近几十年来,随着铝的冶炼与加工工艺水平的不断提高,尤其是铝材料基础研究取得突破,铝工业的发展速度惊人。20世纪初,时效硬化的发现更是突破了铝合金材料发展的技术瓶颈,使铝合金的应用范围得以扩大,铝合金工业得以蓬勃发展,模具铝合金的应用越来越广泛。鉴于铝合金优良的品质及性能(例如导热性好、易于成型、价格较低等),近年来广泛应用于注塑、吹塑、吸塑及各类型模具(例如泡沫成型、鞋模、精铸模)等方面。
早在20世纪60年代,美国就开始用铝合金制造模具。但用铝合金制造型芯和型腔的注塑模于20世纪80年代初才进入实用阶段。近几年来,除了在制造技术上有较大发展外,还开发了一批适合于制造模具的铝合金新材料。
早在20世纪60年代,美国就开始用铝合金制造模具。但用铝合金制造型芯和型腔的注塑模于20世纪80年代初才进入实用阶段。近几年来,除了在制造技术上有较大发展外,还开发了一批适合于制造模具的铝合金新材料。
1、提高生产效率
铝合金的热传导性能指标是钢材的4?5倍,从而可以更有效地被加热或冷却,降低能耗,脱模时间大大缩短,从而有效地提高了模具的生产效率。
2、缩短了生产时间
铝合金加工性能极佳,切削加工速度比模具钢提高了40%,因而大幅度减少了模具的加工周期。加工后模具表面光滑亮泽,使脱模更加容易。同时,优越的可精细加工性能和良好的焊接性能,使之能更容易、更快捷地做出细微模具设计及对加工错误或使用磨损的模具进行修补。如果充分考虑到生产的实际需求,专门使用适于铝合金的生产工具,加工速度还可以提高。因为生产过程中经过特殊的热处理,铝的残余应力很小,所以铝合金机加工的变形很小。铝适合切削加工也适合电火花成型。
3、低成本和高效益
价格、效率、质量综合比值最佳,从现阶段的模具钢材行情来看,进口材料价格为32?65元/kg,而模具铝合金材料报价一般为70?85元/kg,考虑到单位体积重量仅为模具钢的1/3,同体积的模具钢材料和铝合金材料对比,前者的材料成本大于后者,此外后者残料的回收价格一般不会低于15元/kg,而前者基本是作废钢处理,差别很大。最重要的是,铝合金市场相对来说比模具钢材市场稳定,更有利于企业实施成本预算控制。铝模具比钢模具轻约50%,因此铝模具在制造、装配及注塑车间安装调整时比钢模具更具优越性。使用轻的模具,无需昂贵的起重设备(例如起重机和起重卡车等),从而降低了制作成本。
同时,由于铝合金材料重量轻,加工性能佳,可大大降低机械的磨损及刀具的磨损,减少停机维护的时间,延长机械使用寿命。使用铝合金模具,可降低能耗和工人的劳动强度,有利于改善操作环境。
4、抗腐蚀性能
模具钢材在使用一段时间后,会产生凹坑和发污变色等现象,这是因为在生产过程中,某些塑料会产生腐蚀物质,例如PVC会产生氯离子,它易与铁反应而使塑料模具表面损坏,但对于铝合金产品不会有任何腐蚀作用,模具表面能保持光亮及洁净,延长了模具的使用寿命,提高了产品的档次。
5、抛光质量和效率
钢模具的抛光成本约占模具总成本的30%,这是因为抛光是一个耗时及成本较高的工序,其效果取决于抛光技术、材料的组织致密性及均匀性等,铝合金的强度高而稳定,组织致密性好且无缺陷,抛光更加容易,能迅速达到镜面效果。基于以上优点,采用铝模具对提高企业效益及贯彻国家节能环保产业政策都具有非常重要的意义,同时从国外应用铝合金生产汽车丁业模、吹塑模、发泡成型模、塑模、低压注塑模、检具、工装夹具的实践来看,也预示着此类模具的发展前景广阔。
铝合金的热传导性能指标是钢材的4?5倍,从而可以更有效地被加热或冷却,降低能耗,脱模时间大大缩短,从而有效地提高了模具的生产效率。
2、缩短了生产时间
铝合金加工性能极佳,切削加工速度比模具钢提高了40%,因而大幅度减少了模具的加工周期。加工后模具表面光滑亮泽,使脱模更加容易。同时,优越的可精细加工性能和良好的焊接性能,使之能更容易、更快捷地做出细微模具设计及对加工错误或使用磨损的模具进行修补。如果充分考虑到生产的实际需求,专门使用适于铝合金的生产工具,加工速度还可以提高。因为生产过程中经过特殊的热处理,铝的残余应力很小,所以铝合金机加工的变形很小。铝适合切削加工也适合电火花成型。
3、低成本和高效益
价格、效率、质量综合比值最佳,从现阶段的模具钢材行情来看,进口材料价格为32?65元/kg,而模具铝合金材料报价一般为70?85元/kg,考虑到单位体积重量仅为模具钢的1/3,同体积的模具钢材料和铝合金材料对比,前者的材料成本大于后者,此外后者残料的回收价格一般不会低于15元/kg,而前者基本是作废钢处理,差别很大。最重要的是,铝合金市场相对来说比模具钢材市场稳定,更有利于企业实施成本预算控制。铝模具比钢模具轻约50%,因此铝模具在制造、装配及注塑车间安装调整时比钢模具更具优越性。使用轻的模具,无需昂贵的起重设备(例如起重机和起重卡车等),从而降低了制作成本。
同时,由于铝合金材料重量轻,加工性能佳,可大大降低机械的磨损及刀具的磨损,减少停机维护的时间,延长机械使用寿命。使用铝合金模具,可降低能耗和工人的劳动强度,有利于改善操作环境。
4、抗腐蚀性能
模具钢材在使用一段时间后,会产生凹坑和发污变色等现象,这是因为在生产过程中,某些塑料会产生腐蚀物质,例如PVC会产生氯离子,它易与铁反应而使塑料模具表面损坏,但对于铝合金产品不会有任何腐蚀作用,模具表面能保持光亮及洁净,延长了模具的使用寿命,提高了产品的档次。
5、抛光质量和效率
钢模具的抛光成本约占模具总成本的30%,这是因为抛光是一个耗时及成本较高的工序,其效果取决于抛光技术、材料的组织致密性及均匀性等,铝合金的强度高而稳定,组织致密性好且无缺陷,抛光更加容易,能迅速达到镜面效果。基于以上优点,采用铝模具对提高企业效益及贯彻国家节能环保产业政策都具有非常重要的意义,同时从国外应用铝合金生产汽车丁业模、吹塑模、发泡成型模、塑模、低压注塑模、检具、工装夹具的实践来看,也预示着此类模具的发展前景广阔。