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        大型塑料模具鋼拋光性檢驗方法

        2021-08-12 08:43:08焦其慧馮彬彬
        模具制造 2021年5期

        焦其慧,付 博,王 洋,馮彬彬

        (1.東北特殊鋼集團股份有限責任公司技術(shù)中心,遼寧大連 116000;2.東北特殊鋼集團股份有限責任公司質(zhì)檢處,遼寧大連 116000)

        1 引言

        近年來,隨著塑料制品行業(yè)的不斷發(fā)展,對塑料模具鋼要求逐漸提升,主要體現(xiàn)在:大型化、精密化、高壽命、高質(zhì)量等方面,其中塑料模具鋼的拋光性能顯得尤為重要。

        傳統(tǒng)的模具制造的加工過程為:銑削→粗加工→精加工→線切割、電火花→拋光[1]。加工過程十分復(fù)雜,所以塑料模具鋼的加工成本占整個模具的生產(chǎn)成本的60%以上[2],如果模具制造前不能很好地判斷拋光性是否合格,待投入大量的人力、物力和財力,加工成模具成品后發(fā)現(xiàn)大量“麻點”而無法使用,會造成大量的浪費,尤其是大型塑料模具,一副模具成本高達上百萬,大大增加了模具制造的成本投入。

        目前,國內(nèi)外僅有關(guān)于模具型腔最終使用上的一個拋光光潔度和粗糙度的標準,用于評價不同鋼種能達到的拋光等級,便于根據(jù)使用用途選擇不同鋼種。但是沒有關(guān)于同鋼種拋光性缺陷檢驗方法和標準[1]。故摸索一種大型塑料模具鋼拋光性檢驗方法迫在眉睫。

        2 試驗材料

        材料選用大截面預(yù)硬型塑料模具鋼718HH,化學成分如表1所示,厚度為600~1,200mm,寬度為1,200~1,800mm,長度為2,000~3,200mm。試驗材料的生產(chǎn)工藝為:轉(zhuǎn)爐→LF→RH→模鑄→紅送→80MN快鍛→空冷、正火、退火→加熱淬水→兩次回火。

        表1 塑料模具鋼718HH化學成分 %

        3 檢驗位置及面積

        由于鑄錠的冒口端為澆注后期補縮和夾雜物上浮聚集的區(qū)域,易形成夾雜和縮孔缺陷,是材料的致密度、純凈度最差的位置,故選擇材料冒口端心部位置檢驗拋光性更具代表意義。同時考慮可操作性及準確性,選擇冒口端心部約100×100mm的正方形區(qū)域。檢驗位置示意圖如圖1所示。

        圖1 檢驗位置示意圖

        4 拋光工具

        (1)砂輪機和砂輪片。

        (2)可粘貼砂紙(包括100#、200#、400#、600#、800#、1000#砂紙)。

        (3)電動吊磨機(電壓220V,轉(zhuǎn)速0~27,000r/min)、圓柱形金屬磨頭、圓柱形羊毛氈磨頭。

        (4)鉆石拋光膏(粗糙度Ra=3.5μm)。

        (5)擦拭物品:無水酒精、羊皮布。

        5 拋光步驟

        (1)粗拋。

        采用裝有砂輪片的砂輪機在鋼材冒口端心部打磨出100×100mm方形區(qū)域,目的是為了將鋸切痕打磨平滑,防止凹凸不平影響后續(xù)拋光。

        (2)半精拋。

        依次選用100-1000#砂紙進行半精拋。將砂紙裁剪成磨頭形狀的大小,并粘貼在金屬磨頭上,開啟吊磨機后使用均勻的力道進行拋光(注意:每小片砂紙使用20~30s必須更換新的砂紙)。當換不同型號的砂紙時,拋光方向應(yīng)變換45°~90°,有利于區(qū)分是否將前一種型號的砂紙拋光留下的拋光痕徹底打磨掉,當前一種型號的砂紙的拋光痕打磨掉后,再延長25%左右的拋光時間后方可更換下一種型號的砂紙(切記每種型號的砂紙拋光時間不要過長,以免造成拋光過度,反而影響拋光性[3])。

        (3)精拋。

        將吊磨機的磨頭更換成羊毛氈磨頭,并將拋光膏均勻涂抹在鋼材的拋光面上,采用輕柔且均勻的力道將磨頭放在拋光面上拋光[3],直至拋光面上無明顯的肉眼可見的拋光痕為止。

        (4)擦拭。

        采用無水酒精侵濕的羊皮布將拋光面上殘留臟物擦掉,以免影響后續(xù)的評判。

        6 拋光評級

        模具拋光后,若在拋光面存在大量“麻點”缺陷,會導致塑料制品表面存在“小凸起”,影響塑料制品外觀,嚴重時會導致制品報廢,雖可通過局部焊補消除模具上的“麻點”,但大大降低了模具使用壽命。

        故可通過肉眼觀察拋光區(qū)域存在的“麻點”數(shù)量以及便捷式顯微鏡觀察“麻點”大小進行綜合評判,分成三個等級,等級對照表如表2所示。

        表2 拋光等級對照表

        肉眼可觀察的最小物體直徑約為φ40~φ50μm,當拋光面無肉眼觀察的“麻點”(≤38μm)評級為優(yōu),此時可用做高端塑料模具使用,例如:高檔汽車保險杠、尾燈模具等;當拋光面存在≤5個“麻點”,且直徑均<50mm評級為良,此時可用做中端塑料模具使用,例如:低檔汽車保險杠、汽車門板模具等;當拋光面存在>5個“麻點”或存在直徑≥φ50μm評級為差,此時可用做低端塑料模具使用,例如:塑料凳、塑料桌等要求拋光性較低的模具。

        7 結(jié)束語

        (1)該檢驗方法是通過實踐經(jīng)驗,并結(jié)合用戶使用情況,反復(fù)摸索總結(jié)出來的,目前做為東北特殊鋼集團股份有限責任公司生產(chǎn)大型塑料模具鋼的內(nèi)控檢驗手段之一。

        (2)隨著該檢驗方法的實施,并不斷與用戶使用情況進行對標,不斷完善,形成行業(yè)標準,甚至是國家標準。

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