TS3合金铜--注塑加工新动力

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内容摘要:当前，注塑生产企业是与塑料模具密切关联的产业。注塑的产品质及注塑生产效率与塑料模具有着密切的联系。据统计，80%以上的质量与效率均与塑料模具有关。模具在注塑企业的重要性表现在以下几点。

当前，注塑生产企业是与塑料模具密切关联的产业。注塑的产品质及注塑生产效率与塑料模具有着密切的联系。据统计，80%以上的质量与效率均与塑料模具有关。模具在注塑企业的重要性表现在以下几点。
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一：模具的交付期，也就是能够开始量产的前提。模具制造商的企业管理水平是模具制造效率的重要条件之一。
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二：模具的成型周期，这点决定了注塑的生产效率。模具设计者的思路与理念是模具成型周期的决定因素，另外成型周期还与注塑生产线和模具维护有关。
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% g2 K" ^8 [  P三：注塑产品的质量（尺寸精度，外观，强度），主要取决于模具质量，好的模具保证生产时产品的稳定性。
塑模材料的分类与基本性能
如今，人们对注塑工艺的要求越来越高。塑料模具结构的结构也日趋复杂。在注塑生产过程中难免出现产品缺陷。如因为模温、料温和产品出模时温度过高而导致变形；如因料温太低、粘模、间隙太小而造成的真空态；因脱模困难，模具材料磨损等原因造成制品精度下降；因为塑料过热分解或温度太低时制品表面形成波纹影响制品强度。这些原因往往与注塑工艺和模具材料息息相关。

在现今的注塑模具行业中，模具材料包括钢材与有色金属材料，常用的钢材有碳素结构钢，合金结构钢，模具钢，不锈钢等；有色金属材料包括铜合金、铝合金、锌合金等。模具对其材料使用性能的要求与模具零部件的功能有关，塑料模具的成形零部件应该具有以下基本性能：一：良好的力学性能。成形零部件对其材料力学性能的要求包括强度、刚度、韧性、表面硬度与耐磨性能；二：良好的耐腐蚀性能；三：良好的耐热性和耐疲劳性；四：小的热膨胀系数。
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) w3 t) d  t0 n3 A不同模具材料的特点

! q, r' z3 s4 i) }% I5 h; L% I◆钢材
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钢材是应用范围最广，数量最多的材料。从一般的碳钢到碳素工具钢，从普通合金工具钢到预硬钢，从马氏体实效钢到硬质合金，都可以选作塑料模具的制作材料。中国合金钢的产量已经具世界前列。与其它材料相比。钢材的机械性能、传统地位与性价比存在的较高的优势，钢材占据着整个行业的主导地位。钢材的力学性能是无可挑剔的，但是它们的导热系数普遍不高。
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: B' u+ a4 E4 G0 B; c◆合金材料一：TS3铜合金
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铜合金包括铍铜与合金铜。铍铜的主要成分是铜，另外添加了0.5%-3.0%的铍和其它元素，通过热处理后的可达到40HRC以上。由于锻造铍铜合金具有高强度，高硬度，高耐疲劳和耐腐蚀性能，所以铍铜主要用于模具的核心部件。铍铜还有一个主要优点，即高导热性能，它可以制作一些内部无法设冷却水道的型芯部件，模具型芯与模具型腔，以便利用它的高导热性能将塑料传递给模腔的热量迅速的扩散出去。合金铜类似于铍铜在塑料模具中的应用，但是TS3合金铜是不含铍元素的，由于铍元素在冶炼与焊接时是对人体有害的，所以在美国与欧洲的某些领域，铍铜是被禁止使用的。TS3合金铜的性能与铍铜相差不多，并且其导热性能普遍高于铍铜。

  @" D9 Q$ {! m二：铝合金
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2 y- T7 v% h  j- C3 X铝合金除了可以采用切削成型加工外，还可以采用塑性成型加工，因此铝合金可以作为模具的核心部件使用。但是铝合金的强度、硬度与耐热性差，电镀性与焊接性也不理想，所以只能应用于小批量生产的制品模具。

TS3铜合金广泛应用于模具业。下面以TS3铜合金为例说明铜合金在注塑生产中的优势。

& g2 t' P" f0 m3 e# k, q' Q8 \提高生产效率
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; z5 c! M1 e- O$ j8 [# G由于TS3铜合金的导热系数普遍较高，最高是模具钢的10倍，并且导热系数会随着工作温度的提升而提高。因此塑料制品中的热量可以迅速的通过模具成型部件传递到冷却系统。
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2 N/ Q1 M! I9 m( k提高注塑件质量
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熔融塑料在其充模后的冷却定型过程中，由于制品几何形状的影响，模腔表面各处的温度很难均匀一致，如果制品的各处冷却速度有所差异，那么将会导致制品的收缩不均，并且产生一定的内应力，这样对制品成型质量有所影响，严重时将影响产品的合格率。如果在热量比较聚集的区域采用TS3铜合金作镶块，这样可以缩短制品整体的成型周期，或者整体的型腔、型芯完全采用TS3 铜合金，由于合金良好的导热性能，因而可获得均匀的模温，使制品均匀冷却收缩，减少翘曲变形的发生，提高注塑制品的质量！

6 E/ u& s9 S# ]  x$ M5 F: P加工简单，抛光性能出色
TS3铜合金在加工时无需热处理，减少了因为热处理引起的变形，并且使精加工更为简便。如果选用TS3铜合金，这些部件本身可以不设出计冷却水道，只要与循环的冷却液接触就能达到理想的冷却效果。另外，TS3铜合金的抛光性能良好，选用适当的抛光方法，有些可以获得镜面的抛光效果。

  O; o* Q. f2 Z) T延长模具的寿命
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, N" _& `( ?$ I- h2 e) U模具的使用寿命与模具材料的硬度与对温度应力的敏感程度有关。有些TS3铜合金的硬度能达到40HRC以上，如果不进行表面镀铬等处理，硬度可以和预硬模具钢相媲美。但是TS3铜合金具有高导热性能，能将注射物料的热量迅速扩散，降低模腔内的热梯度，同时降低温度应力，减少模腔的热裂纹与热裂化的产生趋势，提高模具的使用寿命。
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; v* i# D/ f+ o6 ]模具设计更为简单

! |! ~- i' h, e5 \在注塑加工时，塑料加工者希望将熔融塑料中的热量迅速的均匀的传递到冷却系统中，因为这样做有利于缩短成形周期，提高塑料制品的质量。但是钢材的自身的导热性能并不高，例如P20只有38W/m.K，由于TS3铜合金的高导热性能，模具设计工程师可以在设计冷却系统时不必像使用模具钢是那样在成型零部件的冷却水道上大做文章，使用TS3铜合金无疑可以减低前期成本

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