什么是测试样条注塑模具
测试样条注塑模具是用于制造测试样条的专用模具。这些测试样条在材料科学、工程等领域有着重要作用，可用于评估材料的各种性能，如机械性能、热性能等。
一、材料要求
1. 高强度和高硬度
模具在承受注塑压力、合模力等外力作用下不能发生变形。例如，在注塑过程中，当塑料熔体以较高压力注入型腔时，如果模具材料强度不够，型腔可能会被撑开，导致样条尺寸偏差。对于一些大型或高压注塑的测试样条模具，材料的屈服强度一般应在 900MPa 以上，硬度通常要求达到 HRC30 - 50，像 H13 钢这种常用模具钢，经过适当热处理后能满足这样的强度和硬度要求。
在长期使用过程中，要能抵抗磨损，保持模具尺寸精度。特别是在频繁开合模以及样条脱模过程中，模具与样条之间的摩擦会逐渐磨损模具表面，硬度高的材料可以减少这种磨损，延长模具使用寿命。
2. 良好的韧性
能够承受在使用过程中可能出现的冲击载荷。在模具开合模时，尤其是高速注塑情况下，模具零件之间可能会产生一定的冲击力。如果材料韧性不足，容易出现开裂现象。例如，当模具在快速合模时，导柱与导套之间的碰撞、顶出机构在工作时的冲击等，都需要模具材料有良好的韧性来避免损坏，防止因模具损坏而影响测试样条的质量和生产连续性。
3. 热稳定性
对于热塑性塑料测试样条模具，在注塑过程中需要承受塑料熔体的高温。材料要在一定温度范围内保持其力学性能和尺寸稳定性。例如，在注塑聚碳酸酯（PC）等高温塑料时，熔体温度可高达 280℃ - 320℃，模具材料要在此温度下不会软化、变形。像 P20 钢在合理的热处理后，可以在 200℃ - 300℃的温度区间内稳定工作，保证模具型腔尺寸精度，确保样条尺寸的准确性。
热膨胀系数要小，以减少因温度变化引起的模具尺寸变化。在模具加热和冷却循环过程中，如果热膨胀系数过大，会导致模具型腔尺寸变化明显，影响样条的尺寸精度和形状精度，进而影响测试结果的可靠性。
4. 耐腐蚀性
防止在使用过程中受到塑料分解产物、脱模剂等化学物质的侵蚀。一些塑料在高温下会分解产生酸性或腐蚀性气体，例如聚氯乙烯（PVC）在加工过程中可能会释放出氯化氢气体，如果模具材料耐腐蚀性差，会被腐蚀，表面质量下降，影响样条质量和模具寿命。不锈钢等具有较好耐腐蚀性的材料可用于这种对耐腐蚀性要求较高的情况。
5. 良好的加工性能
易于进行机械加工，包括车削、铣削、电火花加工等各种加工工艺。这样可以保证模具能够加工出复杂、精确的形状和尺寸。例如，模具材料的硬度不能过高，否则在切削加工时会对刀具造成严重磨损，增加加工成本和难度；同时，材料的组织结构要均匀，避免在加工过程中出现不均匀的切削力，影响加工精度。
6. 可热处理性
能够通过热处理来提高其性能，如提高硬度、强度和韧性等。合适的热处理工艺可以根据模具的具体要求优化材料性能。例如，通过淬火和回火处理，可以使模具钢获得良好的综合力学性能，满足不同类型测试样条模具在不同工作条件下的使用要求。
7. 材料纯净度高
杂质含量低，以保证模具的质量和性能稳定性。杂质可能会成为应力集中点，导致模具在使用过程中过早出现裂纹或其他缺陷，影响模具的使用寿命和测试样条的成型质量。
二、类型区别
· 按成型材料分
1. 热塑性塑料测试样条模具：用于加工如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、ABS 等热塑性塑料的测试样条。这类模具需要适应热塑性塑料的加工温度范围，一般在 150℃ - 300℃左右，具体因材料而异。例如，PP 的加工温度通常在 180℃ - 240℃，模具设计要考虑在此温度下的热膨胀、热稳定性等因素。
2. 热固性塑料测试样条模具：针对酚醛树脂、环氧树脂等热固性塑料。热固性塑料在成型过程中会发生交联反应，模具需要承受较高的压力，并且要考虑脱模的便利性，因为交联后的热固性塑料硬度高、脆性大。
3. 橡胶测试样条模具：用于天然橡胶、合成橡胶等材料。橡胶的弹性大，模具设计要防止橡胶在硫化过程中出现溢料现象，同时要保证样条尺寸的准确性，特别是对于一些需要精确测量橡胶拉伸性能的测试样条。
· 按样条类型分
1. 拉伸测试样条模具：其设计是为了制造符合拉伸试验标准的样条。例如，常见的哑铃型拉伸样条模具，要严格控制样条的标距长度、平行部分宽度和厚度等尺寸。对于金属材料拉伸样条，其平行部分长度可能在 50 - 100mm，宽度在 10 - 25mm；对于塑料拉伸样条，尺寸相对较小，平行部分长度可能在 20 - 60mm，宽度在 4 - 10mm。
2. 弯曲测试样条模具：制造用于弯曲试验的样条，样条的形状和尺寸要满足相应的弯曲试验标准。如塑料弯曲样条一般为矩形截面，长度根据试验设备和标准要求而定，宽度和厚度也有特定范围，宽度可能在 10 - 25mm，厚度在 4 - 10mm。
3. 冲击测试样条模具：用于生产冲击试验样条，像缺口冲击样条，其缺口的形状（如 V 型缺口或 U 型缺口）、深度和角度都有严格标准。V 型缺口角度一般为 45°，缺口深度要精确控制，以确保冲击试验结果的准确性。
三、结构特点
型腔
1. 精度要求高：测试样条模具的型腔尺寸精度直接影响样条质量。对于高精度的测试样条，如用于航空航天材料性能测试的样条，型腔尺寸公差可控制在 ±0.01mm 以内，以保证样条的尺寸一致性。
2. 表面质量好：型腔表面粗糙度一般要求在 Ra0.8 - Ra1.6μm 之间，对于一些光学材料测试样条模具，表面粗糙度要求更高，以防止样条表面缺陷对测试结果产生干扰。
浇口系统
1. 浇口尺寸适中：浇口尺寸要根据样条体积和塑料熔体的流动特性来确定。如果浇口过小，会导致熔体压力损失大，充模不完全；如果浇口过大，可能会在样条上留下明显的浇口痕迹，影响样条外观和性能测试。例如，对于小型塑料拉伸样条模具，针点浇口直径可能在 0.5 - 1.5mm 之间。
2. 浇口位置合理：要避免影响样条关键测试部位。对于拉伸样条，浇口不应位于平行段中间，最好设置在样条端部或其他非关键区域，以防止浇口处应力集中对拉伸试验结果的影响。
脱模机构
设计灵活：根据样条形状和模具结构选择合适的脱模方式。对于简单形状的样条，如矩形截面的弯曲样条，推杆脱模即可；对于形状复杂或薄壁的样条，可能需要采用推板脱模或其他特殊脱模机构，以防止样条在脱模过程中变形或损坏。
四、加工工艺
1. 毛坯加工：通过切割等方式将模具钢原材料加工成模具零件的毛坯形状，一般采用锯床等设备进行下料。
2. 粗加工：使用数控铣床、加工中心等设备对毛坯进行粗加工，去除大部分余量。粗加工时要合理选择切削参数，如切削速度、进给量和切削深度，提高加工效率的同时为后续精加工留合适的余量，一般单边余量在 0.5 - 1mm。
3. 精加工：在粗加工的基础上，进一步提高零件的尺寸精度和表面质量。精加工时切削参数要更精细调整，切削深度较小，一般在 0.05 - 0.2mm，以保证零件的尺寸公差和表面粗糙度要求。对于模具型腔和型芯等关键部位，尺寸公差可控制在 ±0.01 - ±0.05mm，表面粗糙度达到 Ra0.8 - Ra1.6μm。
4. 电火花加工：对于模具中具有复杂形状的部位，如一些具有精细内部结构或特殊形状的型腔，采用电火花加工。通过电极与工件之间的放电蚀除作用来加工出所需形状。
5. 线切割加工：用于加工模具中的一些小孔、窄槽等。利用连续移动的细金属丝（电极丝）作电极，对工件进行脉冲火花放电蚀除金属，实现零件的切割加工。
五、模具装配
1. 零件清洗：将加工好的模具零件进行清洗，去除油污、铁屑等杂质，保证零件清洁。
2. 零件检查：再次检查零件的尺寸精度、表面质量等是否符合设计要求，对于不合格零件及时返修或更换。
3. 模具装配：按照设计要求将各个零件装配成完整的模具，包括安装导向机构（导柱和导套）、固定成型零部件（型腔和型芯）、安装脱模机构等。装配过程中要注意保证零件之间的配合精度，如导柱与导套的间隙要合适，一般单边间隙在 0.01 - 0.03mm。
六、调试与修正
1. 试模：将模具安装在注塑机或其他成型设备上进行试模，观察模具的开合模动作是否顺畅，样条的成型质量是否符合要求，如样条是否有飞边、气泡、尺寸偏差等问题。
2. 调整与优化：根据试模过程中出现的问题，对模具进行调整。如如果样条有飞边，可调整模具的合模力或对分型面进行适当修整；如果有气泡问题，可调整注塑工艺参数或优化浇注系统。经过多次试模和调整，直到生产出合格的测试样条。
