熱作模具鋼中的新秀--3Cr3Mo3VNb尊

展3住Cr骨3M掛o3乘VN健b鋼開(kāi)是由僑原航遞空部跨所屬登的安扒大航摧空鍛胃造廠最，北屠京航穴空材微料研杠究所糧和西奏北工妙業(yè)大麗學(xué)在玻70拾年代消末共腳同研區(qū)制成旋功的近一種嶺新型臂熱作襯模具修鋼。

與填3C輕r3組Mo節(jié)3V授Nb肯鋼在松19王80墨年就及已榮惹獲原主第三錦機(jī)械哨工業(yè)搏部科嚼技成慚果一朗等獎(jiǎng)塔，隨擇后又難獲原對(duì)國(guó)家震國(guó)防霧工業(yè)域辦公努室重使大技銅術(shù)改展進(jìn)二灣等獎(jiǎng)幕。

蠶顯3C端r3朱Mo卵3V廊Nb砌鋼的拍化學(xué)抗成份資如下例（%待）

柔--祝--罷--戀--餐--橫--小--化--漢--口--帖--秘--鋼--塵--叔--核--逆--丑--患--攔--產(chǎn)--茫--南--滾--笨--銜--都--范--揮--遷--都--圣--減--膚--陶--輪-

CCrMoV

Nb

SiMnPS0.24-0.33

0.60-0.80

≤0.60≤0.35≤0.030

≤0.030

從化學(xué)成份上認(rèn)識(shí)，它與我國(guó)常用的熱作模具鋼3Cr2W8V、4Cr5MoVISi(簡(jiǎn)稱(chēng)H13)、5CrNiMo以及4Cr5W2Vsi相比，有它獨(dú)特的特點(diǎn)。首先它是屬于Cr3--Mo3--V型熱強(qiáng)鋼，它的鉬含量是H13平均鉬含量的2倍，此外，H13、3Cr2W8V鋼，等鋼中不含有Nb，Nb在3Cr3Mo3VNb鋼中與碳形成穩(wěn)定性很高的NbC化合物，Nb不僅有抑制奧氏體晶粒長(zhǎng)大、細(xì)化晶粒的作用，而且可以顯著提高鋼的熱強(qiáng)性，并有助于提高基體的韌性。

迄今為止，3Cr3Mo3VNb鋼與國(guó)標(biāo)中所列的所有熱模具鋼的碳含量相比，它是最低的。正因?yàn)槠浜剂坎桓?，所以其塑性、韌性和抗冷熱疲勞性要比其它鋼種要高，雖然該鋼經(jīng)熱處理后在常溫下的硬度并不很高，但它在使用狀態(tài)下的熱強(qiáng)度卻保持很好，這是與其Cr3-Mo3-V-Nb的合金化組分分不開(kāi)的。

在3Cr3Mo3VNb鋼的研制期間，在實(shí)驗(yàn)室將原航空鍛造的常用熱模具鋼5CrNiMo、4Cr5W2VSi與3Cr3Mo3VNb鋼作了多種對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表一、表二、表三、表四。

表一三種材料的拉伸性能

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鋼號(hào)項(xiàng)目溫度(℃)

20200300400500600700800

-----------------------------------------------------------------------

3Cr3Mo3VNbσb(Mpa)151814371378130012121022554.0150.0

σ0.2(Mpa)1390993.5795.5365.0

δ(%)6.97.37.57.18.38.210.224.6

ψ(%)61.462.261.660.861.764.973.0

4Cr5W2VSiσb(Mpa)18571729165315611393108.5358.0111.0

σ0.2(Mpa)1066707.0188.5

δ(%)6.06.66.18.210.47.919.333.4

ψ(%)46.450.953.556.056.950.5

3Cr3Mo3VNbσb(Mpa)1507146114111186922.5555.0146.095.1

σ0.2(Mpa)959.0526.5230.5

δ(%)7.47.510.69.313.223.092.758.2

ψ(%)41.035.042.254.672.089.9

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表二三種材料的沖擊韌性單位：j/cm2

峽--住--凝--借--銳--拆--丙--哀--櫻--壘--弟--愛(ài)--療--快--紫--叫--經(jīng)--刪--港--流--曲--睜--澆--眾--裹--說(shuō)--繩--劑--山--豈--耕--隸--峰--殼--眠--選-

泥鋼號(hào)怪熱傷處理遭制度紗試她驗(yàn)溫騾度（怒℃）

紫20磚2燃00碌2趟50嬸3忘00棵3錯(cuò)50夠4滾00

兄--謀--昏--比--額--堅(jiān)--舍--做--意--皮--業(yè)--代--伶--伏--望--屬--第--尺--銀--乳--倉(cāng)--雁--汽--結(jié)--僵--亮--才--葛--悉--兇--繡--俗--梅--咳--蛋--蘇-

亂3C壓r3孝Mo腦3V萍Nb串1毫06遍0℃些油淬孤，6促30鑒℃、鴿57炭0℃抬9歪.1所0屈68肺.9裕7鞠9.瓶6伙75興.2睡7布9.摩1

翁兩次踢回火始，各將3h頸油冷

匹4C厚r5取W2今VS瘡i叢10鋒70紹℃油貍淬，免59約0℃芒、5懸60暗℃1肆4.菜6娛30戀.2貌3壇7.里1硬15營(yíng).2格3慶9.族0悉40信.0

掉兩次敗回火皮，各盈3h險(xiǎn)油冷

級(jí)5C液rN挽iM壯o下86樂(lè)0℃納油淬衰，3胸80膠℃回繼火，蘇6刺.1算2慮1.都4燭22鐮.2節(jié)2藏4.去2德22聯(lián).6長(zhǎng)2劍2.欠1

筆3h炊空冷

挺--示--住--蔬--春--背--狼--眨--降--事--課--睜--蔽--應(yīng)--進(jìn)--艷--癢--儀--芬--賢--樸--凳--淡--爹--末--蹦--王--溉--孝--土--亮--展--蛛--塊--暮--惰-

導(dǎo)澤表三頂三捕種材療料的領(lǐng)冷熱跡疲勞府性能

候--而--膨--仗--喂--瓣--幣--元--停--宗--愛(ài)--昂--滾--柏--帖--隨--牛--摧--

防鋼號(hào)縮裂商紋長(zhǎng)溝度（愉mm觸）

稈縱向勺橫繞向

欺--邊--增--堤--敢--張--煩--叼--限--懼--巴--滲--襯--播--我--墨--疲--矛--

灶3C絮r3謎Mo忙3V珍N(xiāo)b度0月.3響1御0.父26

懸4C給r5象W2因VS既i

性0糟.4況5堵0.憶42

渠5C競(jìng)rN悼iM批o

費(fèi)

尋3嬌.3靠9域1.款20

植--警--育--倍--度--絨--醒--堪--飾--脂--腔--信--慧--盲--靈--邀--縮--秩--

略鳥(niǎo)表四銅三午種材醋料抗長(zhǎng)65族0℃喉回火淚穩(wěn)定夠性

震--善--同--睬--壁-款--拴--大--恰--弱--繩--兵--貿(mào)--雀--責(zé)--皺--令--咱--指--乓--譜--律--元--雀--港--諸--潔--芽--嚷--演--證--

冷鋼號(hào)堡

賤

皆

略

你

酷

懶6魚(yú)50賀℃保堅(jiān)持時(shí)嘩間

糊

現(xiàn)

覺(jué)

綠

助

身原橫狀態(tài)雕2比0`號(hào)5把0`址2肅H1濃0`泡5雅H4熟0`遷9三H1曠0`

王

唐

帥

跌

系

撒

恭硬度株（H右RC蝕）

首--斧--偉--穩(wěn)--繪--民--息--臟--接--花--助--靠--辣--昂--筍--騎--性--泛--粥--鞭--貸--歌--漫--劑--油--煉--妹--自--京--膊--矩-

尋3C漫r3摩Mo城3V竄Nb鏡

滑49猾.6亂4森9.厘2石47滴.3競(jìng)4姓4

眾

敘39僵.2剝

暗36節(jié).8

葛4C夕r5品W2遵VS志i

厭

緒51肢.2制4泄8.乎1嬸44后

簽3服9

頭

樓36恭.2駛

沈33易.5

徐5C才rN邀iM簽o

份

炮

合48慕.5晴3起4.鑰5著33浸

旦2坡9.本5附26詢(xún).5沿

圾24

闖--置--棕--挎--墨--饑--雜--桌--兄--尿--活--伏--耗--腳--蒜--述--費(fèi)--角--部--覺(jué)--稠--捕--噸--論--活--悠--余--引--藏--宇--偽-

加夏從表填一中央可見(jiàn)嘩，隨棗著試逆驗(yàn)溫伏度的鋪升高本，3文Cr哪3M什o3綿VN夫b鋼油的強(qiáng)蠅度極列限下驢降慢但，而戰(zhàn)5C測(cè)rN霸iM贊o和希4C呢r5芝W2潛VS母i鋼群下降時(shí)較快燭。設(shè)栽若模畫(huà)具型訴腔表產(chǎn)面工薄作溫?zé)煻扔深?0浙0℃鵝升高剪到7沖00恨℃時(shí)蒙，則滋5C鉆rN抽iM追o鋼游強(qiáng)度危損失尿達(dá)8漿7%隨，4待Cr瀉5W搜2V猾Si廊鋼強(qiáng)胃度損翻失達(dá)杰77滔%，燃而3犧Cr摘3M拐o3烤VN田b鋼美的強(qiáng)里度損印失5毒7%撞。3衛(wèi)Cr融3M熊o3插VN喂b鋼虧不僅惰其強(qiáng)吉度極忍限隨飛試驗(yàn)鼠溫度摸升高絞而下微降緩穗慢，爬而且懸其屈貢服下漁降更織慢。黨在6蠻00移℃以扛上工縱作時(shí)窄，按惰三種墊材料城拉伸毯性能鼓的絕隊(duì)對(duì)值年作比階較，料3C適r3殖Mo胃3V片Nb螞鋼始靜終具原有較似5C筆rN市iM裳o和撿4C伍r5乎W2閣VS林i鋼處顯著竹優(yōu)越唇的使蟲(chóng)用強(qiáng)請(qǐng)度，耍這也毫就是男3C遍r3罵Mo深3V銀Nb盼鋼模餓具使辮用壽握命數(shù)夾倍增乏高的電內(nèi)在灘原因仁之一環(huán)。

滔無(wú)從表漸二中矩可以產(chǎn)看出摸三種壘材料律在室坦溫下農(nóng)韌性先都很冶低，鑰但在倉(cāng)實(shí)際管使用析溫度械下（損烤模萄溫度亭-2果50徑℃）敲，3板Cr浪3M噴o3瞞VN螞b鋼目的沖界擊韌沙性顯絹著提債高，樣比4買(mǎi)Cr度5W嘩2V易Si長(zhǎng)高約孟一倍替，比陽(yáng)5C獻(xiàn)rN球iM欠o高樸約二參倍。

翠針表三搶是三美種材牧料的荷冷熱浸疲勞溪性能匯比較覺(jué)結(jié)果芽。用登2m投m厚畝、開(kāi)抵有6輛0°產(chǎn)槽口睛的板紅狀試泥樣，遭經(jīng)在臂65決0℃姨下加均熱，譜隨后角在2負(fù)0℃禿水中咳冷卻眨，這絞樣反律復(fù)加已熱冷杜卻的帽條件棒下，悟經(jīng)1休00錫0次不循環(huán)很后測(cè)那定槽戚口尖水端產(chǎn)熱生裂燃紋的副長(zhǎng)度漫進(jìn)行蕩比較奮。

則積表四留展現(xiàn)墊了三多種材心料抗露65闖0℃叛回火歪穩(wěn)定推性的法比較譯結(jié)果來(lái)。三住種材孤料經(jīng)戲最終默熱處低理后竹，在送65元0℃傅箱式僅電爐幟內(nèi)再后經(jīng)不勵(lì)同時(shí)姨間回卷火后鴉空冷廊，其攤硬度賓見(jiàn)中棋數(shù)據(jù)銅。

然膀從中抓可以形看出擊這三熄種鋼關(guān)仍以充3C副r3本Mo碌3V呼Nb熄鋼的唇抗6磨50甚℃回織火穩(wěn)量定性孕最好亞。如概果以封HR絞C3宰9為爸額定托指標(biāo)歉評(píng)定知，在晚65伐0℃密下，卵3C悟r3沖Mo搏3V爐Nb濤鋼可泊堅(jiān)持尺5小肚時(shí)4浩0分傻鐘，我4C賄r5廳W2誦VS呼i鋼矩只能博堅(jiān)持名2小痰時(shí)1造0分旗鐘，挎而5躲Cr球Ni林Mo碌鋼堅(jiān)笑持不老到2弄0分憤鐘。世這說(shuō)醋明了預(yù)3C韻r3縫Mo診3V叮Nb情鋼在息工作幸溫度河（-勻65盞0℃宿）下幼可堅(jiān)慈持較洪長(zhǎng)時(shí)魔間的呆使用劣硬度級(jí)而不聯(lián)致過(guò)奶早軟線(xiàn)化失兆效。

需要另作一點(diǎn)說(shuō)明的是，由于鎢與鉬在鋼中的作用大致相同，加上其它元素含量都基本一致，所以H13（4Cr5MoVISi）與4Cr5W2Vsi基本上是屬于同一類(lèi)型模具鋼，如果H13也參與對(duì)比試驗(yàn)的話(huà)，其試驗(yàn)結(jié)果可能與4Cr5W2VSi相當(dāng)。

諸多的生產(chǎn)實(shí)踐中更是證明了3Cr3Mo3VNb鋼制作的模具在高溫工作狀態(tài)下強(qiáng)度保持得很好，耐冷熱疲勞性能好，用其制作的模具或受熱擠壓、熱磨擦的部件適用面廣，在許多不相同的部門(mén)成功的替代了國(guó)內(nèi)目前廣泛使用的5CrNiMo、3Cr2W8V以及H13等熱作模具鋼。

下面列舉部分廠家應(yīng)用3Cr3Mo3VNb鋼的實(shí)例：

（1）早在70年代末期貴州虹山軸承廠用其制作的模具鍛造GCr15時(shí)，壽命是3Cr2W8V的五倍；而南昌航空工業(yè)學(xué)校用作軸承內(nèi)套沖頭模具鍛造35號(hào)鋼時(shí)，壽命曾超過(guò)3Cr2W8V的十多倍。

（2）鐵道部寶雞橋梁廠，自采用3Cr3Mo3VNb鋼制作軌頭模后，不僅模具壽命大為提高、成本降低、模具供給速度趕上了使用的要求，而且使該廠的唯一一臺(tái)大型油壓機(jī)的生產(chǎn)效率大為提高，在每天16小時(shí)的連續(xù)生產(chǎn)中，中途不用停機(jī)，不用更換模具，一套模具可連續(xù)作業(yè)直至壽命終止，使寶雞橋梁廠在任務(wù)重、時(shí)間緊的形勢(shì)下，順利的完成了國(guó)家下達(dá)的鐵路提速道貧生產(chǎn)任務(wù)。如果采用原5CrNiMo模具，則在連續(xù)16小時(shí)的生產(chǎn)中途，必需更換已經(jīng)升溫的整套模具，結(jié)果會(huì)導(dǎo)致整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)中途停頓。

（3）在鋁型材料行業(yè)，可用其制作擠壓模具，其壽命遠(yuǎn)高于H13鋼。廣西南寧中外合資的邕生材廠十幾年來(lái)一直采用3Cr3Mo3VNb鋼制作擠壓槍、喂料板等模具，用于生產(chǎn)鋁管，模具表面工作溫度在500℃左右，與從境外進(jìn)口的H13鋼模具相比，不僅壽命成倍的提高，而且價(jià)格也便宜得多。

（4）在水城鋼廠，曾用3Cr3Mo3VNb鋼制作高速熱輸送滾輪，安裝在生產(chǎn)φ20的建筑螺紋鋼軋機(jī)生產(chǎn)線(xiàn)上，比原滾輪提高使用壽命五至八倍，減少了頻繁更換滾輪的停機(jī)時(shí)間，從而極大的提高了整條生產(chǎn)線(xiàn)的效率。

（5）用其制作的生產(chǎn)無(wú)縫鋼管穿孔頂頭也充分的證明了它的熱強(qiáng)性高的特點(diǎn)。在貴陽(yáng)特殊鋼廠的試驗(yàn)結(jié)果為：與3Cr2W8V鋼和H13鋼相比較，其頂頭模具可生產(chǎn)的無(wú)縫鋼管數(shù)量之比為6：3：2。

（6）同樣是在貴陽(yáng)特殊鋼廠，該廠生產(chǎn)釬鋼的釬肩擠壓模具既不采用自己生產(chǎn)的3Cr2W8V鋼，也不采用自己生產(chǎn)的H13鋼，而是采用3Cr3Mo3VNb鋼。據(jù)釬鋼分廠出據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，采用3Cr3Mo3VNb鋼釬肩擠壓模的壽命是他們?cè)捎玫?CrNiMo鋼的6倍。該廠自從引進(jìn)3Cr3Mo3VNb鋼后，就徹底解除了制模單位的壓力。

（7）貴州安湖機(jī)械廠是一個(gè)生產(chǎn)高溫耐熱鋼螺栓等產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)專(zhuān)業(yè)化廠，用他們自己深有感觸的話(huà)說(shuō)：試遍了國(guó)內(nèi)所有的模具鋼品種，終于找到了我們最理想的、可以信賴(lài)的模具鋼--3Cr3Mo3VNb鋼，在他們的應(yīng)用條件下，連高速鋼W18Cr4V也不如它。

（8）貴州安大航空鍛造公司，既是3Cr3Mo3VNb鋼生產(chǎn)單位，又是3Cr3Mo3VNb的最大用戶(hù)。20多年來(lái)，該公司用其制作的各種類(lèi)型模具用在模鍛錘、磨擦壓力機(jī)、環(huán)軋機(jī)以及等溫鍛等鍛造設(shè)備上，用以鍛壓各種合結(jié)鋼、不銹耐熱鋼、高溫合金和鈦合金等產(chǎn)品，為航空的鍛造事業(yè)立下汗馬功勞。

綜上所述，3Cr3Mo3VNb鋼，是熱模鋼種中的一個(gè)新秀，隨著時(shí)間的推移，它將被人們?cè)絹?lái)越了解，它的用途將越來(lái)越廣泛，它將在我國(guó)的模具工業(yè)中占有其應(yīng)有的地位。熱流道應(yīng)用技術(shù)作者簡(jiǎn)介：Bob（孟博），在國(guó)際箸名熱流道生產(chǎn)商工程應(yīng)用部擔(dān)任多年高級(jí)技術(shù)職務(wù)。為數(shù)千套熱流道模具應(yīng)用項(xiàng)目提供過(guò)技術(shù)支持。加拿大MOLDCAE公司創(chuàng)始人。E-mail:info@moldcae

第一篇

熱流道應(yīng)用技術(shù)概況

一熱流道模具的優(yōu)點(diǎn)熱流道模具在當(dāng)今世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)均得到極為廣泛的應(yīng)用。這主要因?yàn)闊崃鞯滥＞邠碛腥缦嘛@著特點(diǎn)：1、縮短制件成型周期因沒(méi)有澆道系統(tǒng)冷卻時(shí)間的限制，制件成型固化后便可及時(shí)頂出。許多用熱流道模具生產(chǎn)的薄壁零件成型周期可在5秒鐘以下。2、節(jié)省塑料原料在純熱流道模具中因沒(méi)有冷澆道，所以無(wú)生產(chǎn)費(fèi)料。這對(duì)于塑料價(jià)格貴的應(yīng)用項(xiàng)目意義尤其重大。事實(shí)上，國(guó)際上主要的熱流道生產(chǎn)廠商均在世界上石油及塑料原料價(jià)格昂貴的年代得到了迅猛的發(fā)展。因?yàn)闊崃鞯兰夹g(shù)是減少費(fèi)料降低材料費(fèi)的有效途徑。3、減少費(fèi)品，提高產(chǎn)品質(zhì)量在熱流道模具成型過(guò)程中，塑料熔體溫度在流道系統(tǒng)里得到準(zhǔn)確地控制。塑料可以更為均勻一致的狀態(tài)流入各模腔，其結(jié)果是品質(zhì)一致的零件。熱流道成型的零件澆口質(zhì)量好，脫模后殘余應(yīng)力低，零件變形小。所以市場(chǎng)上很多高質(zhì)量的產(chǎn)品均由熱流道模具生產(chǎn)。如人們熟悉的MOTOROLA，HP打印機(jī)，DELL筆記本電腦里的許多塑料零件均用熱流道模具制作。4、消除后續(xù)工序，有利于生產(chǎn)自動(dòng)化。制件經(jīng)熱流道模具成型后即為成品，無(wú)需修剪澆口及回收加工冷澆道等工序。有利于生產(chǎn)自動(dòng)化。國(guó)外很多產(chǎn)品生產(chǎn)廠家均將熱流道與自動(dòng)化結(jié)合起來(lái)以大幅度地提高生產(chǎn)效率。5。擴(kuò)大注塑成型工藝應(yīng)用笵圍許多先進(jìn)的塑料成型工藝是在熱流道技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。如PET預(yù)成型制作，在模具中多色共注，多種材料共注工藝，STACKMOLD等。

二熱流道模具的缺點(diǎn)盡管與冷流道模具相比，熱流道模具有許多顯著的優(yōu)點(diǎn)，但模具用戶(hù)亦需要了解熱流道模具的缺點(diǎn)。概括起來(lái)有以下幾點(diǎn)。1、模具成本上升熱流道元件價(jià)格比較貴，熱流道模具成本可能會(huì)大幅度增高。如果零件產(chǎn)量小，模具工具成本比例高，經(jīng)濟(jì)上不花算。對(duì)許多發(fā)展中國(guó)家的模具用戶(hù)，熱流道系統(tǒng)價(jià)格貴是影響熱流道模具廣泛使用的主要問(wèn)題之一。2、熱流道模具制作工藝設(shè)備要求高熱流道模具需要精密加工機(jī)械作保證。熱流道系統(tǒng)與模具的集成與配合要求極為嚴(yán)格，否則模具在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)很多嚴(yán)重問(wèn)題。如塑料密封不好導(dǎo)致塑料溢出損壞熱流道元件中斷生產(chǎn)，噴嘴鑲件與澆口相對(duì)位置不好導(dǎo)致制品質(zhì)量嚴(yán)重下降等。3、操作維修復(fù)雜與冷流道模具相比，熱流道模具操作維修復(fù)雜。如使用操作不當(dāng)極易損壞熱流道零件，使生產(chǎn)無(wú)法進(jìn)行，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。對(duì)于熱流道模具的新用戶(hù)，需要較長(zhǎng)時(shí)間來(lái)積累使用經(jīng)驗(yàn)。三熱流道系統(tǒng)的組成盡管世界上有許多熱流道生產(chǎn)廠商和多種熱流道產(chǎn)品系列，但一個(gè)典型的熱流道系統(tǒng)均由如下幾大部分組成：1．

熱流道板（MANIFOLD）2．

噴嘴（NOZZLE）3．

溫度控制器4．

輔助零件將在以后系列文章深入討論這些零件的種類(lèi)與應(yīng)用。四熱流道應(yīng)用主要技術(shù)關(guān)鍵

一個(gè)成功的熱流道模具應(yīng)用項(xiàng)目需要多個(gè)環(huán)節(jié)予以保障。其中最重要的有兩個(gè)技術(shù)因素。一是塑料溫度的控制，二是塑料流動(dòng)的控制。

1．塑料溫度的控制在熱流道模具應(yīng)用中塑料溫度的控制極為重要。許多生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的加工及產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題直接來(lái)源于熱流道系統(tǒng)溫度控制的不好。如使用熱針式澆口方法注塑成型時(shí)產(chǎn)品澆口質(zhì)量差問(wèn)題，閥式澆口方法成型時(shí)閥針關(guān)閉困難問(wèn)題，多型腔模具中的零件填充時(shí)間及質(zhì)量不一致問(wèn)題等。如果可能應(yīng)盡量選擇具備多區(qū)域分別控溫的熱流道系統(tǒng)，以增加使用的靈活性及應(yīng)變能力。２．塑料流動(dòng)的控制塑料在熱流道系統(tǒng)中要流動(dòng)平衡。澆口要同時(shí)打開(kāi)使塑料同步填充各型腔。對(duì)于零件重量相差懸殊的ＦＡＭＩＬＹＭＯＬＤ要進(jìn)行澆道尺寸設(shè)計(jì)平衡。否則就會(huì)出現(xiàn)有的零件充模保壓不夠，有的零件卻充模保壓過(guò)度，飛邊過(guò)大質(zhì)量差等問(wèn)題。熱流道澆道尺寸設(shè)計(jì)要合理。尺寸太小充模壓力損失過(guò)大。尺寸太大則熱流道體積過(guò)大，塑料在熱流道系統(tǒng)中停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，損壞材料性能而導(dǎo)致零件成型后不能滿(mǎn)足使用要求。世界上已經(jīng)有專(zhuān)門(mén)幫助用戶(hù)進(jìn)行最佳流道設(shè)計(jì)的CAE軟件如MOLDCAE。

五熱流道模具的應(yīng)用范圍

1．塑料材料種類(lèi)熱流道模具已被成功地用于加工各種塑料材料。如PP，PE，PS，ABS，PBT，PA，PSU，PC，POM，LCP，PVC，PET，PMMA，PEI，ABS/PC等。任何可以用冷流道模具加工的塑料材料都可以用熱流道模具加工。

2．零件尺寸與重量用熱流道模具制造的零件最小的在0.1克以下。最大的在30公斤以上。應(yīng)用極為廣泛靈活。

3．工業(yè)領(lǐng)域熱流道模具在電子，汽車(chē)，醫(yī)療，日用品，玩具，包裝，建筑，辦公設(shè)備等各工業(yè)部門(mén)都得到廣泛應(yīng)用。

六國(guó)際上熱流道模具生產(chǎn)簡(jiǎn)況

在世界上工業(yè)較為發(fā)達(dá)的國(guó)家和地區(qū)熱流道模具生產(chǎn)極為活躍。熱流道模具比例不斷提高。許多10人以下的小模具廠都進(jìn)行熱流道模具的生產(chǎn)。從總體上講北美，歐洲使用熱流道技術(shù)時(shí)間較久，經(jīng)驗(yàn)較多水平較高。在亞洲，除日本外，新加坡，南韓，臺(tái)灣，香港處于領(lǐng)先地位。北美，歐洲雖然模具制造水平較高，但價(jià)格較高交貨期較長(zhǎng)。相比之下，亞洲的熱流道模具制造商在價(jià)格與交貨期上更具競(jìng)爭(zhēng)性。而中國(guó)的熱流道模具尚處于起步階段，但是正在快速增長(zhǎng)，比例不斷提高。七世界上主要熱流道生產(chǎn)商及總部所在地在熱流道技術(shù)領(lǐng)域里競(jìng)爭(zhēng)非常激烈。許多公司在熱流道產(chǎn)品開(kāi)發(fā)上均投入巨大財(cái)力物力。在各主要塑料，模具展覽會(huì)上總能看到最新面世的熱流道產(chǎn)品。現(xiàn)將世界上主要熱流道生產(chǎn)商及總部所在地收列于此。

1．北美洲MOLD-MASTERS加拿大HUSKY美國(guó)SYNVENTIVE美國(guó)CACO美國(guó)INCOE美國(guó)FASTHEAT美國(guó)D-M-E美國(guó)HASCO美國(guó)

2．歐洲EWIKON德國(guó)GUNTHER德國(guó)SPEAR德國(guó)PLASTHING英國(guó)UNITEMP瑞典THERMOPLY意大利

3．亞洲SEIKI日本YUDO南韓

4．澳洲MASTIP新西蘭

八結(jié)語(yǔ)

此文對(duì)熱流道技術(shù)和應(yīng)用作了概要介紹。在下一篇文章里將談?wù)摕崃鞯老到y(tǒng)的種類(lèi)與應(yīng)用特點(diǎn)。塑料收縮率和模具尺寸設(shè)計(jì)塑料模時(shí)，確定了模具結(jié)構(gòu)之後即可對(duì)模具的各部分進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，即確定各模板和零件的尺寸，型腔和型芯尺寸等。這時(shí)將涉及有關(guān)材料收縮率等主要的設(shè)計(jì)參數(shù)。因而只有具體地掌握成形塑料的收縮率才能確定型腔各部分的尺寸。即使所選模具結(jié)構(gòu)正確，但所用參數(shù)不當(dāng)，就不可能生產(chǎn)出品質(zhì)合格的塑件。

塑料收縮率及其影響因素

熱塑性塑料的特性是在加熱後膨脹，冷卻後收縮，當(dāng)然加壓以後體積也將縮小。在注塑成形過(guò)程中，首先將熔融塑料注射入模具型腔內(nèi)，充填結(jié)束後熔料冷卻固化，從模具中取出塑件時(shí)即出現(xiàn)收縮，此收縮稱(chēng)為成形收縮。塑件從模具取出到穩(wěn)定這一段時(shí)間內(nèi)，尺寸仍會(huì)出現(xiàn)微小的變化，一種變化是繼續(xù)收縮，此收縮稱(chēng)為後收縮。另一種變化是某些吸濕性塑料因吸濕而出現(xiàn)膨脹。例如尼龍610含水量為3%時(shí)，尺寸增加量為2%；玻璃纖維增強(qiáng)尼龍66的含水量為40%時(shí)尺寸增加量為0.3%。但其中起主要作用的是成形收縮。目前確定各種塑料收縮率（成形收縮＋後收縮）的方法，一般都推薦德國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中DIN16901的規(guī)定。即以23℃±0.1℃時(shí)模具型腔尺寸與成形後放置24小時(shí)，在溫度為23℃，相對(duì)濕度為50±5%條件下測(cè)量出的相應(yīng)塑件尺寸之差算出。

收縮率S由下式表示：S={(D－M)/D}×100%(1)

其中：S-收縮率；D-模具尺寸；M-塑件尺寸。

如果按已知塑件尺寸和材料收縮率計(jì)算模具型腔則為D=M/(1-S)在模具設(shè)計(jì)中為了簡(jiǎn)化計(jì)算，一般使用下式求模具尺寸：

D=M+MS(2)

如果需實(shí)施較為精確的計(jì)算，則應(yīng)用下式：D=M+MS+MS2(3)

但在確定收縮率時(shí)，由於實(shí)際的收縮率要受眾多因素的影響也只能使用近似值，因而用式(2)計(jì)算型腔尺寸也基本上滿(mǎn)足要求。在制造模具時(shí)，型腔則按照下偏差加工，型芯則按上偏差加工，便於必要時(shí)可作適當(dāng)?shù)男拚?/p>

難於精確確定收縮率的主要原因，首先是因各種塑料的收縮率不是一個(gè)定值，而是一個(gè)范圍。因?yàn)椴煌S生產(chǎn)的同種材料的收縮率不相同，即使是一個(gè)工廠生產(chǎn)的不同批號(hào)同種材料的收縮率也不一樣。因而各廠只能為用戶(hù)提供該廠所生產(chǎn)塑料的收縮率范圍。其次，在成形過(guò)程中的實(shí)際收縮率還受到塑件形狀，模具結(jié)構(gòu)和成形條件等因素的影響。下面對(duì)這些因素的影響作一介紹。

塑件形狀

對(duì)於成形件壁厚來(lái)說(shuō)，一般由於厚壁的冷卻時(shí)間較長(zhǎng)，因而收縮率也較大，如圖1所示。對(duì)一般塑件來(lái)說(shuō)，當(dāng)熔料流動(dòng)方向L尺寸與垂直於熔料流方向W尺寸的差異較大時(shí)，則收縮率差異也較大。從熔料流動(dòng)距離來(lái)看，遠(yuǎn)離澆口部分的壓力損失大，因而該處的收縮率也比靠近澆口部位大。因加強(qiáng)筋、孔、凸臺(tái)和雕刻等形狀具有收縮抗力，因而這些部位的收縮率較小。

模具結(jié)構(gòu)

澆口形式對(duì)收縮率也有影響。用小澆口時(shí)，因保壓結(jié)束之前澆口即固化而使塑件的收縮率增大。注塑模中的冷卻回路結(jié)構(gòu)也是模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵。冷卻回路設(shè)計(jì)得不適當(dāng)，則因塑件各處溫度不均衡而產(chǎn)生收縮差，其結(jié)果是使塑件尺寸超差或變形。在薄壁部分，模具溫度分布對(duì)收縮率的影響則更為明顯。

成形條件

料筒溫度：料筒溫度（塑料溫度）較高時(shí)，壓力傳遞較好而使收縮力減小。但用小澆口時(shí)，因澆口固化早而使收縮率仍較大。對(duì)於厚壁塑件來(lái)說(shuō)，即使料筒溫度較高，其收縮仍較大。補(bǔ)料：在成形條件中，盡量減少補(bǔ)料以使塑件尺寸保持穩(wěn)定。但補(bǔ)料不足則無(wú)法保持壓力，也會(huì)使收縮率增大。注射壓力：注射壓力是對(duì)收縮率影響較大的因素，特別是充填結(jié)束後的保壓頁(yè)號(hào)335壓力。在一般情況下，壓力較大的時(shí)因材料的密度大，收縮率就較小。注射速度：注射速度對(duì)收縮率的影響較小。但對(duì)於薄壁塑件或澆口非常小，以及使用強(qiáng)化材料時(shí)，注射速度加快則收縮率小。

模具溫度：通常模具溫度較高時(shí)收縮率也較大。但對(duì)於薄壁塑件，模具溫度高則熔料的流動(dòng)阻抗小，*]而收縮率反而較小。

成形周期：成形周期與收縮率無(wú)直接關(guān)系。但需注意，當(dāng)加快成形周期時(shí)，模具溫度、熔料溫度等必然也發(fā)生變化，從而也影響收縮率的變化。在作材料試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)按照由所需產(chǎn)量決定的成形周期進(jìn)行成形，并對(duì)塑件尺寸進(jìn)行檢驗(yàn)。用此模具進(jìn)行塑料收縮率試驗(yàn)的實(shí)例如下。注射機(jī)：鎖模力70t螺桿直徑Φ35mm螺桿轉(zhuǎn)速80rpm成形條件：最高注射壓力178MPa料筒溫度230(225-230-220-210)℃240(235-240-230-220)℃250(245-250-240-230)℃260(225-260-250-240)℃注射速度57cm3/s注射時(shí)間0.44～0.52s保壓時(shí)間6.0s冷卻時(shí)間15.0s

模具尺寸和制造公差

模具型腔和型芯的加工尺寸除了通過(guò)D=M(1+S)公式計(jì)算基本尺寸之外，還有一個(gè)加工公差的問(wèn)題。按照慣例，模具的加工公差為塑件公差的1/3。但由於塑料收縮率范圍和穩(wěn)定性各有差異，首先必須合理化確定不