金屬注射成形模具的材料選擇要點

注射模具可以簡單地劃分為模架和腔體兩部分。 

　　注射模具模架與塑料注射模具模架完全相同，模架材料可以參考塑料注射模具模架來選擇：一般，動模板、定模仮、推板可采用45鋼，調質處理硬度180"250HBS。其它板料可以采用45鋼或Q235鋼。對于精度要求特別高的模架，所有板料均可采用45鋼調質處理，甚至用Cr12類的微變形模具鋼，淬火處理。導柱、導套可采用T8A淬硬到50"55HRC或20鋼滲碳0.5"0.8mm厚，淬硬到56"60HRC。 

　　注射模具工作時，一般承受20"50MPa的交變負荷，同時伴有冷熱溫度的交替。在超精密注射成形中，使用的成形壓力甚至會超過正常使用壓力的幾倍。注射模具的使用壽命一般為幾萬甚至幾十萬次，因此模具應有足夠的強度與剛度。 

　　金屬注射模具模腔一般采用硬充為58"62HRC的淬硬模具制作，因此必須注意由尖角、溝槽國、切口及加工缺陷所引起的應力集中。這些缺陷會大大降低模具的疲勞強度。 

　　對于腔體部分，材料選擇主要考慮耐磨性、淬火形狀穩定性、耐蝕性及加工性能。由于金屬注射料對模具的沖刷磨損比一般塑料嚴重得多，耐磨性是用于批量生產的金屬注射模具腔體的最基本要求，一般要求腔體的硬度在58"62HRC。工具鋼由于具有綜合的強度、硬度、韌性、淬透性、耐蝕性及加工性能、是腔體的首選材料。常用材料有合金模具鋼如Cr12、Cr12MoV、Cr12MoV、Cr2Mn2SiWMoV、Cr6WV及高速鋼W18CrV、W6Mo5Cr4V2等。注射模具一般形狀較為復雜，常采用超精密電火花，線切割等電加工手段，要求材料組織均勻、淬透性及淬火形狀穩定性高。金屬注射料在注射溫度下，常產生腐蝕性氣體，幫耐蝕性也是對模具材料的一頂要求。 

　　在特殊情況下，如試樣和小批量零件的快帶制作，為了簡化工藝，Q235鋼、45鋼。鋁合金、鋅鎳合金等，也常用來制作某些腔體。這會大大縮短樣品的開發周期。但這樣的模具一般不能用于批量生產。 

　　總之，模具選擇必須根據產品的批量，零件的形狀、精度，采用的加工手段及工藝，具備的熱處理的難易程度，以及材料來源的方便必等來綜合考慮。 

　　金屬注射模具一般用于小型零件的生產，模具尺寸很小。正常使用情況下，只要模板的使用面積不超過長度和寬度的60%，深度償超過10%時，可以不進行強度計算。況且，模具形狀一役比較復雜，型腔內的實際受力情況也很復雜，即使作出多種假設，也很難用彈性力學及有限元的方法得出結果。因此模具設計常采用放大安全系數的寬容方法。 

　　但對于較大制品或采用超高壓精密成形工藝時，如有可能，還是應對型腔的強度進行計算。防止由于強度不足，變形過大產生溢料甚至破壞。較為簡單形狀模腔的強度計算，可以參考有關塑料模具設計注射模具的設計手冊。復雜型腔可以采用有限元或專業軟件來分析計算。為保證制品精度，模具設計應注意以下幾點： 

　　1)合理設計模具的放大系數。在保證順利成形的前提下，盡量減少粘結劑的加入量。 

　　2)合理的模具結構。精密的尺寸部件應有一定硬度，并且要更換方便；采用的公差合理，成形坯’孔’盡量采用公差上限，成形坯’軸’盡量采用公差下限；零件的工藝結構合理，保證加工精度。 

　　3)合理選擇澆口的形式和位置。 

　　4)合理選擇頂出方式，盡量使頂出均勻平穩，減少變形。 

　　5)模具應設有溫度調節系統，盡量保證均勻填充和冷卻，減少密度不均勻性。 

　　6)合理選擇型腔數量和布局，盡量采用均勻對稱布局，保證平衡填充。特別精密的制品，應盡量減少型腔數目。 

　　7)合理間隙，避免產生飛邊、毛刺。