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【摘 要】塑料模具充填过程中模腔内的气体会严重影响模具产品的性能、外观和使用寿命等。本文将研究一种透气金属模具，能有效的解决这个问题。
　　【关键词】多孔材料；透气性；排气；引气；透气金属模具
　　0 背景
　　塑料模具型腔中的气体，以及塑料注塑过程中产生的气体会严重影响模具产品的性能、外观和使用寿命等，必须设置排气、引气系统保证模腔内外的气压平衡，保障塑料制品的顺利生产。
　　注塑模在塑料填充过程中出现的气体一般是通过设置排气系统（主要采用排气槽方式）排除；在脱模时，某些大型模件要设置引气系统才能顺利脱模。如果用透气模具钢则可以将此种多孔金属安装在模腔壁上的适当位置，使气体直接从金属体中穿透，而不需专门设置排气、引气系统，使塑料模具同样具有良好的排气和吸气功能[1-2]。
　　本文正是为满足塑料模具工业的需要而制备出适合在注塑模、吸塑模工业应用中满足气体穿透性能要求的透气钢，并将所制备的多孔透气材料加工成一定的形状和尺寸，以满足模具型腔排气和吸气的要求。
　　在塑料模具工业中开展透气模具钢的使用能有效解决塑料模具工业中有关问题，提高产品的生产效率和市场竞争力，具有良好的工业应用前景。主要表现在：1）降低注塑压力，减少成型和保压时间；2）提高模具分型面的紧合度，提高顶杆和镶件的配合性能，无需利用分型面或其他排气系统，避免废边的产生；3）可使由于浇口偏位、壁厚不匀、壁薄产品等难成型问题得到解决和缓解。
　　1 透气金属模具的实验应用
　　1.1 材料制备
　　实验中选用海宁市飞达冶金粉末有限公司所生产的牌号为304L的不锈钢粉末为原料[3]，压制出一批直径为8cm的圆柱试样，烧结炉烧结温度段为1100-1300℃，保温1小时。所制备的试样基本参数如表1。
　　表1 带孔圆柱形压坯的基本物理参数
　　图1 材料表面SEM照片
　　图2 材料断面SEM照片
　　实验试样的SEM照片如图1，2。图1为实验试样表面SEM照片，图中可清晰的看到黑色的不规则区域，这些区域正是材料表面的孔隙。图2为实验试样断面的SEM照片，从中可以看到材料内部复杂的孔隙通道[4]。
　　1.2 简易模具应用检验
　　实验中设计了如图3的注塑实验装置[5]。先利用电火花工艺在多孔模具钢中加工出型腔主体，型腔充填树脂的容积为12.8cm3；再设计夹具和密封橡胶圈组装出完全封闭的型腔，即为透气模具主体部分；然后将注塑料筒与透气模具主体部分组装得到全套注塑装置。
　　实验中利用拉伸实验机控制注塑压力及速度，料筒及模具可用保温炉加热控温。
　　1.2.1 注塑过程
　　实验中选用ABS树脂，置于注塑料筒内加热到170℃，模腔温度加热到40℃左右，分别在20MPa，15MPa两种压力条件下进行注塑实验，注塑时间约为10s，充填完毕后保压5min。
　　控制拉伸压缩实验机的压制力进行注塑。注塑过程中可以观察到模具体上有很多油质渗出，沿模壁流下聚集到下底沿，这是由于模腔完全封闭，空腔中的气体在注塑过程中只能由透气模具体透过。注塑后期，模腔中一旦充填完毕，实验机的压力值将急速增大，此时保持预定压力值进行保压。5分钟保压时间完毕后即可以开模，开模后得到带有塑料件的透气模具钢件。
　　图3 注塑实验装置
　　1.2.2 脱模过程
　　将上述尚未脱模的模具钢件安装到脱模装置中，如图4，依靠橡胶垫圈此图中的装置能有效的密封住透气空腔。接入20MPa的高压气泵后，塑料件即可顺利脱模。脱模后得到的塑料件如图5所示。
　　图4 脱模装置
　　图5 不同注塑压力条件下得到的注塑件
　　1.2.3 实验结果及结论
　　实验中利用所设计的透气性模具顺利的完成了注塑实验，表现良好，从中我们可以得到以下的结论：
　　1）实验中所制备出的透气模具钢材料透气性能良好，利用这种材料制备出的透气性模具一定条件下能起到良好的排气效果，模腔中的气体全部排除，注塑件充填完全，如图5所示；
　　2）实验中分别在20MPa，15MPa两种压力条件下进行注塑实验后得到的塑料件见图5所示，其中右图为20MPa条件下的注塑件，充填完全，左图为15MPa条件下的注塑件，充填不完全，可见20MPa的注塑条件即可满足注塑生产，解决气体引气的问题，而目前注塑生产所需压力值一般都高于此值，这使得透气性模具具有极其良好的应用前景。
　　总之，本文中所制备的透气金属模具综合性能良好，具有在工业生产实践中推广使用的巨大前景。
 

(来源：中国阀门网)