳素钢等优质钢材制成镶件来镶入。

模具的排气组件及镶件精度和表面质量要求较高时,可以选用铍铜合金和不锈钢等高级模具材料制作。

模具的导向和定位零件对强度及耐磨性要求较高,可以采用具有较高硬度的高碳钢等材料。


模具材料的热处理

吹塑模具的热处理也是至关重要的,对于采用钢材制作的吹塑模具,一般应该在粗加工后进行调质处理,这样可以减少变形。经过调质后,一般先放置24~48h,再进行模具的精加工。对于切口部分,可以采用局部淬火的方法使其硬度增强。

模具的导向定位等零件可以采用淬火的方式进行处理。一些采用铝合金浇铸方法制作的模具,应该经过一定的时效处理,使其寿命延长。

对于一些要求使用寿命长,制品本身批量大的吹塑模具,可以采用在试模无误后再进行一次氮化处理,以确保其耐用性。

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