热流道钼合金

概述

​热流道是在注塑模具中使用的，将融化的塑料注入到模具的空腔中的加热组件集合。

钼合金是以钼为基体加入其他元素而构成的有色合金。主要合金元素有钛、锆、铪、钨及稀土元素。

原理

热流道模具是将传统式模具或三板式模具的浇道与流道经常加热，于每一成形时即不需要取出流道和浇道的一种崭新构造。

结构

热流道系统一般由热喷嘴、分流板、温控箱和附件等几部分组成。热喷嘴一般包括两种：开放式热喷嘴和针阀式热喷嘴。由于热喷嘴形式直接决定热流道系统选用和模具的制造，因而常相应的将热流道系统分成开放式热流道系统和针阀式热流道系统。分流板在一模多腔或者多点进料、单点进料但料位偏置时采用。材料通常采用P20或H13。分流板一般分为标准和非标准两大类，其结构形式主要由型腔在模具上的分布情况、喷嘴排列及浇口位置来决定。温控箱包括主机、电缆、连接器和接线公母插座等。热流道附件通常包括：加热器和热电偶、流道密封圈、接插件及接线盒等。

系统分类

一般说来，热流道系统分为单头热流道系统、多头热流道系统以及阀浇口热流道系统。单头热流道系统主要由单个喷嘴、喷嘴头、喷嘴连接板、温控系统等组成。

单头热流道系统塑料模具结构较简单。将熔融状态塑料由注塑机注入喷嘴连接板，经喷嘴到达喷嘴头后，注入型腔。需要控制尺寸d、D、L和通过调整喷嘴连接板的厚度尺寸，使定模固定板压紧喷嘴连接板的端面，控制喷嘴的轴向位移，或者直接利用注塑机喷嘴顶住喷嘴连接板的端面，也可达到同样目的。在定模固定板的合适位置设置一条引线槽，让电源线从模具内引出与安装在模具上的接线座连接。

多头热流道系统塑料模具结构较复杂。熔融状塑料由注塑机注入喷嘴连接板，经热流道板流向喷嘴后到达喷嘴头，然后注入型腔。热流道系统的喷嘴与定模板有径向尺寸D1配合要求和轴向尺寸限位要求。喷嘴头与定模镶块有径向尺寸d配合要求，保证熔融状态的塑料不溢流到非型腔部位，并要求定模镶块的硬度淬硬50HRC左右。分型面到热喷嘴轴向定位面之间的距离L必须严格控制，该尺寸应根据常温状态下喷嘴的实际距离L'加上模具正常工作温度下喷嘴的实际延伸量ΔL确定。为了保证喷嘴与热流道板贴合可靠，不使热流道板产生变形，在喷嘴的顶部上方设有调整垫，该调整垫与喷嘴自身的轴向定位面一起限制了喷嘴在轴向的移动，且有效地控制了热流道板可能产生的变形。在常温状态下，调整垫与热流道板和定模固定板之间控制0.025mm 间隙以便模具受热后，在工作温度状态时调整垫恰好压紧。热流道系统的定位座和定位销一起控制了热流道板在模具中的位置。定位座与定模板有径向尺寸D2配合要求，而且深度h必须控制准确，定位座的轴向起着支承热流道板的作用，直接承受注射机的注射压力。定位销与热流道板固定板有配合要求。热流道板与模板之间必须留有足够的空隙，以便包裹隔热材料。热流道板和固定板必须设有足够的布线槽，让电源线从模具内引出与安装在模具上的接线座连接。喷嘴连接板与定模固定板之间有径向尺寸D1配合要求，以便注塑机的注射头与模具上的喷嘴连接板配合良好。在热流道板附近，将定模板、热流道板固定板、定模固定板用螺钉连接起来，增强热流道板的刚性。

阀浇口热流道系统塑料模具结构最复杂。它与普通多头热流道系统塑料模具有相同的结构，另外还多了一套阀针传动装置控制阀针的开、闭运动。该传动装置相当于一只液压油缸，利用注射机的液压装置与模具连接，形成液压回路，实现阀针的开、闭运动，控制熔融状态塑料注入型腔。

设计程序

第一，根据塑件结构和使用要求，确定进料口位置。只要塑件结构允许，在定模镶块内喷嘴和喷嘴头不与成型结构干涉，热流道系统的进料口可放置在塑件的任何位置上。常规塑件注射成形的进料口位置通常根据经验选择。对于大而复杂的异型塑件，注射成形的进料口位置可运用计算机辅助分析（CAE）模拟熔融状塑料在型腔内的流动情况，分析模具各部位的冷却效果，确定比较理想的进料口位置。

第二，确定热流道系统的喷嘴头形式。塑件材料和产品的使用特性是选择喷嘴头形式的关键因素，塑件的生产批量和模具的制造成本也是选择喷嘴头形式的重要因素。

第三，根据塑件的生产批量和注射设备的吨位大小，确定每模的腔数。

第四，由已确定的进料口位置和每模的腔数确定喷嘴的个数。如果成形某一产品，选择一模一件一个进料口，则只要一个喷嘴，即选用单头热流道系统；如果成形某一产品，选择一模多腔或一模一腔二个以上进料口，则就要多个喷嘴，即选用多头热流道系统，但对有横流道的模具结构除外。

第五，根据塑件重量和喷嘴个数，确定喷嘴径向尺寸的大小。相同形式的喷嘴有多个尺寸系列，分别满足不同重量范围内的塑件成形要求。

第六，根据塑件结构确定模具结构尺寸，再根据定模镶块和定模板的厚度尺寸选择喷嘴标准长度系列尺寸，最后修整定模板的厚度尺寸及其他与热流道系统相关的尺寸。

第七，根据热流道板的形状确定热流道固定板的形状，在其板上布置电源线引线槽，并在热流道板、喷嘴、喷嘴头附近设计足够的冷却水环路。

第八，完成热流道系统塑料模具的设计图绘制。

第九，成熟的热流道系统，必须考虑到热流道系统与塑料模具的配合程度，即热半模的设计。热半模是指专业化热流道厂家为客户加工的精密热流道系统，具有维修简单方便，配合精度高，加工快捷等特点.. 降低注塑压力和锁模力。

设计概念

热流道一个重要的步骤是热流道的设计概念。一个详细的设计概念，包括歧管和压板，它们将成为模具审核中的一个重要部分。

歧管用于保证让熔液通道能够以最有效的方式进行布置。在理想的情况下，熔液通道采用对称方式设计，所有下行流道的流动长度与转弯数量都是一致的。在采用多型腔模具或非对称式模具的情况下，熔液通道可能包括人造长度和转弯点，以便能够适当地平衡这个系统。这种概念对设计人员和热流道设计人员均有所帮助，可以保证最佳的岐管设计。

在一个需要3个注入口的零件上，为了控制零件上的接缝线，就要解决塑料流量平衡的问题。通过一个详细的岐管设计，可以评价流量的平衡和岐管的布置，保证下行流道能够满足客户模具基座的需要。最后的结果是将单一的直接注入口和单型腔模具上两个从热到冷的注入口组合在一起（图3）。

此外，还要采用压板技术，保证能够设计出客户要求的闭合高度和关键特点。由于在喷嘴中包括热流道喷嘴，模具设计人员还要确认注入口的接近处和冷却是否能满足热流道制造商的要求。

对热流道评价的主要因素包括：流量平衡和岐管热分布的情况；通道尺寸；高压应用领域中的岐管材料强度；注入口的尺寸；冷却和注入口的接近；能够承受研磨性和腐蚀性树脂的成分。

热流道是一种复杂而具有一定优越性的模具零件。在模具生产项目中，CAE计算机辅助工程分析、树脂试验和设计概念等，都可以由热流道供货商来完成。在一个项目的初期，如果让热流道供货商共同参与工作，那么的设计人员就能够进一步优化最终产品。

特点

钼合金有低温脆性和焊接脆性以及高温氧化等缺点，所以发展受到限制。用合金化的方法难以改善钼合金的高温抗氧化性能，目前只是用防护涂层改善这种性能。钼合金研究中的主要问题是提高高温强度和再结晶温度，改善材料低温塑性。纯钼材研究中的主要问题是改善低温塑性，即降低它的塑性-脆性转变温度。

钼合金的主要强化途径是固溶强化、沉淀强化和加工硬化（见金属的强化）。钛、锆和铪是钼的主要合金元素。合金元素对钼的轧制棒材硬度的影响见下页图。钛、锆和铪不仅可以固溶强化和保持材料的低温塑性，而且能形成稳定的、弥散分布的碳化物相，提高材料的强度和再结晶温度。

间隙杂质碳、氮特别是氧对塑性－脆性转变温度有严重的影响。它们在钼中的溶解度极低（室温下不大于1ppm），多余的间隙元素则以钼的化合物形式分布在晶界上，降低晶界强度，导致晶间脆性断裂。钼合金中加入微量硼能细化晶粒，净化晶界并改变晶界形态，从而提高钼的塑性：加入微量铁和钇等元素也可以改善低温塑性（见界面）。1955年吉奇（G.Geach）和休斯（J.Hughes）发现铼能明显改善钼和钨的塑性，可使钼的塑性-脆性转变温度下降到-200℃。

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