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'Estudio tribologico de aceros para moldes. Aplicacion al moldeo por inyeccion de polibutilentereftalato reforzado con fibra de vidrio'

Posted on:2015-04-02Degree:DrType:Dissertation
University:Universidad Politecnica de Cartagena (Spain)Candidate:Martinez Mateo, Isidoro JoseFull Text:PDF
GTID:1471390017994001Subject:Materials science
Abstract/Summary:
Mould materials for injection moulding of polymers and polymer-matrix composites represent a relevant industrial economic sector due to the large quantity of pieces and components processed. The material selection for mould manufacturing, its composition and heat treatment, the hardening procedures and machining and finishing processes determine the service performance and life of the mould.;In the first part of the present study, the relationship between the hardness and microstructure and the wear resistance of mould steels from large blocks has been studied by pin-on-disc tests, studying the main wear mechanisms.;In order to determine the surface damage on mould steels under real injection conditions, different commercial steels have been studied by measuring the variation of surface roughness with the number of injected pieces with different reinforcement percentages and different mould geometries, by using optical profilometry and scanning electron microscopy techniques.;It was important to determine the variation of surface roughness of the moulded pieces with the number of injection operations. The materials used were polybutyleneterephthalate pure and reinforced with either 20% or 50% glass fibre.;For the different mould designs, the evolution of the glass fibre orientation with injection flow has been determined by image analysis and related to roughness changes and surface damage, both of the composite parts and of the mould steel surface.;Finally, the abrasion resistance of the composite parts has been studied by scratch tests as a function of the number of injected parts and of the scratch direction with respect to injection flow and glass fibre orientation.;Los materiales para moldes de inyeccion de polimeros y materiales compuestos representan un sector economicamente muy relevante debido al gran aumento del numero de componentes fabricados a partir de materiales polimericos obtenidos mediante moldeo por inyeccion. La seleccion del material para la fabricacion del molde, tienen una gran influencia sobre su comportamiento en servicio a lo largo de la vida util del molde.;En la primera parte del presente estudio, a partir de ensayos punzon sobre disco, se ha determinado la relacion entre la resistencia al desgaste y la dureza de aceros para moldes obtenidos a partir de bloques de gran espesor, estudiando los principales mecanismos de desgaste que tienen lugar.;A continuacion, con el fin de determinar el dano superficial que sufren los aceros para moldes en condiciones reales de inyeccion, se han estudiado distintos tipos de aceros utilizados comercialmente en moldes de inyeccion de polimeros y materiales compuestos, seleccionando las condiciones de operacion para determinar la variacion de la rugosidad superficial del acero en funcion del material inyectado, del numero de operaciones sucesivas de inyeccion y de la orientacion del flujo de inyeccion, mediante tecnicas de perfilometria optica y microscopia electronica de barrido.;Ademas del dano superficial sufrido por el acero con el numero de piezas inyectadas, tambien se ha determinado la evolucion de la rugosidad superficial de los materiales inyectados, polibutilentereftalato (PBT) puro y materiales compuestos derivados de PBT por adicion de un 20 o un 50% en peso de fibra de vidrio. En el caso de las piezas inyectadas, se ha caracterizado su microestructura en funcion del flujo de inyeccion y de la densidad de fibra, se han determinado sus propiedades termicas y dinamico-mecanicas, asi como la variacion de la rugosidad superficial de las piezas inyectadas con el numero de operaciones de inyeccion y con la geometria de las distintas secciones de las piezas.;Finalmente, se ha evaluado la resistencia a la abrasion de PBT reforzado con un 50% de fibra, en funcion del numero de piezas inyectadas y de la direccion de rayado con respecto a la orientacion del flujo de inyeccion.
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