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信昌精密模具上海有限公司

信昌精密模具(上海)有限公司

商智苑

上海‧松江新橋 TEL:021-33738146 [email protected] www.wujii.com.tw

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無底塗塑膠射出車燈模具鋼常見問題與對策


鋼材冶煉工藝，新的合金設計(低偏析)概念

模具鋼機械性質(硬度，抗拉強度)；熱傳導性

鋼材顯微組織與表面微結構(pattern)關係

拋光砂孔，白點，絲紋問題及改善對策

模具鋼抗沾黏及磨耗問題與改善對策

無底塗車燈模具系統

案例分享


鍛造工藝


冶金工藝


偏析(segregation),合金碳(C)量愈高，碳化物偏析愈嚴重

冶金工藝


材質 DIN

C Si Mn Cr Mo V Ni S 硬度 HRC

1.2311 0.38 0.3 1.5 2.0 0.2 - - ≦0.003 28-31

1.2738 0.38 0.3 1.5 2.0 0.2 - 1.0 ≦0.003 29-33

BPM-HH (2738mod_TS-HH)

0.26 0.10 1.45 1.25 0.60 0.12 1.05 ≦0.003 34-38

1.2711 0.5 0.2 0.7 0.75 0.3 0.1 1.75 ≦0.003 40-42

1.2343mod 0.35 0.3 0.40 5.0 1.35 0.5 - ≦0.003 48-50

1.2316mod 不銹鋼

0.28 0.3 0.95 14.2 1.1 - ~0.5 ≦0.003 34-38 48-50

大型汽車模具材料的選用 % wt


材質

熱傳導係數 W/mk at20℃

熱膨脹係數

x10-6m/mk at100℃

彈性係數 KN/mm2

使用硬度 HRC

拋光性 #

抗拉強度 N/mm2

適用

1.2311 34 11.6 212 28-31 #2000 1000 車燈模仁

1.2738 34 11.6 212 29-33 #2000 1000 車燈模仁

BPM-HH 37.4 10.8 204 34-38 #3000 1200 車燈

母模仁

1.2711 33.0 11.0 212 40-42 #6000 1400 車門板耐磨

2343mod 26 9.90 210 48-50 #8000 2200 無底塗母模仁

2316mod 不銹鋼

23 10.0 215 34-38 48-50

#6000 #8000

1350 2200

無底塗母模仁

車燈模具材料的選用


Source :Buderus Handbook of plastic Mould steels

預硬鋼-Buderus熱處理工藝

硬化-淬火製程回火需>600 ℃


常見問題


回火溫度決定硬度進而影響材質性能

依據德國DIN EN 10052規範，P20系列鋼材，最佳回火溫度需達600℃為最佳(內應力小)，硬度落差較小。如鋼材回火溫度為550℃易造成模具鋼應力破裂，硬度落差大(，拋光易橘皮等問題。回火溫度是決定鋼材品質好壞的重要因素之一。回火溫度下降對鋼材有四大影響： A.加工應力值增加 ( 回火溫度不足其材料會使內應力提高，鋼材心部與表面硬度落差大)。 B.焊補時易裂 (內應力高在焊補是與熱應力交叉影響下，應力釋放而造成裂痕產生)。 C.加工性變差(內應力提高會使加工困難，而增加加工的成本)。

D.容易變寸 (模具在內應力較高的情況下，CNC加工時會容易產生變形、翹曲，而且在公、母模具若有相嵌情形下射出成型制程時，模具會易變形而造成模具刮傷，損壞到模具)。

機械性質 S45C P20 718H Buderus2738 Buderus-BPM-HH

回火溫度 560℃ 540℃ 540℃ 600℃ 600℃


低硫(S)，清淨度，熱傳導性

高硫S - MnS 低硫S

Source :Buderus Handbook of plastic Mould steels

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P20壓延板常見：偏析造成咬花異常


• 近年來皮紋咬花要求開始偏向淺(20~30um)、細皮

紋或幾何皮紋，對於淺並且細緻的皮紋要求，傳統

2738已經無法滿足客戶要求，因鍛塊存在微偏析問

題是無法避免的，而且越大的鍛塊可能存在的微偏

析問題更為顯著，所以Buderus鋼廠開發新的鋼種

BPM-HH，BPM-HHH新的合金設計理念是為改善偏析

問題，提高產品外觀要求並且達到更高的壽命要求

，是未來大型模具選用的主流。


加工質變：

由於研磨或油石打磨不當而影嚮加工質變，深度2μ

，影嚮區為3~5μ，所以其延性質變區其為5~7μ，即

是金屬微組織產生延性質變。


高速CNC加工後-拋光橘皮


CNC粗加工模具鋼表面

正常-刀痕一致不正常-刀具無正常切削


保險桿模具-放電加工不良 EDM-2次放電


車燈BPM-HH(HRC:34-38)拋光流程：砂紙 #240 #320 #600 #800 #1000 水砂紙 #1000 #1200 #2000 #3000 鑽石膏 #1200 #1800 #5000 完工

正確的拋光觀念


模具設計避免R角


1. 為了提高汽車頭燈的光反射性，汽車車燈反光裝飾件無底塗直接鍍鋁為提高光反射性及降低製造成本趨勢。

2. 無底塗PBT有優異的流動性能，可將模具型腔表面鏡面拋光及細皮紋咬花表面完全轉寫。BMC流動性較差，對模具表面容易刮損磨耗。

3. 模具表面要求-高拋光，細咬花，高清淨度，抗耐磨性

無底塗-汽車車燈模具系統


用途 AM OEM

BMC

模具鋼材 Buderus 2343mod

W302ESR

硬度 HRC 50-52 50-52

清淨度 ISO-B(~ESR) ESR

最大拋光 #8000-10000 #10000

蝕刻性良優


26 26

熱膨脹係數x10-6m/mk at100℃ 10.8 10.8

無底塗-汽車車燈模具系統(BMC)


無底塗-汽車車燈模具系統(RS)

用途 AM市場

-1 AM市場 -2

OEM市場 -1

OEM市場 -2

RS

模具鋼材 Buderus 2344 Buderus 2316mod

M333 W302ESR

硬度 HRC 50-52 36-40預硬 50-52 50-52

清淨度 ISO-B(~ESR) ISO-B(~ESR) PESR ESR

最大拋光 #8000-10000 #3000-6000 #12000 #10000

蝕刻性良一般一般優


26 23 26 26

熱膨脹係數 x10-6m/mk at100℃

10.8 10.0 10.0 10.8


汽車模具鋼材選用趨勢


Buderus - BPM-HH


Tier1-OEM歐洲車燈模具 PMMA Buderus 1.2343mod+TiN


Tier1 車廠- Smart 汽車車燈模具PC Buderus 1.2343mod + CrN coating 1.2343mod屬布德魯斯專利鋼種

信昌精密模具上海有限公司 33

BPM-HH 汽車模具鋼使用範例


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