Tin tức công ty

Đặc điểm hiệu suất và tiêu Chí lựa chọn khuôn phun

• 2025-06-30

Đặc điểm hiệu suất và tiêu Chí lựa chọn khuôn phun

Bài viết này mở rộng một cách có hệ thống các đặc điểm chính, Các Loại chính, cơ sở lựa chọn và xu hướng phát triển của vật liệu khuôn phun. Bằng cách phân tích hiệu suất ứng dụng của thép khuôn, vật liệu hợp kim, vật liệu composite mới, vv trong khuôn phun, và kết hợp các chỉ số hiệu suất vật liệu với yêu cầu sản xuất thực tế, nó cung cấp một tài liệu tham khảo cho việc lựa chọn hợp lý các vật liệu khuôn phun. Đồng thời, khám phá các hướng phát triển của ngành công nghiệp về hiệu suất cao, nhẹ, bảo vệ môi trường, v. v. để giúp cải thiện mức độ sản xuất của khuôn phun và chất lượng sản xuất của các sản phẩm nhựa

1. Giới thiệu

Khuôn ép phun là một quá trình quan trọng trong việc đúc các sản phẩm nhựa, và hiệu suất của chúng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng, hiệu quả sản xuất và chi phí của các sản phẩm nhựa. Là cơ sở vật chất của khuôn, vật liệu khuôn đóng một vai trò quyết định trong sức mạnh của khuôn, chống mài mòn, chống ăn mòn, hiệu suất chế biến, v. v. với việc mở rộng liên tục các lĩnh vực ứng dụng của các sản phẩm nhựa, từ nhu yếu phẩm hàng ngày đến các linh kiện điện tử chính xác, Các yêu cầu đối với khuôn phun ngày càng tăng, điều này cũng thúc đẩy sự phát triển liên tục và đổi mới vật liệu khuôn phun. Sự hiểu biết thấu đáo về đặc điểm và ứng dụng của vật liệu khuôn phun là điều kiện tiên quyết quan trọng để tối ưu hóa Thiết kế khuôn, nâng cao tuổi thọ của khuôn mẫu và nâng cao hiệu quả sản xuất.

2. Yêu cầu về hiệu suất đối với vật liệu khuôn phun

    2.1 Tính chất cơ học

1. Độ bền và độ cứng: trong quá trình ép phun, khuôn cần chịu được tác động của nhiệt độ cao và nhựa nóng chảy cao áp, vì vậy nó phải có đủ độ bền và độ cứng. Độ bền cao có thể ngăn khuôn biến dạng hoặc nứt dưới áp suất phun. Ví dụ, khuôn phun cản xe ô tô lớn cần chịu được hàng trăm tấn lực kẹp và yêu cầu năng suất của vật liệu để đạt mức tương đối cao. Độ cứng cao có thể tăng cường khả năng chống mài mòn của khuôn, giảm sự mài mòn của các thành phần hình thành như lõi và khoang, và kéo dài tuổi thọ của khuôn. Ví dụ, các khuôn được sử dụng để sản xuất bánh răng nhựa đòi hỏi độ cứng vật liệu phải nằm trong khoảng hrc50 và 60 để đảm bảo độ chính xác lâu dài của cấu hình răng bánh răng.

2. Độ dẻo dai: độ dẻo dai đề cập đến khả năng của vật liệu khuôn để chống va đập và nứt. Trong quá trình mở và đóng khuôn và khi nhựa tan chảy nhanh chóng lấp đầy khoang, khuôn sẽ phải chịu lực tác động tức thời. Độ dẻo dai tốt có thể ngăn không cho khuôn bị nứt, rơi ra và các hiện tượng khác. Đặc biệt đối với các khuôn có hình dạng phức tạp hoặc các sản phẩm có thành mỏng, độ dẻo dai rất quan trọng. Ví dụ, khuôn phun cho vỏ điện thoại di động cần phải có độ dẻo dai nhất định trong khi vẫn đảm bảo sức mạnh để đối phó với các hành động mở và đóng thường xuyên.

  Hiệu suất nhiệt 2.2

1. ổn định nhiệt: Trong quá trình ép phun, nhiệt độ khuôn tăng lên khi nhựa tan chảy được tiêm, và sau đó nó cần phải được làm mát nhanh và thiết lập. Vật liệu khuôn cần duy trì độ ổn định kích thước ở nhiệt độ cao, không trải qua biến dạng nhiệt, và có hiệu suất ổn định trong các Chu kỳ làm nóng và làm mát lặp đi lặp lại. Ví dụ, khi sản xuất các sản phẩm Polycarbonate (PC), nhiệt độ đúc có thể đạt tới 280-320 ℃, và vật liệu khuôn phải có độ ổn định nhiệt tốt để đảm bảo độ chính xác chiều của sản phẩm.

2. Độ dẫn nhiệt: Truyền nhiệt hiệu quả giúp rút ngắn thời gian làm mát của các sản phẩm nhựa và nâng cao hiệu quả sản xuất. Vật liệu có tính dẫn nhiệt tốt có thể đảm bảo phân bố nhiệt độ đồng đều trong khuôn và giảm các khuyết tật như cong vênh và biến dạng của sản phẩm do làm mát không đều. Ví dụ, vật liệu khuôn Hợp kim nhôm có độ dẫn nhiệt cao hơn nhiều so với thép khuôn và thường được sử dụng trong các tình huống sản xuất khuôn phun nơi yêu cầu hiệu quả làm mát cao.

    2.3 tính chất hóa học

1. Chống ăn mòn: một số nguyên liệu nhựa sẽ phân hủy và tạo ra khí axit trong quá trình đúc (chẳng hạn như phân hủy PVC để sản xuất hydro clorua), hoặc nhựa có chứa các chất phụ gia ăn mòn sẽ được sử dụng. Điều này đòi hỏi vật liệu khuôn phải có khả năng chống ăn mòn tốt. Nếu không, bề mặt của khuôn sẽ bị ăn mòn, ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt của sản phẩm và THẬM CHÍ dẫn đến việc nạo khuôn. Đối với khuôn được sử dụng trong sản xuất phụ kiện đường ống PVC, nên sử dụng thép khuôn chống ăn mòn hoặc xử lý chống ăn mòn bề mặt.

2. Chống oxy hóa: trong môi trường ép phun nhiệt độ cao, vật liệu khuôn dễ bị oxy hóa khi tiếp xúc với không khí. Sự hình thành quy mô Oxit trên bề mặt có thể ảnh hưởng đến hiệu suất làm tan khuôn của khuôn và sự xuất hiện của sản phẩm. Vật liệu có khả năng chống oxy hóa tốt có thể làm giảm quá trình oxy hóa bề mặt và duy trì tình trạng hoạt động tốt của khuôn.

Nhà sản xuất khuôn giỏ lưu trữ ở Trung Quốc (jfmoulds.com)

3. Các loại vật liệu khuôn phun chính

  Thép khuôn đúc 3.1

1. Thép khuôn cứng trước: Thép khuôn cứng trước đã được xử lý trước khi gia công trước khi rời khỏi nhà máy, với độ cứng thường dao động từ hrc28 đến 45. Nó có khả năng gia công tuyệt vời và có thể được gia công trực tiếp thành hình mà không cần xử lý dập tắt thêm, tránh hiệu quả các vấn đề biến dạng trong quá trình xử lý nhiệt. Các loại phổ biến bao gồm P20, 718, v. v. thép P20 được sử dụng rộng rãi và phù hợp để sản xuất khuôn nhựa với yêu cầu chung, chẳng hạn như vỏ của thiết bị gia dụng và khuôn đồ chơi, vv thép 718 tăng cường độ tinh khiết và độ dẻo dai trên cơ sở P20, Làm cho nó phù hợp với các sản phẩm nhựa với yêu cầu chất lượng bề mặt cao, chẳng hạn như khuôn phụ tùng nội thất ô tô.

2. Thép khuôn cứng: Thép khuôn cứng do tuổi tác đại diện bởi nak80 có độ cứng tương đối thấp sau khi xử lý dung dịch, thuận tiện cho việc chế biến và tạo hình. Sau khi hình thành, nó có thể có được độ cứng cao (HRC38-43) và hiệu suất đánh bóng tốt thông qua xử lý lão hóa. Hiệu quả đánh bóng gương của nó là tuyệt vời và nó thường được sử dụng trong sản xuất khuôn mẫu cho các sản phẩm nhựa như ống kính quang học và bao bì mỹ phẩm, có yêu cầu rất cao cho bề mặt hoàn thiện.

3. Thép dập tắt và nóng tính: h13 là thép dập tắt và nóng tính điển hình, có độ cứng cao, độ bền cao và khả năng chịu mỏi nhiệt tuyệt vời. Nó phù hợp với khuôn chịu tải trọng cơ khí và nhiệt đáng kể, chẳng hạn như khuôn đúc và khuôn ép nhựa nhiệt dẻo. Sau khi xử lý nguội và ủ, độ cứng của thép H13 có thể đạt đến HRC48-52, và nó thường được sử dụng trong sản xuất khuôn mẫu cho cản xe ô tô, hộp nhựa lớn, v. v.

4. thép khuôn chống ăn mòn: S136 là thép khuôn chống ăn mòn thường được sử dụng với hàm lượng Crom tương đối cao, có khả năng chống ăn mòn và đánh bóng tuyệt vời. Nó không chỉ có thể chống lại các khí ăn mòn được tạo ra bởi sự phân hủy của nhựa, mà còn làm cho bề mặt của khuôn đạt được hiệu quả giống như gương. Nó phù hợp để sản xuất các sản phẩm PVC, thiết bị y tế và các khuôn mẫu khác có yêu cầu cao về khả năng chống ăn mòn và chất lượng bề mặt.

    Vật liệu hợp kim 3.2

1. hợp kim nhôm: Hợp kim nhôm có mật độ thấp, dẫn nhiệt tốt (khoảng 3 đến 5 lần so với thép khuôn), và hiệu suất xử lý tuyệt vời. Ví dụ, hợp kim nhôm 6061 thường được sử dụng để sản xuất các khuôn phun nhỏ, chính xác có yêu cầu cao về hiệu quả làm mát, chẳng hạn như khuôn cho các thành phần sản phẩm 3C. Tuy nhiên, độ cứng và khả năng chống mài mòn của nó tương đối thấp. Thông thường, cần xử lý bề mặt (như Anodizing cứng) để cải thiện tính chất bề mặt để đáp ứng yêu cầu sử dụng khuôn.

2. hợp kim đồng: Hợp kim đồng có độ dẫn nhiệt tuyệt vời. Hợp kim đồng beryllium là vật liệu hợp kim đồng thường được sử dụng trong khuôn phun. Nó không chỉ dẫn nhiệt nhanh mà còn có độ bền và độ cứng cao. Nó có thể được sử dụng để làm cho chèn cục bộ trong khuôn, chẳng hạn như nhúng Đồng beryllium chèn ở những khu vực làm mát khuôn khó khăn, để tăng tốc truyền nhiệt, cải thiện hiệu quả làm mát và nâng cao hiệu quả sản xuất. Tuy nhiên, chi phí cao của hợp kim đồng giới hạn ứng dụng rộng rãi của chúng trong cấu trúc tổng thể của khuôn.

    Vật liệu composite mới 3.3

1. Vật liệu composite cốt sợi Cacbon: vật liệu composite cốt sợi cacbon có độ bền cao, độ cứng cao và mật độ thấp. Độ bền và Mô đun cụ thể của chúng cao hơn nhiều so với vật liệu kim loại truyền thống. Trong lĩnh vực khuôn phun, các thành phần cấu trúc nhẹ có thể được sử dụng để sản xuất khuôn, chẳng hạn như khung đỡ và cơ chế đẩy khuôn, v. v. Mặc dù ứng dụng của nó trong khuôn phun vẫn còn trong giai đoạn thăm dò hiện nay, với hiệu suất tuyệt vời của nó, Dự kiến sẽ đóng một vai trò quan trọng trong sản xuất khuôn mẫu cao cấp trong tương lai.

2. vật liệu tổng hợp ma trận kim loại: vật liệu tổng hợp ma trận kim loại sử dụng kim loại làm ma trận và thêm các pha gia cố như hạt gốm và sợi carbon, có thể tăng cường đáng kể độ cứng, chống mài mòn và ổn định nhiệt của vật liệu. Ví dụ, vật liệu tổng hợp ma trận nhôm gia cố hạt Silicon Carbide có thể được sử dụng để sản xuất các thành phần chịu mài mòn của khuôn phun, chẳng hạn như thanh trượt và chân dẫn hướng, kéo dài tuổi thọ của khuôn một cách hiệu quả.

Nhà sản xuất khuôn hai màu ở Trung Quốc (jfmoulds.com)

4. Cơ sở để lựa chọn vật liệu khuôn phun

    Yêu cầu 4.1 đối với sản phẩm nhựa

1. Hình dạng và kích cỡ sản phẩm: Các sản phẩm nhựa có hình dạng phức tạp đòi hỏi khuôn mẫu phải có cấu trúc tinh xảo. Nên lựa chọn các vật liệu có hiệu suất xử lý tốt, chẳng hạn như thép đúc khuôn, thuận tiện cho việc xử lý các lỗ hổng phức tạp. Đối với khuôn mẫu sản phẩm lớn, vật liệu cần có đủ độ bền và độ cứng để chịu được áp suất phun, chẳng hạn như sử dụng thép khuôn có độ bền cao như h13.

2. yêu cầu chất lượng bề mặt: Đối với các sản phẩm có yêu cầu cao về bề mặt hoàn thiện và minh bạch, chẳng hạn như ống kính quang học và hộp nhựa trong suốt, vật liệu có hiệu suất đánh bóng tốt, chẳng hạn như nak80 và S136, nên được lựa chọn. Đối với nhu yếu phẩm hàng ngày với yêu cầu ngoại hình thấp, có thể lựa chọn thép khuôn thông thường với chi phí thấp hơn.

3. Yêu cầu về hiệu suất sử dụng: nếu sản phẩm cần được sử dụng trong môi trường nhiệt độ cao, vật liệu khuôn phải có độ ổn định nhiệt tốt; đối với các sản phẩm tiếp xúc với các chất ăn mòn, nên lựa chọn vật liệu có khả năng chống ăn mòn mạnh.

   Lô sản xuất 4.2

1. Sản xuất hàng loạt nhỏ: khi nói đến sản xuất hàng loạt nhỏ, chi phí của khuôn mẫu là một cân nhắc quan trọng. Vật liệu có giá tương đối thấp và hiệu suất xử lý tốt, chẳng hạn như thép P20, có thể được lựa chọn để giảm chi phí sản xuất khuôn mẫu. Đồng thời, các vật liệu nhẹ như Hợp kim nhôm cũng có thể được xem xét để rút ngắn chu kỳ sản xuất.

2. Sản xuất hàng loạt: sản xuất hàng loạt đòi hỏi khuôn mẫu phải có tuổi thọ cao. Vật liệu có độ cứng cao, chống mài mòn tốt và hiệu suất toàn diện tuyệt vời, chẳng hạn như thép H13 và thép S136, nên được lựa chọn. Mặc dù chi phí vật liệu tương đối cao, chi phí chia sẻ khuôn cho mỗi đơn vị sản phẩm có thể được giảm bằng cách kéo dài tuổi thọ của khuôn.

    Yếu tố chi phí 4.3

Chi phí của vật liệu khuôn chiếm tỷ lệ tương đối lớn trong tổng chi phí khuôn, và cần phải xem xét toàn diện giá nguyên liệu, chi phí chế biến và tuổi thọ. Ví dụ, mặc dù hợp kim đồng beryllium có hiệu suất tuyệt vời, nhưng nó rất tốn kém và chỉ phù hợp với khuôn mẫu có yêu cầu cực kỳ cao về hiệu quả làm mát và ngân sách đầy đủ. Thép khuôn thông thường có giá thấp và phù hợp với khuôn mẫu nơi yêu cầu về hiệu suất không đặc biệt nghiêm ngặt.

 5. Vật liệu khuôn phun

    Hiệu suất cao 5.1

Với sự phát triển của các sản phẩm nhựa hướng đến độ chính xác cao và hiệu suất cao, các yêu cầu về hiệu suất đối với vật liệu khuôn không ngừng gia tăng. Trong tương lai, thép khuôn sẽ phát triển theo hướng độ bền cao hơn, độ dẻo dai cao hơn, ổn định nhiệt tốt hơn và chống mài mòn. Bằng cách tối ưu hóa thành phần hóa học và Quy trình xử lý nhiệt, các loại thép khuôn mới sẽ được phát triển. Trong khi đó, hiệu suất của vật liệu composite mới cũng sẽ tiếp tục cải thiện, mở rộng phạm vi ứng dụng của chúng trong lĩnh vực khuôn phun.

    Trọng lượng nhẹ 5.2

Trong các lĩnh vực như ô tô và hàng không vũ trụ, nhu cầu về các sản phẩm nhựa nhẹ ngày càng trở nên cấp bách, điều này cũng thúc đẩy sự phát triển của vật liệu khuôn phun hướng tới trọng lượng nhẹ. Việc áp dụng các vật liệu hợp kim nhẹ như hợp kim nhôm và hợp kim magiê, cũng như vật liệu composite cốt sợi cacbon, sẽ trở nên phổ biến hơn. Thông qua tối ưu hóa cấu trúc và đổi mới vật liệu, có thể đạt được thiết kế khuôn mẫu gọn nhẹ, giảm trọng lượng và nâng cao hiệu quả sản xuất.

Chất liệu của khuôn phun là yếu tố quan trọng xác định hiệu suất của khuôn và chất lượng của các sản phẩm nhựa. Các loại vật liệu khuôn khác nhau có đặc điểm riêng. Trong các ứng dụng thiết thực, nên lựa chọn toàn diện dựa trên các yếu tố như yêu cầu của sản phẩm nhựa, lô sản xuất và chi phí. Với sự phát triển của ngành sản xuất, vật liệu khuôn phun không ngừng đổi mới và tiến lên theo hướng hiệu suất cao, nhẹ, thân thiện với môi trường và thông minh. Nghiên cứu sâu về hiệu suất và xu hướng phát triển của vật liệu khuôn có lợi cho việc thúc đẩy cải tiến công nghệ khuôn phun, đáp ứng nhu cầu sản xuất ngày càng đa dạng của các sản phẩm nhựa, và tạo điều kiện cho sự phát triển bền vững của ngành công nghiệp chế biến nhựa.