1、制品质量:即制品尺寸的稳定性、复合型,制品的表面粗糙度、制品材料的利用率等;
2、使用寿命:即在确保制品质量的前提下,模具所能完成的工作循环次数或生产的制品件数;
3、模具的使用维护:即模具是否属于最方便使用的、脱模最容易的、生产辅助时间尽可能短的等;
4、维修成本、维修周期性等。
在以上四个方面中,最主要的就是模具的使用寿命。影响模具使用寿命的主要因素有模具的结构设计、模具的工作条件、模具材料的选择及热处理、模具的制造工艺等。其中,模具材料的正确选择、恰当的热处理工艺至关重要。因此,塑料模具钢材的选择需要综合考虑以下的性能要求:
1、足够的强度和韧性,以防止模具在工作中的塑性变形和冲击损坏;
2、高的表面硬度和耐磨性,以防止模具在工作中的磨损和抵抗塑料的成形压力。塑料件的尺寸公差和表面粗糙度预成形零件的耐磨性有密切关系,尤其是成形中含有硬质填料的塑料,更要求模具具有很高的耐磨性;
3、有一定的耐热性,且线膨胀系数要小。模具一般都是在较高的温度下长期工作的,因而模具钢材必须具有相当的耐热性,过大的热变形将会影响成形塑料件的质量;有较高的耐腐蚀性,尤其是成形聚氯乙烯和氟塑料时,它们在受热后要析出腐蚀性气体,对模具有强烈的腐蚀作用,因而要求钢材具有较高的耐腐蚀性。
4、加工性能好,热处理变形小。因为模具零件一般比较复杂,而在淬火以后加工又很困难,或根本就不能加工,所以在选择模具钢材时,应尽量选用组织致密、切削加工方便、热处理变形小的钢材。
5、抛光性能好。一般塑料件要求有良好的表面质量,因而模具的成形面必须研磨、抛光,并且成形面的表面粗糙度要低于塑料件的表面粗糙度2-3级,这样才能保证塑料件的外观并便于脱模。
6、皮纹性能好。常用的汽车内外饰件为了美化,在其表面增添了花纹图案,模具表面需要经过烂花处理。这就要求模具钢具有较好的光蚀刻花性能。
SSAB瑞典钢材集团的Toolox有三种材料,应用在塑料模具,能取代的以下材料:
1)Toolox33 : 2738,2311, 2312, 2738H 等;
2)Toolox40: NAK80, 2344,S136H,2083ESR,M300,H13ESR等
3)Toolox44: 2344(HRC48-50),136/H(HRC50), 2083(HRC50),
其显著优势如下:
1) 高抛光性能,由于晶粒细小,杂质含量少,Toolox材料镜面性能非常好,而且所需抛光时间少.更容易抛光.
2) 硬度,耐磨性:Toolox系列材料为预硬材料,其中Toolox44材料为世界上最硬的预硬模具钢.而且加工性能仍然很好.
3) 焊接性能:Toolox系列的材料由于特殊的成分设计,焊接性能非常优异,采用激光焊能取得非常好的效果.
4) 韧性:Toolox材料相比较同类型的其他材料,韧性好于对应的材料.抵抗急冷急热的效果极其稳定,特别适合用到急冷急热技术的高要求塑料模具,能解决模具开裂的问题.
5) 蚀刻性能:由于晶粒度细小,而且杂质含量少,蚀刻性能非常优异,所做的拉丝效果非常好.
6) 尺寸稳定性:由于Toolox系列材料为预硬材料,而且内应力非常小,因此在模具加工过程中几乎不产生内应力,特别适合有高尺寸稳定性要求的塑料模具,尤其是适合取代非预硬,需要热处理的塑料硬模.
7) 抗腐蚀性能: Toolox材料抗腐蚀性能一般,如果模具具有抗腐蚀性能要求,需要做专门的表面氮化-氧化处理,抗腐蚀效果非常好,但是如果不做表面处理工艺,抗腐蚀性能优于2344,NAK80等材料。