近幾十年來,隨著鋁的冶煉與加工工藝水平的不斷提高,尤其是鋁材料基礎(chǔ)研究取得突破,鋁工業(yè)的發(fā)展速度驚人。20世紀(jì)初,時(shí)效硬化的發(fā)現(xiàn)更是突破了鋁合金材料發(fā)展的技術(shù)瓶頸,使鋁合金的應(yīng)用范圍得以擴(kuò)大,鋁合金工業(yè)得以蓬勃發(fā)展,模具鋁合金的應(yīng)用越來越廣泛。鑒于鋁合金優(yōu)良的品質(zhì)及性能(例如導(dǎo)熱性好、易于成型、價(jià)格較低等),近年來廣泛應(yīng)用于注塑、吹塑、吸塑及各類型模具(例如泡沫成型、鞋模、精鑄模)等方面。
早在20世紀(jì)60年代,美國就開始用鋁合金制造模具。但用鋁合金制造型芯和型腔的注塑模于20世紀(jì)80年代初才進(jìn)入實(shí)用階段。近幾年來,除了在制造技術(shù)上有較大發(fā)展外,還開發(fā)了一批適合于制造模具的鋁合金新材料。
早在20世紀(jì)60年代,美國就開始用鋁合金制造模具。但用鋁合金制造型芯和型腔的注塑模于20世紀(jì)80年代初才進(jìn)入實(shí)用階段。近幾年來,除了在制造技術(shù)上有較大發(fā)展外,還開發(fā)了一批適合于制造模具的鋁合金新材料。
1、提高生產(chǎn)效率
鋁合金的熱傳導(dǎo)性能指標(biāo)是鋼材的4?5倍,從而可以更有效地被加熱或冷卻,降低能耗,脫模時(shí)間大大縮短,從而有效地提高了模具的生產(chǎn)效率。
2、縮短了生產(chǎn)時(shí)間
鋁合金加工性能極佳,切削加工速度比模具鋼提高了40%,因而大幅度減少了模具的加工周期。加工后模具表面光滑亮澤,使脫模更加容易。同時(shí),優(yōu)越的可精細(xì)加工性能和良好的焊接性能,使之能更容易、更快捷地做出細(xì)微模具設(shè)計(jì)及對加工錯(cuò)誤或使用磨損的模具進(jìn)行修補(bǔ)。如果充分考慮到生產(chǎn)的實(shí)際需求,專門使用適于鋁合金的生產(chǎn)工具,加工速度還可以提高。因?yàn)樯a(chǎn)過程中經(jīng)過特殊的熱處理,鋁的殘余應(yīng)力很小,所以鋁合金機(jī)加工的變形很小。鋁適合切削加工也適合電火花成型。
3、低成本和高效益
價(jià)格、效率、質(zhì)量綜合比值最佳,從現(xiàn)階段的模具鋼材行情來看,進(jìn)口材料價(jià)格為32?65元/kg,而模具鋁合金材料報(bào)價(jià)一般為70?85元/kg,考慮到單位體積重量僅為模具鋼的1/3,同體積的模具鋼材料和鋁合金材料對比,前者的材料成本大于后者,此外后者殘料的回收價(jià)格一般不會(huì)低于15元/kg,而前者基本是作廢鋼處理,差別很大。最重要的是,鋁合金市場相對來說比模具鋼材市場穩(wěn)定,更有利于企業(yè)實(shí)施成本預(yù)算控制。鋁模具比鋼模具輕約50%,因此鋁模具在制造、裝配及注塑車間安裝調(diào)整時(shí)比鋼模具更具優(yōu)越性。使用輕的模具,無需昂貴的起重設(shè)備(例如起重機(jī)和起重卡車等),從而降低了制作成本。
同時(shí),由于鋁合金材料重量輕,加工性能佳,可大大降低機(jī)械的磨損及刀具的磨損,減少停機(jī)維護(hù)的時(shí)間,延長機(jī)械使用壽命。使用鋁合金模具,可降低能耗和工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,有利于改善操作環(huán)境。
4、抗腐蝕性能
模具鋼材在使用一段時(shí)間后,會(huì)產(chǎn)生凹坑和發(fā)污變色等現(xiàn)象,這是因?yàn)樵谏a(chǎn)過程中,某些塑料會(huì)產(chǎn)生腐蝕物質(zhì),例如PVC會(huì)產(chǎn)生氯離子,它易與鐵反應(yīng)而使塑料模具表面損壞,但對于鋁合金產(chǎn)品不會(huì)有任何腐蝕作用,模具表面能保持光亮及潔凈,延長了模具的使用壽命,提高了產(chǎn)品的檔次。
5、拋光質(zhì)量和效率
鋼模具的拋光成本約占模具總成本的30%,這是因?yàn)閽伖馐且粋€(gè)耗時(shí)及成本較高的工序,其效果取決于拋光技術(shù)、材料的組織致密性及均勻性等,鋁合金的強(qiáng)度高而穩(wěn)定,組織致密性好且無缺陷,拋光更加容易,能迅速達(dá)到鏡面效果。基于以上優(yōu)點(diǎn),采用鋁模具對提高企業(yè)效益及貫徹國家節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)政策都具有非常重要的意義,同時(shí)從國外應(yīng)用鋁合金生產(chǎn)汽車丁業(yè)模、吹塑模、發(fā)泡成型模、塑模、低壓注塑模、檢具、工裝夾具的實(shí)踐來看,也預(yù)示著此類模具的發(fā)展前景廣闊。
鋁合金的熱傳導(dǎo)性能指標(biāo)是鋼材的4?5倍,從而可以更有效地被加熱或冷卻,降低能耗,脫模時(shí)間大大縮短,從而有效地提高了模具的生產(chǎn)效率。
2、縮短了生產(chǎn)時(shí)間
鋁合金加工性能極佳,切削加工速度比模具鋼提高了40%,因而大幅度減少了模具的加工周期。加工后模具表面光滑亮澤,使脫模更加容易。同時(shí),優(yōu)越的可精細(xì)加工性能和良好的焊接性能,使之能更容易、更快捷地做出細(xì)微模具設(shè)計(jì)及對加工錯(cuò)誤或使用磨損的模具進(jìn)行修補(bǔ)。如果充分考慮到生產(chǎn)的實(shí)際需求,專門使用適于鋁合金的生產(chǎn)工具,加工速度還可以提高。因?yàn)樯a(chǎn)過程中經(jīng)過特殊的熱處理,鋁的殘余應(yīng)力很小,所以鋁合金機(jī)加工的變形很小。鋁適合切削加工也適合電火花成型。
3、低成本和高效益
價(jià)格、效率、質(zhì)量綜合比值最佳,從現(xiàn)階段的模具鋼材行情來看,進(jìn)口材料價(jià)格為32?65元/kg,而模具鋁合金材料報(bào)價(jià)一般為70?85元/kg,考慮到單位體積重量僅為模具鋼的1/3,同體積的模具鋼材料和鋁合金材料對比,前者的材料成本大于后者,此外后者殘料的回收價(jià)格一般不會(huì)低于15元/kg,而前者基本是作廢鋼處理,差別很大。最重要的是,鋁合金市場相對來說比模具鋼材市場穩(wěn)定,更有利于企業(yè)實(shí)施成本預(yù)算控制。鋁模具比鋼模具輕約50%,因此鋁模具在制造、裝配及注塑車間安裝調(diào)整時(shí)比鋼模具更具優(yōu)越性。使用輕的模具,無需昂貴的起重設(shè)備(例如起重機(jī)和起重卡車等),從而降低了制作成本。
同時(shí),由于鋁合金材料重量輕,加工性能佳,可大大降低機(jī)械的磨損及刀具的磨損,減少停機(jī)維護(hù)的時(shí)間,延長機(jī)械使用壽命。使用鋁合金模具,可降低能耗和工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,有利于改善操作環(huán)境。
4、抗腐蝕性能
模具鋼材在使用一段時(shí)間后,會(huì)產(chǎn)生凹坑和發(fā)污變色等現(xiàn)象,這是因?yàn)樵谏a(chǎn)過程中,某些塑料會(huì)產(chǎn)生腐蝕物質(zhì),例如PVC會(huì)產(chǎn)生氯離子,它易與鐵反應(yīng)而使塑料模具表面損壞,但對于鋁合金產(chǎn)品不會(huì)有任何腐蝕作用,模具表面能保持光亮及潔凈,延長了模具的使用壽命,提高了產(chǎn)品的檔次。
5、拋光質(zhì)量和效率
鋼模具的拋光成本約占模具總成本的30%,這是因?yàn)閽伖馐且粋€(gè)耗時(shí)及成本較高的工序,其效果取決于拋光技術(shù)、材料的組織致密性及均勻性等,鋁合金的強(qiáng)度高而穩(wěn)定,組織致密性好且無缺陷,拋光更加容易,能迅速達(dá)到鏡面效果。基于以上優(yōu)點(diǎn),采用鋁模具對提高企業(yè)效益及貫徹國家節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)政策都具有非常重要的意義,同時(shí)從國外應(yīng)用鋁合金生產(chǎn)汽車丁業(yè)模、吹塑模、發(fā)泡成型模、塑模、低壓注塑模、檢具、工裝夾具的實(shí)踐來看,也預(yù)示著此類模具的發(fā)展前景廣闊。