CN111452264A - 用于模具组件的经济型塑料工具型芯 - Google Patents
用于模具组件的经济型塑料工具型芯 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111452264A CN111452264A CN202010062826.6A CN202010062826A CN111452264A CN 111452264 A CN111452264 A CN 111452264A CN 202010062826 A CN202010062826 A CN 202010062826A CN 111452264 A CN111452264 A CN 111452264A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- core
- tool assembly
- core side
- injection molding
- molding tool
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 claims abstract description 13
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 24
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 7
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 5
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910001563 bainite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 239000000161 steel melt Substances 0.000 claims description 4
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims description 3
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims description 3
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 2
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 2
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000010451 perlite Substances 0.000 claims description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 claims 1
- 238000009849 vacuum degassing Methods 0.000 claims 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 12
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 11
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- 239000011651 chromium Substances 0.000 abstract description 10
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 abstract description 8
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 abstract description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 7
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract description 5
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 abstract description 4
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 3
- 235000019589 hardness Nutrition 0.000 description 10
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 8
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 3
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 3
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 2
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001315 Tool steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 1
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000010137 moulding (plastic) Methods 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/26—Moulds
- B29C45/37—Mould cavity walls, i.e. the inner surface forming the mould cavity, e.g. linings
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/26—Moulds
- B29C45/2602—Mould construction elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
- B21D22/02—Stamping using rigid devices or tools
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D25/00—Special casting characterised by the nature of the product
- B22D25/02—Special casting characterised by the nature of the product by its peculiarity of shape; of works of art
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
- B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
- B29C33/42—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the shape of the moulding surface, e.g. ribs or grooves
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
- B29C33/76—Cores
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/26—Moulds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
- C21D1/25—Hardening, combined with annealing between 300 degrees Celsius and 600 degrees Celsius, i.e. heat refining ("Vergüten")
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/002—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/005—Heat treatment of ferrous alloys containing Mn
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/008—Heat treatment of ferrous alloys containing Si
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D7/00—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
- C21D7/13—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by hot working
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/0068—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for particular articles not mentioned below
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
- C22C33/06—Making ferrous alloys by melting using master alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2905/00—Use of metals, their alloys or their compounds, as mould material
- B29K2905/08—Transition metals
- B29K2905/12—Iron
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2995/00—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
- B29K2995/0037—Other properties
- B29K2995/007—Hardness
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Mounting, Exchange, And Manufacturing Of Dies (AREA)
Abstract
本发明公开了一种注塑成型工具组件的型芯侧部，其用于与该工具组件的型腔侧部结合使用。该型芯侧部具有以重量百分比表示的下述组分：.25至.55％的碳，.70至1.50％的锰，最多为0.80％的硅，1.40至2.00％的铬，.10至.55％的钼，最多为.040％的铝，最多为.025％的磷，最多为.20％的硫，其余量为铁和不可避免的杂质。
Description
相关申请的交叉引用
本申请是2016年2月1日提交的美国专利申请第14/998,669号的依据美国专利法35U.S.C.§120的部分继续申请。
技术领域
本发明解决了塑料工具工业中与在模具组件上提供无瑕疵的表面相关的问题，该表面在成型时与最终用户可见的零件接触。本发明还解决了为用于以十分经济的成本产出高质量的最终产品的塑料工具组件的型芯和型腔半部提供具有不同合金组分的模具材料的持续性问题。
背景技术
已发现构成塑料工具模具组件的两个半部必须在约为20英寸或更大的材料截面中具有不同的组分和操作特性，从而低成本地生产高质量的零件。具体地，塑料工具组件的型腔侧部一般来说要求为优质钢，以提供模制零件的最终无瑕疵表面。比较来说，工具组件的型芯侧部不需要像工具组件的型腔半部的标准那样严格的表面光洁度标准，但必须匹配所述型芯半部经受的严格的操作条件。
具有下述标称组分：
尤为重要的是，在已经通过工具组件生产了上百零件之后，形成在工具组件型腔上的表面应像炉龄开始时制造的零件一样光洁且无瑕疵。然而，无需对制成型芯侧部的钢进行像型腔侧部一样高程度的抛光，因为型芯侧部不可见。型芯侧部不要求美观优良的光洁度。
已发现，为了维持工具组件的型腔侧部的分模线(即，组件的两个半部之间的分离线)，有利的是在组件的型芯侧部的分模线处具有较低的硬度。因此，当发生磨损时，在加压注射塑料之后形成的毛边不会出现在工具组件的型腔侧部上。
在解决这些问题的一种尝试中，已经将具有下述组分的钢应用于工具组件的型芯侧部：
然而，这种组分仅适用于达到约为20英寸的截面。在这种厚度之上，这种组分可能不能在深度上保持预期机械特性。具体地，在大于20英寸的厚度处，这种钢在分模线处表现出过大的硬度下降。这可能归因于对大于20英寸的零件进行淬火时的质量效应。
因此，对于注塑成型工具中截面为20英寸以上的型芯块钢材，对于塑料工具组件的型芯侧部来说需要一种新的组分，其具有20英寸以上的模具工具组件所需的所有物理或机械特性但是具有比现有材料更低的成本。
发明内容
根据本公开的一个方面，公开了一种具有型芯侧部和型腔侧部的钢制注塑工具组件。该组件的型芯侧部具有以重量百分比表示的下述组分：.25至.55％的碳，.70至1.50％的锰，最多为0.80％的硅，1.40至2.00％的铬，.10至.55％的钼，最多为.040％的铝，最多为.025％的磷，最多为.20％的硫，其余量为铁和不可避免的杂质。
根据本公开的另一个方面，公开了一种注塑成型工具组件的型芯侧部，其用于与该工具组件的型腔侧部结合使用。该型芯侧部具有以重量百分比表示的下述组分：.25至.55％的碳，.70至1.50％的锰，最多为0.80％的硅，1.40至2.00％的铬，.10至.55％的钼，最多为.040％的铝，最多为.025％的磷，最多为.20％的硫，其余量为铁和不可避免的杂质。
本公开的这些及其他方面和特征在结合附图进行阅读时将更易理解。
附图说明
图1是塑料工具组件的型芯侧部的立体图；
图2是所述塑料工具组件的型腔侧部的立体图；
图3是简化的模具组件的部分的剖视图；
图4是图3的细节4的放大图；并且
图5是塑料工具组件的型芯侧部的制造中可涉及的一系列步骤的流程图。
具体实施方式
首先参考图1，整体上用10表示塑料工具组件的型芯侧部，型芯表示为11，并且分模线平面表示为12。
接下来参考图2，整体上用20表示塑料工具组件的型腔侧部，型腔表示为21，并且分模线平面表示为22。应理解的是，当型芯侧部10和型腔侧部20成型接合时，分模线平面12和22将抵接形成分模线23(见图3)，并且型芯侧部11将接收在型腔21中。
由于型芯11的尺寸略微小于型腔21的尺寸，因此将在型芯与型腔之间的空间24(见图4)中形成零件。两个半部10和20在被工业上熟知的合适工具(未示出)闭合时将会被确实地保持在固定位置。
现在具体参考图4，将看出分模线23在型芯侧部10的表面与型腔侧部20的表面接触时形成了清晰的边界线。当熔融塑料的射流在相当大的压力下被注入到成型腔体24中时，所述塑料将与型芯侧部10和型腔侧部20二者的表面接触。然而，由于型芯侧部10由比型腔侧部20的钢更软的钢形成，因此所述型芯侧部10将比型腔侧部20更早受到腐蚀。在所示实施方式中，型芯侧部10的受腐蚀区域在图4中表示为13。虽然图中示出了均匀的腐蚀深度，但是应理解某些位置可能比临近位置更软并因此使受腐蚀区域从点到点深度不规则。然而，形成型芯侧部10的钢总是比形成型腔侧部20的钢更软并因此比型腔的钢更易受腐蚀。结果，型芯侧部在多个周期之后总是会具有毛边。然而，由于模制零件的型芯侧表面对观察者不可见，因此型芯侧部10的区域13所表示的毛边在商业上是可接受的。
现在仅参考型芯10，本发明的所述型芯由具有以重量百分比表示的下述广泛组分的钢形成：
.25至.55％的碳
.70至1.50％的锰
最多为0.80％的硅
1.40至2.00％的铬
.10至.55％的钼
最多为.040％的铝
最多为.025％的磷
最多为.20％的硫
其余量为铁和不可避免的杂质
在上述范围内，以重量百分比表示的型芯10的组分可以是如下：
.30至.50％的碳
1.05至1.45％的锰
最多为0.60％的硅
1.50至2.00％的铬
.10至.45％的钼
最多为.035％的铝
最多为.020％的磷
.05至.15％的硫
其余量为铁和不可避免的杂质
在上述范围内，以重量百分比表示的型芯10的组分可以是如下：
.30至.45％的碳
1.15至1.35％的锰
最多为0.40％的硅
1.50至1.90％的铬
.10至.30％的钼
最多为.030％的铝
最多为.015％的磷
.05至.10％的硫
其余量为铁和不可避免的杂质
碳是提供所需硬度和抗磨损性所必要的。如果碳在重量上明显大于0.55％，则模具块体将表现出较低的可加工性和抛光特性。优选地，重量上最大为0.50％的碳用于确保良好的可加工性。如果使用了实际上重量小于0.25％的碳，则抗磨损性和机械特性将不适用于模具块体所经受的使用条件。优选地，重量上最小为.30％的碳用于确保可接受的抗磨损性、硬度和机械特性。最优选地，应使用重量上在0.35％至0.45％的范围内且目标是0.40％的碳。
锰对于淬透性来说是重要的，并且在炼钢工序中作为脱氧剂。其还在前述操作中用于控制硫化物。与其他合金元件组合，如果存在重量明显大于1.50％的情况，则会有存在残余奥氏体的风险。如果存在重量明显小于0.70％的锰的情况，则模具块体的淬透性将会降低。另外，为了确保对硫的控制，锰含量应为硫含量的至少20倍。锰还有助于抗磨损性，虽然与其他碳化物形成元素相比略差。优选地，锰的重量将在1.05％至1.45％的范围内，最优选重量在1.15％至1.35％的范围内。
硅在炼钢工序中专门利用其脱氧能力。如果比指定的量更多，则将具有最终产品脆化的倾向。
铬是碳化物形成、硬化以及抗磨损性所必要的。如果实际上存在重量最大为2.00％的铬，则淬火温度对于常规生产热处理工序来说将会过高。铬的重量低于指定的最小值1.40％，将会不利地影响抗磨损性。优选地，铬重量为1.50％至2.00％，最优选重量为1.50％至1.90％。
钼是有助于淬透性和抗磨损性的关键元素，因为其是强碳化物形成元素。其重量在0.10％至0.55％的范围内表现出其有益效果，但优选的是其重量保持在0.10％至0.45％的较低范围内，最优选重量在0.10％至0.30％的范围内。
铝对晶粒细化是有利的，但是在铝酸盐具有不期望的杂质的情况下会对钢质量产生不利影响。因此，重要的是在最终熔体组分中将铝的添加量减小到最大占重量的0.040％。最优选地，铝的目标重量为0.020％将实现晶粒细化。
磷会提高可加工性但是该元素在工具钢中具有不利影响，例如增大韧脆转变温度，超过了有益效果。因此，磷含量应不超过规定的重量最大值0.025％，最优选重量小于0.015％。
硫是可加工性的关键元素，并且通常认为工具钢中大于0.045％的含量将实现可接受的可加工性。然而，为了在工序中保持对硫化物的控制，有必要避免硫的含量在重量上超过0.20％。硫的重量应在0.05％至0.15％，并且最优选重量在0.05％至0.10％的范围内，目标是重量为0.07％。
重要的是，最终组分经过水淬，以实现所需操作特性。然而，型芯和型腔截面必须具有不同硬度，以确保工具组件的型芯侧部具有比型腔侧部更低的硬度。
因此，假设型芯侧部的硬度总是低于型腔侧部的硬度，则型腔侧部合适的硬度范围为277至321BHN，并且型芯侧部合适的硬度范围为269至277BHN。通过使型芯半部比型腔半部更软而在两个半部之间保持不同的硬度，维持了型腔的分模线；即，更期望型芯侧部的分模线受磨损而不是型腔侧部的分模线。因此，将在最终模制产品中产生光洁无瑕疵的型腔侧表面，从而需要最少的或不需要零件的型腔侧后成型工序。
现在参考图5，一种制造用于20英寸以上厚度的模具或模子的型芯侧部的低合金钢块体的方法如下：
通过下述步骤在电弧炉中制备钢熔体：
a.熔化含有大部分合金成分的主要钢组分，以产生适于引入到容器中的钢熔体(框202)，
b.之后对一炉钢水进行加热、合金化以及精炼，以使该一炉钢水具有其最终组分(框204)，
c.对齿轮进行真空脱气、铸造以及通过底部浇铸法进行浇铸，以形成铸锭(框206)，
d.对铸锭进行热加工，以形成低合金模具或模子块体(框208)，以及
e.之后通过水淬及回火对模具或模子块体进行热处理，以形成热加工产品(框210)。
应理解的是，在通过上述方法处理钢之后，热加工产品应在800℃与900℃之间的温度下进行奥氏体化(austenitizing)(框212)，在水中进行淬火(框214)，以及在500℃与700℃之间的温度下进行回火(框216)。
在所述处理之后，得到的产品将显现出主要含有贝氏体并且可能含有贝氏体与珍珠岩的混合物的微结构，其深度将大于块体厚度的四分之一。
Claims (9)
1.一种具有型芯侧部和型腔侧部的钢制注塑工具组件，所述组件的所述型芯侧部具有以重量百分比表示的下述组分：
.25至.55％的C，
.70至1.50％的Mn，
最多为0.80％的Si，
1.40至2.00％的Cr，
.10至.55％的Mo，
最多为.040％的Al，
最多为.025％的P，
最多为.20％的S，以及
其余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的钢制注塑工具组件，其中，所述组件的所述型芯侧部具有以重量百分比表示的下述组分：
.30至.50％的C，
1.05至1.45％的Mn，
最多为0.60％的Si，
1.50至2.00％的Cr，
最多为.10至.45％的Mo，
最多为.035％的Al，
最多为.020％的P，
.05至.15％的S，以及
其余量为Fe和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的钢制注塑工具组件，其中，所述组件的所述型芯侧部具有以重量百分比表示的下述组分：
.35至.45％的C，
1.15至1.35％的Mn，
最多为0.40％的Si，
1.50至1.90％的Cr，
.10至.30％的Mo，
最多为.030％的Al，
最多为.015％的P，
.05至.10％的S，以及
其余量为Fe和不可避免的杂质。
4.一种注塑成型工具组件的型芯侧部，其用于与所述工具组件的型腔侧部结合使用，所述型芯侧部具有以重量百分比表示的下述组分：
.25至.55％的C，
.70至1.50％的Mn，
最多为0.80％的Si，
1.40至2.00％的Cr，
.10至.55％的Mo，
最多为.040％的Al，
最多为.025％的P，
最多为.20％的S，以及
其余量为Fe和不可避免的杂质。
5.根据权利要求4所述的注塑成型工具组件的型芯侧部，其中，所述型芯侧部具有以重量百分比表示的下述组分：
.30至.50％的C，
1.05至1.45％的Mn，
最多为0.60％的Si，
1.50至2.00％的Cr，
.10至.45％的Mo，
最多为.035％的Al，
最多为.020％的P，
.05至.15％的S，以及
其余量为Fe和不可避免的杂质。
6.根据权利要求5所述的注塑成型工具组件的型芯侧部，其中，所述型芯侧部具有以重量百分比表示的下述组分：
.35至.45％的C，
1.15至1.35％的Mn，
最多为0.40％的Si，
1.50至1.90％的Cr，
.10至.30％的Mo，
最多为.030％的Al，
最多为.015％的P，
.05至.10％的S，以及
其余量为Fe和不可避免的杂质。
7.根据权利要求4所述的注塑成型工具组件的型芯侧部，其中，所述型芯侧部的深度至少为20英寸。
8.根据权利要求7所述的注塑成型工具组件的型芯侧部，其中，所述型芯侧部通过下述步骤经由在电弧炉中制备的钢熔体制备而成：
a.熔化含有大部分合金成分的主要钢组分，以产生适于引入到容器中的钢熔体，
b.之后对一炉钢水进行出钢、加热、合金化以及精炼，以使所述一炉钢水具有其最终组分，
c.对所述一炉钢水进行真空脱气、铸造以及通过底部浇铸法进行浇铸，以形成铸锭，
d.对所述铸锭进行热加工，以形成低合金模具或模子块体，以及
e.之后通过水淬及回火对所述模具或模子块体进行热处理，以形成最终热加工产品。
9.根据权利要求8所述的注塑成型工具组件的型芯侧部，其中，所述最终热加工产品随后进行：
在800℃与900℃之间的温度下进行奥氏体化，
在水中进行淬火，以及
在500℃与700℃之间的温度下进行回火，以形成主要含有贝氏体或贝氏体与珍珠岩的混合物的微结构，所述微结构的深度大于形成所述型芯侧部的所述块体的厚度的四分之一。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US16/251,469 US11045987B2 (en) | 2016-02-01 | 2019-01-18 | Economical plastic tooling cores for mold and die sets |
| US16/251,469 | 2019-01-18 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111452264A true CN111452264A (zh) | 2020-07-28 |
Family
ID=69185433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010062826.6A Pending CN111452264A (zh) | 2019-01-18 | 2020-01-19 | 用于模具组件的经济型塑料工具型芯 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3683028A1 (zh) |
| JP (1) | JP2020117802A (zh) |
| KR (1) | KR20200090140A (zh) |
| CN (1) | CN111452264A (zh) |
| AU (1) | AU2020200368A1 (zh) |
| BR (1) | BR102020001319A2 (zh) |
| CA (1) | CA3068500A1 (zh) |
| MX (1) | MX2020000739A (zh) |
| RU (1) | RU2729280C1 (zh) |
| TW (1) | TW202037733A (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030131911A1 (en) * | 2001-04-17 | 2003-07-17 | Walter Grimm | Tool steel for plastic molds |
| US20170217065A1 (en) * | 2016-02-01 | 2017-08-03 | A. Finkl & Sons Co. | Economical Plastic tooling cores for mold & die sets |
| CN108724620A (zh) * | 2017-04-14 | 2018-11-02 | 芬可乐父子公司 | 用于塑模和冲模套件的经济性塑料加工工具型芯 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3570712B2 (ja) * | 2001-10-31 | 2004-09-29 | 大同特殊鋼株式会社 | ダイカスト金型用プリハードン鋼 |
| RU100451U1 (ru) * | 2009-12-24 | 2010-12-20 | Открытое акционерное общество "Национальный институт авиационных технологий" (ОАО НИАТ) | Оснастка для изготовления стеклопластиковой токосъемной штанги троллейбуса |
| RU2495744C1 (ru) * | 2012-04-02 | 2013-10-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Устройство для изготовления длинномерной панели с ребрами жесткости из полимерного композиционного материала |
| KR20150061516A (ko) * | 2013-11-27 | 2015-06-04 | 두산중공업 주식회사 | 금형강 및 그 제조방법 |
| US10294538B2 (en) * | 2016-02-05 | 2019-05-21 | A. Finkl & Sons Co. | Plastic injection mold tooling and a method of manufacture thereof |
-
2020
- 2020-01-17 CA CA3068500A patent/CA3068500A1/en active Pending
- 2020-01-18 AU AU2020200368A patent/AU2020200368A1/en active Pending
- 2020-01-19 CN CN202010062826.6A patent/CN111452264A/zh active Pending
- 2020-01-20 RU RU2020102148A patent/RU2729280C1/ru active
- 2020-01-20 KR KR1020200007572A patent/KR20200090140A/ko active Search and Examination
- 2020-01-20 TW TW109101947A patent/TW202037733A/zh unknown
- 2020-01-20 EP EP20152727.2A patent/EP3683028A1/en active Pending
- 2020-01-20 MX MX2020000739A patent/MX2020000739A/es unknown
- 2020-01-20 JP JP2020006774A patent/JP2020117802A/ja active Pending
- 2020-01-21 BR BR102020001319-0A patent/BR102020001319A2/pt unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030131911A1 (en) * | 2001-04-17 | 2003-07-17 | Walter Grimm | Tool steel for plastic molds |
| US20170217065A1 (en) * | 2016-02-01 | 2017-08-03 | A. Finkl & Sons Co. | Economical Plastic tooling cores for mold & die sets |
| CN108724620A (zh) * | 2017-04-14 | 2018-11-02 | 芬可乐父子公司 | 用于塑模和冲模套件的经济性塑料加工工具型芯 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW202037733A (zh) | 2020-10-16 |
| BR102020001319A2 (pt) | 2020-08-04 |
| AU2020200368A1 (en) | 2020-08-06 |
| JP2020117802A (ja) | 2020-08-06 |
| CA3068500A1 (en) | 2020-07-18 |
| MX2020000739A (es) | 2020-11-25 |
| EP3683028A1 (en) | 2020-07-22 |
| RU2729280C1 (ru) | 2020-08-05 |
| KR20200090140A (ko) | 2020-07-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4938658B2 (ja) | 射出成形用金型および射出成形用金型枠のためのマルテンサイトステンレス鋼 | |
| JP4154623B2 (ja) | プラスチック用金型の製造で用いられる溶接修復可能な鋼 | |
| CA2957103A1 (en) | Plastic injection mold tooling and a method of manufacture thereof | |
| US10239245B2 (en) | Economical plastic tooling cores for mold and die sets | |
| KR102329951B1 (ko) | 플라스틱 사출 금형 툴링 및 이의 제조방법 | |
| CN103266280A (zh) | 耐磨模具用钢及其生产方法 | |
| US10260122B2 (en) | Plastic injection mold tooling and a method of manufacture thereof | |
| JP5641298B2 (ja) | プラスチック成形金型用鋼の製造方法 | |
| US6110300A (en) | Tool for glass molding operations and method of manufacture thereof | |
| CN108724620B (zh) | 用于塑模和冲模套件的经济性塑料加工工具型芯 | |
| CN111452264A (zh) | 用于模具组件的经济型塑料工具型芯 | |
| JP6900226B2 (ja) | 金型およびダイセット用の安価なプラスチック工具コア | |
| JP2012149277A (ja) | プラスチック成形金型用鋼の製造方法 | |
| US11045987B2 (en) | Economical plastic tooling cores for mold and die sets | |
| EP3385051B1 (en) | Economical plastic tooling cores for mold and die sets | |
| KR101986187B1 (ko) | 주조강 | |
| KR101909501B1 (ko) | 굽힘강도가 우수한 주강 및 이를 이용한 금형 및 공구 | |
| JP7050423B2 (ja) | プラスチック射出成形金型工具およびその製造方法 | |
| CA2957061A1 (en) | Economical plastic tubing cores for mold and die sets | |
| KR20020031557A (ko) | 플라스틱 사출금형용 합금조성물 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20200728 |