Le choix du matériau du moule varie en fonction de la quantité.
1. Pour une quantité de 100 à 200 pièces : moule d’injection en silicone, également appelé procédé d’injection basse pression ou moulage par réaction.
2. Pour une quantité de 200 à 500 pièces : moule d’injection en résine, également appelé procédé d’injection basse pression ou moulage par réaction.
3. Pour une quantité de 500 à 1 000 pièces : moules en aluminium, utilisables pour le moulage par injection, l’injection basse pression ou le moulage par réaction.
4. Quantité supérieure à 1000 Matériau acier standard et procédé de moulage par injection standard.
Sélection raisonnable de l’acier pour moules d’injection en fonction des différentes matières plastiques
Matières plastiques corrosives : de nombreuses résines et de nombreux additifs attaquent la surface de la cavité. Le métal se corrode et s’écaille, l’état de surface se dégrade et la qualité des pièces plastiques diminue.
Pour le moulage du fluor, du chlore et d’autres plastiques corrosifs tels que le PVC, le POM et divers plastiques ignifuges, il est possible d’utiliser un acier anticorrosion importé si les exigences du produit sont élevées, tandis qu’un acier anticorrosion national convient aux exigences générales.
Matières plastiques durcies et chargées : la brillance et la précision de la surface d’un plastique moulé par injection sont directement liées à la résistance à l’usure de la cavité du moule d’injection, notamment lorsque le plastique contient des fibres de verre, des charges minérales ou certains pigments.
Si le matériau n’est pas résistant à l’usure, il s’usera rapidement, ce qui endommagera la qualité des pièces en plastique.
Pour les moules qui ont une forte friction et un fort impact sur l’acier, tels que les moules utilisés pour injecter du nylon et des fibres de verre, il convient d’utiliser de l’acier importé ou national de type H13 ayant une grande résistance à l’usure, une grande résistance à la traction thermique et une grande ténacité.
Matières plastiques haute température : pour garantir une bonne stabilité dimensionnelle pendant le moulage par injection, la cavité du moule peut atteindre 300 ℃ ou davantage. Il est donc préférable d’utiliser un acier à outils correctement revenu (acier traité thermiquement). Sinon, la microstructure du matériau peut évoluer et modifier les dimensions du moule d’injection.
Matières plastiques transparentes à forte brillance : certains produits doivent présenter une bonne transparence ou une surface très brillante. Pour mouler des produits transparents, la cavité et le noyau doivent être réalisés dans un acier importé haut de gamme offrant un excellent polissage miroir, par exemple 718 (classe P20 + Ni), NAK80 (classe P21), S136 (classe 420) ou H13. Les aciers 718 et NAK80 sont prétraités et ne nécessitent aucun traitement thermique supplémentaire.
Les aciers S136 et H13 sont recuits, leur dureté est généralement comprise entre HB160 et 200. Après un usinage grossier, ils doivent être soumis à un traitement de trempe et de revenu sous vide, la dureté de l’acier S136 est généralement comprise entre HRC40 et HRC50, la dureté de l’acier H13 est généralement comprise entre HRC45 et HRC55 (elle peut être déterminée en fonction de la nuance spécifique).
Pour un moule de grande série, à longue durée de vie et soumis à des exigences élevées d’aspect du produit, les matériaux des éléments moulants sont choisis comme suit. a) Les cavités doivent employer un acier importé haut de gamme offrant un excellent polissage miroir, tel que 718 (classe P20 + Ni) ou NAK80 (classe P21). Ces aciers sont prétraités et ne nécessitent aucun traitement thermique.
b) Le noyau peut utiliser de l’acier P20 ou P20 + Ni importé de qualité inférieure, tel que 618, 738, 2738, 638, 318, etc., à l’état prétrempé ; pour la production d’un petit nombre de moules, vous pouvez également utiliser de l’acier pour moules plastiques national ou S50C, S55C et d’autres aciers au carbone de haute qualité importés.
Pour un moule courant soumis à des exigences d’aspect du produit, les matériaux des éléments moulants sont choisis comme suit. a) Les cavités et noyaux des petits moules de précision utilisent un acier importé de gamme intermédiaire, de classe P20 ou P20 + Ni.
b) moules moyens et grands, le plastique à mouler ne requiert pas d’acier particulier, la cavité peut être en acier importé de qualité inférieure P20 ou P20 + Ni ; le noyau peut être en acier importé de qualité inférieure P20 ou en acier au carbone importé de haute qualité S50C, S55C, etc.
c) Pour la cavité du motif de peau gravé, lorsque le motif nacré gravé est gravé, il faut s’efforcer d’éviter l’utilisation de la classe P20 + Ni 2738 (738).
Pour les pièces internes sans exigence d’aspect et les moules dont l’acier n’est soumis à aucune exigence particulière, les matériaux des éléments moulants sont choisis comme suit. a) Pour les moules moyens et grands, la cavité peut être réalisée en acier importé d’entrée de gamme de classe P20 ou P20 + Ni, en acier au carbone importé de haute qualité S55C ou S50C, ou en acier national pour moules plastiques de classe P20 ou P20 + Ni ; le noyau peut employer un acier au carbone de haute qualité, importé ou national.
b) Pour les petits moules, si le rendement est supérieur et la structure plus complexe, l’empreinte peut être réalisée en P20 importé de qualité inférieure, en acier P20+Ni, ou en acier national pour moules plastiques de type P20 ou P20+Ni ; le noyau peut être réalisé en acier national pour moules plastiques.
c) Pour les petits moules de structure simple et à faible rendement, les empreintes et les noyaux peuvent être réalisés en acier national pour moules plastiques ou en acier au carbone de haute qualité.
Les matériaux de moulage en plastique peuvent être classés dans les six catégories suivantes en fonction de leurs différentes caractéristiques
Type de pré-durcissement
L’ajout de soufre, calcium, plomb, sélénium et autres éléments à l’acier améliore efficacement l’usinabilité de l’acier prétraité pour moules plastiques. Les nuances couramment employées en Chine sont Y55CrNiMnMoV (SM1), 5NiSCa, 3Cr2Mo, Y20CrNi3AlMnMo (SM2), 4Cr5MoSiVS et 8Cr2Mn-WMoVS (8CrMn).
Type de cémentation
Parmi les aciers de moules en plastique cémentés figurent le 8416 suédois, les P2 et P4 américains, etc.. En Chine, on utilise souvent du fer pur industriel, comme DT1 et DT2, les aciers 20, 20Cr, 12CrNi3A et 12Cr2Ni4A, ainsi que le nouvel acier spécial national de formage à froid 0Cr4NiMoV (LJ).
Type de trempe
Les aciers trempés couramment utilisés pour les moules en plastique sont notamment les aciers à outils au carbone (T7A, T8A), les aciers faiblement alliés pour moules de travail à froid (9SiCr, 9Mn2V, CrWMn, GCr15, 7CrSiMnMoV), les aciers de type Cr12 (comme le Cr12MoV), les aciers rapides (comme le W6Mo5Cr4V2), les aciers de base et certains aciers pour moules de travail à chaud.
Type de durcissement par vieillissement
L’acier pour moules plastiques à durcissement structural existe dans les nuances 18Ni140, 18Ni170 et 18Ni210, ainsi que 10Ni3MnCuAl(PMS), 18Ni9Co, 06Ni16MoVTiAl et 25CrNi3MoAl. Il se caractérise par une faible teneur en carbone et un alliage élevé ; la solution solide formée après trempe à haute température subit un vieillissement qui renforce et durcit l’acier.
Type de trempe
Les aciers trempés pour moules plastiques comprennent notamment 45, 50, 55, 40Cr, 40Mn, 50Mn, S48C, 4Cr5MoSiV et 38CrMoAlA. Cet acier inoxydable à durcissement structural, d’une dureté usinable de 32 ~ 35HRC, peut ensuite subir un traitement de vieillissement à 460 ~ 480 ℃ afin d’obtenir de meilleures propriétés mécaniques globales.
Résistant à la corrosion
L’acier pour moules en plastique résistant à la corrosion est principalement composé de 1Cr18Ni9, 2Cr13, 3Cr13, 3Cr17Mo, Cr16Ni4Cu3Nb (PCR), 0Cr17Ni4Cu4Nb (74PH).
Normes de sélection des matériaux pour les pièces de moulage
Les pièces de moulage désignent les pièces du moule qui sont en contact direct avec le plastique et les produits moulés, telles que les cavités, les noyaux, les glissières, les inserts, les dessus inclinés, les tiroirs latéraux, etc.
Le matériau des pièces moulantes est directement lié à la qualité et à la durée de vie du moule et détermine l’aspect ainsi que la qualité interne des produits plastiques moulés. Son choix doit donc être effectué avec beaucoup de soin, généralement à partir du contrat, des exigences du client ainsi que des exigences et caractéristiques du produit et du moule.
Le principe de sélection du matériau des pièces de formage tient compte du type de moulage plastique, de la forme, de la taille et de la précision du produit, de ses exigences d’aspect, de qualité et d’utilisation, ainsi que du volume de production, tout en considérant l’usinabilité, le polissage, le soudage, la gravure, la déformation, la résistance à l’usure et les autres propriétés du matériau.
Il faut choisir les différents types d’acier en tenant compte de l’économie, des conditions de fabrication du moule et des méthodes d’usinage. Les inserts moulés utilisent généralement le même matériau que les pièces dans lesquelles ils sont insérés.
Pour les parties du moule qui sont difficiles à refroidir ou qui nécessitent un effet de refroidissement plus important, le matériau de l’insert doit être du bronze au béryllium ou un alliage d’aluminium.
Pour les matériaux des pièces mobiles participant au moulage, les principes de sélection sont les suivants. a) Les pièces transparentes doivent employer un acier importé haut de gamme offrant un bon polissage, tel que 718 ou NAK80.
b) Les pièces non transparentes doivent généralement être choisies avec une dureté et une résistance élevées en acier importé de qualité moyenne, tel que 618, 738, 2738, 638, 318, etc., traitement de nitruration en surface, profondeur de la couche de nitruration de 0,15-0,2 mm, dureté de HV700-900.
c) Si les exigences du moule sont faibles, vous pouvez également utiliser de l’acier importé de qualité inférieure ou de l’acier national, la dureté du traitement de nitruration est généralement de HV600-800.
Sélection des matériaux pour les pièces non formées
Le matériau du cadre du moule se réfère à la norme du cadre du moule, le modèle choisit généralement le S50C importé ou le SM45 national, exigeant le HB160-200, une dureté uniforme et une faible contrainte interne, ne facilitant pas la déformation.
Le matériau du pilier de guidage est GCr15 ou SUJ2, dureté HRC56-62. Le matériau de la douille de guidage, du pilier de guidage de la plaque de poussée, de la douille de guidage de la plaque de poussée et de la barre de réinitialisation peut être GCr15 ou SUJ2, dureté HRC56-62 ; il peut également être T8A, T10A, dureté HRC52-56.
Les pièces structurelles générales du moule, telles que l’anneau de positionnement de l’éjecteur, la colonne, le bloc de limitation de l’éjecteur, la barre de liaison de limitation, le module de verrouillage, etc., n’ayant pas d’exigences particulières en matière de dureté et de résistance à l’usure, peuvent utiliser de l’acier national SM45, normalisé, de dureté HB160-200, sans autre traitement thermique.
Le manchon de la porte du moule, le bloc de calage, le bloc résistant à l’usure, le plateau coulissant et d’autres pièces présentant des exigences élevées en matière de dureté, de solidité et de résistance à l’usure doivent être fabriqués en acier à outils au carbone ou en acier à outils au carbone de haute qualité, tel que le T8A, le T10A, etc. Ces aciers doivent être trempés lors de leur utilisation pour améliorer leur dureté et leur résistance à l’usure.
Résumé
Cet article montre que la quantité de produits détermine le matériau du moule. Il existe de nombreuses nuances standard d’acier à moules ; lors de la fabrication d’un moule d’injection, il faut choisir le matériau adapté à la matière plastique, à la quantité, à la structure et aux dimensions des produits afin d’obtenir le meilleur résultat économique tout en garantissant le bon déroulement du projet.
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