測試樣條注塑模具是用于制造測試樣條的專用模具。這些測試樣條在材料科學(xué)、工程等領(lǐng)域有著重要作用，可用于評估材料的各種性能，如機械性能、熱性能等。

一、材料要求

1. 高強度和高硬度

模具在承受注塑壓力、合模力等外力作用下不能發(fā)生變形。例如，在注塑過程中，當(dāng)塑料熔體以較高壓力注入型腔時，如果模具材料強度不夠，型腔可能會被撐開，導(dǎo)致樣條尺寸偏差。對于一些大型或高壓注塑的測試樣條模具，材料的屈服強度一般應(yīng)在 900MPa 以上，硬度通常要求達到 HRC30 - 50，像 H13 鋼這種常用模具鋼，經(jīng)過適當(dāng)熱處理后能滿足這樣的強度和硬度要求。

在長期使用過程中，要能抵抗磨損，保持模具尺寸精度。特別是在頻繁開合模以及樣條脫模過程中，模具與樣條之間的摩擦?xí)饾u磨損模具表面，硬度高的材料可以減少這種磨損，延長模具使用壽命。

2. 良好的韌性

能夠承受在使用過程中可能出現(xiàn)的沖擊載荷。在模具開合模時，尤其是高速注塑情況下，模具零件之間可能會產(chǎn)生一定的沖擊力。如果材料韌性不足，容易出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。例如，當(dāng)模具在快速合模時，導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間的碰撞、頂出機構(gòu)在工作時的沖擊等，都需要模具材料有良好的韌性來避免損壞，防止因模具損壞而影響測試樣條的質(zhì)量和生產(chǎn)連續(xù)性。

3. 熱穩(wěn)定性

對于熱塑性塑料測試樣條模具，在注塑過程中需要承受塑料熔體的高溫。材料要在一定溫度范圍內(nèi)保持其力學(xué)性能和尺寸穩(wěn)定性。例如，在注塑聚碳酸酯（PC）等高溫塑料時，熔體溫度可高達 280℃ - 320℃，模具材料要在此溫度下不會軟化、變形。像 P20 鋼在合理的熱處理后，可以在 200℃ - 300℃的溫度區(qū)間內(nèi)穩(wěn)定工作，保證模具型腔尺寸精度，確保樣條尺寸的準確性。

熱膨脹系數(shù)要小，以減少因溫度變化引起的模具尺寸變化。在模具加熱和冷卻循環(huán)過程中，如果熱膨脹系數(shù)過大，會導(dǎo)致模具型腔尺寸變化明顯，影響樣條的尺寸精度和形狀精度，進而影響測試結(jié)果的可靠性。

4. 耐腐蝕性

防止在使用過程中受到塑料分解產(chǎn)物、脫模劑等化學(xué)物質(zhì)的侵蝕。一些塑料在高溫下會分解產(chǎn)生酸性或腐蝕性氣體，例如聚氯乙烯（PVC）在加工過程中可能會釋放出氯化氫氣體，如果模具材料耐腐蝕性差，會被腐蝕，表面質(zhì)量下降，影響樣條質(zhì)量和模具壽命。不銹鋼等具有較好耐腐蝕性的材料可用于這種對耐腐蝕性要求較高的情況。

5. 良好的加工性能

易于進行機械加工，包括車削、銑削、電火花加工等各種加工工藝。這樣可以保證模具能夠加工出復(fù)雜、精確的形狀和尺寸。例如，模具材料的硬度不能過高，否則在切削加工時會對刀具造成嚴重磨損，增加加工成本和難度；同時，材料的組織結(jié)構(gòu)要均勻，避免在加工過程中出現(xiàn)不均勻的切削力，影響加工精度。

6. 可熱處理性

能夠通過熱處理來提高其性能，如提高硬度、強度和韌性等。合適的熱處理工藝可以根據(jù)模具的具體要求優(yōu)化材料性能。例如，通過淬火和回火處理，可以使模具鋼獲得良好的綜合力學(xué)性能，滿足不同類型測試樣條模具在不同工作條件下的使用要求。

7. 材料純凈度高

雜質(zhì)含量低，以保證模具的質(zhì)量和性能穩(wěn)定性。雜質(zhì)可能會成為應(yīng)力集中點，導(dǎo)致模具在使用過程中過早出現(xiàn)裂紋或其他缺陷，影響模具的使用壽命和測試樣條的成型質(zhì)量。

二、類型區(qū)別

· 按成型材料分

1. 熱塑性塑料測試樣條模具：用于加工如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、ABS 等熱塑性塑料的測試樣條。這類模具需要適應(yīng)熱塑性塑料的加工溫度范圍，一般在 150℃ - 300℃左右，具體因材料而異。例如，PP 的加工溫度通常在 180℃ - 240℃，模具設(shè)計要考慮在此溫度下的熱膨脹、熱穩(wěn)定性等因素。

2. 熱固性塑料測試樣條模具：針對酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂等熱固性塑料。熱固性塑料在成型過程中會發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，模具需要承受較高的壓力，并且要考慮脫模的便利性，因為交聯(lián)后的熱固性塑料硬度高、脆性大。

3. 橡膠測試樣條模具：用于天然橡膠、合成橡膠等材料。橡膠的彈性大，模具設(shè)計要防止橡膠在硫化過程中出現(xiàn)溢料現(xiàn)象，同時要保證樣條尺寸的準確性，特別是對于一些需要精確測量橡膠拉伸性能的測試樣條。

· 按樣條類型分

1. 拉伸測試樣條模具：其設(shè)計是為了制造符合拉伸試驗標準的樣條。例如，常見的啞鈴型拉伸樣條模具，要嚴格控制樣條的標距長度、平行部分寬度和厚度等尺寸。對于金屬材料拉伸樣條，其平行部分長度可能在 50 - 100mm，寬度在 10 - 25mm；對于塑料拉伸樣條，尺寸相對較小，平行部分長度可能在 20 - 60mm，寬度在 4 - 10mm。

2. 彎曲測試樣條模具：制造用于彎曲試驗的樣條，樣條的形狀和尺寸要滿足相應(yīng)的彎曲試驗標準。如塑料彎曲樣條一般為矩形截面，長度根據(jù)試驗設(shè)備和標準要求而定，寬度和厚度也有特定范圍，寬度可能在 10 - 25mm，厚度在 4 - 10mm。

3. 沖擊測試樣條模具：用于生產(chǎn)沖擊試驗樣條，像缺口沖擊樣條，其缺口的形狀（如 V 型缺口或 U 型缺口）、深度和角度都有嚴格標準。V 型缺口角度一般為 45°，缺口深度要精確控制，以確保沖擊試驗結(jié)果的準確性。

三、結(jié)構(gòu)特點

型腔

1. 精度要求高：測試樣條模具的型腔尺寸精度直接影響樣條質(zhì)量。對于高精度的測試樣條，如用于航空航天材料性能測試的樣條，型腔尺寸公差可控制在 ±0.01mm 以內(nèi)，以保證樣條的尺寸一致性。

2. 表面質(zhì)量好：型腔表面粗糙度一般要求在 Ra0.8 - Ra1.6μm 之間，對于一些光學(xué)材料測試樣條模具，表面粗糙度要求更高，以防止樣條表面缺陷對測試結(jié)果產(chǎn)生干擾。

澆口系統(tǒng)

1. 澆口尺寸適中：澆口尺寸要根據(jù)樣條體積和塑料熔體的流動特性來確定。如果澆口過小，會導(dǎo)致熔體壓力損失大，充模不完全；如果澆口過大，可能會在樣條上留下明顯的澆口痕跡，影響樣條外觀和性能測試。例如，對于小型塑料拉伸樣條模具，針點澆口直徑可能在 0.5 - 1.5mm 之間。

2. 澆口位置合理：要避免影響樣條關(guān)鍵測試部位。對于拉伸樣條，澆口不應(yīng)位于平行段中間，最好設(shè)置在樣條端部或其他非關(guān)鍵區(qū)域，以防止?jié)部谔帒?yīng)力集中對拉伸試驗結(jié)果的影響。

脫模機構(gòu)

設(shè)計靈活：根據(jù)樣條形狀和模具結(jié)構(gòu)選擇合適的脫模方式。對于簡單形狀的樣條，如矩形截面的彎曲樣條，推桿脫模即可；對于形狀復(fù)雜或薄壁的樣條，可能需要采用推板脫?；蚱渌厥饷撃C構(gòu)，以防止樣條在脫模過程中變形或損壞。

四、加工工藝

1. 毛坯加工：通過切割等方式將模具鋼原材料加工成模具零件的毛坯形狀，一般采用鋸床等設(shè)備進行下料。

2. 粗加工：使用數(shù)控銑床、加工中心等設(shè)備對毛坯進行粗加工，去除大部分余量。粗加工時要合理選擇切削參數(shù)，如切削速度、進給量和切削深度，提高加工效率的同時為后續(xù)精加工留合適的余量，一般單邊余量在 0.5 - 1mm。

3. 精加工：在粗加工的基礎(chǔ)上，進一步提高零件的尺寸精度和表面質(zhì)量。精加工時切削參數(shù)要更精細調(diào)整，切削深度較小，一般在 0.05 - 0.2mm，以保證零件的尺寸公差和表面粗糙度要求。對于模具型腔和型芯等關(guān)鍵部位，尺寸公差可控制在 ±0.01 - ±0.05mm，表面粗糙度達到 Ra0.8 - Ra1.6μm。

4. 電火花加工：對于模具中具有復(fù)雜形狀的部位，如一些具有精細內(nèi)部結(jié)構(gòu)或特殊形狀的型腔，采用電火花加工。通過電極與工件之間的放電蝕除作用來加工出所需形狀。

5. 線切割加工：用于加工模具中的一些小孔、窄槽等。利用連續(xù)移動的細金屬絲（電極絲）作電極，對工件進行脈沖火花放電蝕除金屬，實現(xiàn)零件的切割加工。

五、模具裝配

1. 零件清洗：將加工好的模具零件進行清洗，去除油污、鐵屑等雜質(zhì)，保證零件清潔。

2. 零件檢查：再次檢查零件的尺寸精度、表面質(zhì)量等是否符合設(shè)計要求，對于不合格零件及時返修或更換。

3. 模具裝配：按照設(shè)計要求將各個零件裝配成完整的模具，包括安裝導(dǎo)向機構(gòu)（導(dǎo)柱和導(dǎo)套）、固定成型零部件（型腔和型芯）、安裝脫模機構(gòu)等。裝配過程中要注意保證零件之間的配合精度，如導(dǎo)柱與導(dǎo)套的間隙要合適，一般單邊間隙在 0.01 - 0.03mm。

六、調(diào)試與修正

1. 試模：將模具安裝在注塑機或其他成型設(shè)備上進行試模，觀察模具的開合模動作是否順暢，樣條的成型質(zhì)量是否符合要求，如樣條是否有飛邊、氣泡、尺寸偏差等問題。

2. 調(diào)整與優(yōu)化：根據(jù)試模過程中出現(xiàn)的問題，對模具進行調(diào)整。如如果樣條有飛邊，可調(diào)整模具的合模力或?qū)Ψ中兔孢M行適當(dāng)修整；如果有氣泡問題，可調(diào)整注塑工藝參數(shù)或優(yōu)化澆注系統(tǒng)。經(jīng)過多次試模和調(diào)整，直到生產(chǎn)出合格的測試樣條。