模具鋼的導(dǎo)熱系數(shù)決定了在注塑過程中，塑料的熱量能夠以多塊的速度被導(dǎo)出到環(huán)境當(dāng)中去，導(dǎo)熱率 K 是材料本身的固有性能參數(shù),用于描述材料的導(dǎo)熱能力。
在注塑生產(chǎn)過程中，一般來講冷卻階段所占據(jù)的時間會在整個注塑周期的50%以上，因此，冷卻階段往往會成為周期優(yōu)化的重點關(guān)注領(lǐng)域。一般所采取的方法主要有隨形3D打印水路，鈹銅鑲嵌和采用高導(dǎo)熱系數(shù)的模具鋼等等。本文關(guān)注的重點為高導(dǎo)熱模具鋼在縮短注塑周期方面的應(yīng)用。模具鋼的導(dǎo)熱系數(shù)決定了在注塑過程中，塑料的熱量能夠以多塊的速度被導(dǎo)出到環(huán)境當(dāng)中去，導(dǎo)熱率 K 是材料本身的固有性能參數(shù),用于描述材料的導(dǎo)熱能力，單位W/(m?K)。數(shù)值越高，鋼材的導(dǎo)熱能力越強(qiáng)。
常用的P20模具鋼的導(dǎo)熱系數(shù)為31.5 W/(m?K)。而鈹銅的導(dǎo)熱系數(shù)可以做到106W/(m?K)以上，為P20模具鋼的3倍以上，也就是說在同樣的時間之內(nèi)，鈹銅能夠?qū)С龅臒崃渴荘30的3倍。這樣的優(yōu)秀性能使得近年來鈹銅在注塑模具內(nèi)的應(yīng)用逐漸增多。但是鈹銅材料存在價格昂貴、耐磨損性差、韌性不足、最大尺寸受限等限制，其應(yīng)用還比較受限。
在此背景之下，對于高導(dǎo)熱系數(shù)鋼材的需求越來越高，材料廠商對于增加鋼材的導(dǎo)熱系數(shù)也做了諸多嘗試，目前市面上在售的高導(dǎo)熱系數(shù)模具鋼的導(dǎo)熱系數(shù)已經(jīng)可以做到60 W/(m?K)左右，約為傳統(tǒng)P20模具鋼的一倍。
以FASTCOOL-20為例，此材料是一款高導(dǎo)熱預(yù)硬工具鋼，可滿足傳統(tǒng)的機(jī)械加工和電火花加工，可采用傳統(tǒng)方式進(jìn)行焊接和熱處理，拋光性能可以達(dá)到鏡面拋光的等級，屈服強(qiáng)度1150 Mpa，熱傳導(dǎo)系數(shù)達(dá)到54 W/(m?K)，硬度為400 HB。
從實際的應(yīng)用效果來看，同等條件下，F(xiàn)ASTC00L-20相對于P20材料能夠有效改善熱點溫度15?22 度，這樣的溫度感受可以有效縮短冷卻時間的需求，讓產(chǎn)品在模具內(nèi)部更快達(dá)到脫模溫度，降低冷卻時間，縮短注塑周期。
