Вимоги до продуктивності та вибору матеріалів для формування формування впорскування
Вибір відповідних матеріалів для виробництва формування формування форми є одним з найважливіших рішень у всьому процесі проектування та виробництва форми. Продуктивність та довговічність форми для лиття під тиском безпосередньо залежать від ретельного розгляду властивостей матеріалу, умов праці та конкретних вимог до застосування. Високі - Матеріали для формування якості формування форми повинні демонструвати виняткову механічну міцність, підвищену твердість температури, достатню міцність, видатну стійкість до зносу та чудові анти - можливості адгезії.
"Вибір матеріалів для формування формування введення вимагає делікатного балансу між механічними показниками, термічною стабільністю та економічними міркуваннями. Оптимальний вибір безпосередньо впливає на ефективність виробництва, якість частин та загальні виробничі витрати".
- Міжнародний журнал розширених технологій виробництва, Springer.com
Критичні показники продуктивності для впорскувальних матеріалів
Основні вимоги до продуктивності для сталі форми
Оцінюючи сталь для застосувань для формування формування формування, виробники повинні враховувати як характеристики продуктивності обслуговування, так і характеристики продуктивності. Служба продуктивності матеріалів для формування формування форми охоплює основні властивості, що демонструються в фактичних умовах праці, включаючи механічні показники навантаження, продуктивність теплового навантаження та характеристики продуктивності поверхні.
Характеристики продуктивності механічного навантаження
Механічне навантаження на форма для лиття форми включає три основні властивості: твердість, міцність та міцність. Твердість являє собою здатність матеріалу протистояти еластичній деформації, пластичній деформації та руйнуванні в межах невеликого обсягу. Для застосування форм для формування форми, ця властивість визначає, наскільки добре поверхні порожнини цвілі можуть підтримувати свою розмірну точність та обробку поверхні понад тисячі або мільйони виробничих циклів.
Сила характеризує стійкість матеріалу до пластичної деформації та відмови від руйнування під зовнішніми силами, тоді як міцність вказує на здатність протистояти ударним навантаженням без постійного пошкодження.
Вимоги до продуктивності термічного навантаження
Продуктивність термічного навантаження сталі для формовної форми для лиття охоплює високу - міцність температури, стійкість до термічної втоми та термічну стійкість. Висока - Міцність температури відноситься до механічних властивостей сталі вище її температури перекристалізації, що стає особливо важливим при обробці інженерних пластмас, які потребують підвищеної температури цвілі.
Резистентність до термічної втоми характеризує здатність матеріалу витримувати часто змінювати теплові напруги без відмови, критичне врахування для компонентів формування форм для лиття, які відчувають швидке цикли нагрівання та охолодження. Теплова стійкість являє собою здатність матеріалу підтримувати його металографічну структуру та властивості під час процесів опалення.
Властивості поверхні продуктивності
Поверхнева продуктивність для матеріалів для формування формування форми включає стійкість до зносу, стійкість до окислення та резистентність до корозії. Напруга зносу вказує на здатність матеріалу протистояти різним формам зносу, включаючи механічний знос, термічний знос, корозійну зношування та знос втоми. Ця властивість безпосередньо впливає на здатність форми для лиття під тиском підтримувати точні розміри та якість поверхні протягом усього часу обслуговування.
Окислювальна стійкість характеризує здатність матеріалу протистояти окисленню при нормальній або підвищеній температурі, тоді як корозійна стійкість свідчить про здатність протистояти корозійним середовищам при різних температурних умовах.
Міркування щодо ефективності обробки
Продуктивність обробки матеріалів для формування формування форми, в першу чергу, стосується обробки матеріалу за допомогою різних виготовлених методів. Ці властивості включають продуктивність кастингу, продуктивність кування, продуктивність зварювання, продуктивність різання, ефективність хімічного травлення та ефективність термічної обробки. Кожна з цих характеристик суттєво впливає на доцільність і вартість - ефективність виробництва складної геометрії формування формової форми.
Кастинг та креслення
Продуктивність лиття охоплює поведінку матеріалу під час процесу лиття, включаючи плинність, усадку, поглинання газу та тенденції сегрегації. Продуктивність підробки стосується здатності матеріалу зазнавати пластичної деформації під час обробки тиску без розтріскування або відмови.
Зварювання та різання продуктивності
Для сталей для формування формування формування, продуктивність зварювання визначає легкість отримання високих - якісних зварних з'єднань в конкретних умовах зварювання, що стає важливим для операцій з ремонту та модифікації цвілі. Продуктивність різання безпосередньо впливає на ефективність та вартість обробки.
Хімічне травлення
Хімічні продуктивність травлення стає актуальною при створенні текстурованих поверхонь на порожнинах формування формової форми через процеси хімічного травлення, що забезпечує точні обробки поверхні та візерунки на формованих частинах.
Ефективність термічної обробки
Ефективність термічної обробки включає загартовування, затвердіючу здатність, чутливість до окислення та декарбуризацію, тенденцію до деформації термічної обробки та стабільність загартування, всі критичні для досягнення бажаних властивостей матеріалу.
Спеціалізовані матеріали цвілі
Pre - Затверджені сталеві програми
До - загартовані сталі, особливо 3CR2MO (P20), широко прийняті у виробництві формування форми для ін'єкцій у всьому світі. Цей матеріал пропонує вичерпні механічні властивості з високою загартовістю, що дозволяє великим перехрестям - сталей розділу для досягнення рівномірного розподілу твердості. Позначення сталі P20 походить від Сполучених Штатів, з еквівалентними оцінками, включаючи 618 Швеції, Німеччині 40CRMNMO7, Японські стали HPM2 та PDS5.
Виняткові шліфувальні характеристики сталі P20 роблять його особливо придатним для застосування форм для лиття для лиття, що вимагають дзеркала - поверхонь обробки. Ця властивість заробила це позначення "дзеркальної сталі" у багатьох виробничих контекстах. Під час виробництва форми для лиття з сталі P20 виробники зазвичай проводять обробку загартування, щоб досягти діапазону твердості 28 - 35 HRC, завершуючи остаточні операції з обробки в цьому стані, щоб забезпечити оптимальну продуктивність, уникаючи спотворень, спричинених тепловою обробкою.
Сучасні до - загартовані сталі для застосувань для формування формової форми включають японські оцінки NAK55 та NAK80, обидва попередні -, загартовані до 37 - 43 HRC. NAK55 пропонує чудову обробку, в той час як NAK80 забезпечує чудові дзеркальні можливості для полірування дзеркала для високих - точні вимоги до формування формування форми. Шведський клас 718 являє собою ще один значний попередній варіант, що пропонує високу загартованість у поєднанні з відмінним поліруванням, електричною обробкою розряду та текстурними властивостями.
Корозія - Стійкі сталеві програми
Мартенситна нержавіюча сталь 30CR13 забезпечує істотну стійкість до корозії для застосування форм для лиття форми, що включають агресивні пластикові матеріали. Ця сталь демонструє хорошу обробку і, після відповідної термічної обробки, демонструє відмінну резистентність до корозії. Більш високий вміст вуглецю порівняно зі сталей 12CR13 та 20CR13 призводить до вищої сили, твердості, загартованості та характеристик гарячої міцності.
Ці властивості роблять 30CR13 особливо придатними для компонентів формування формування форми, що піддаються високим механічним навантаженням у корозійних умовах, включаючи форми для прозорих пластикових продуктів. Порівняні міжнародні оцінки включають Японію S - зірки, S-136 Швеції та Кореї Хемс-1А. Американський клас 420SS, австрійський M310, німецький 1.2316 та шведський ставакс пропонують подібні характеристики продуктивності до 4CR13 сталі.
Застосування середньої вуглецевої легколельної сталі
Сталь 40CR є одним з найбільш широко використовуваних матеріалів у механічному виробництві, що пропонує чудові комплексні механічні властивості після гасіння та обробки загартування. Ця сталь демонструє хорошу низьку - Температура Вплив температури з мінімальною чутливістю. Характеристики загартованості дозволяють гасіння води до φ28 - 60 мм і гасіння масла до φ15 - глибини 40 мм. Крім стандартного гасіння та загартування, ця сталь вміщує лікування нітрування та високочастотного загартовування, що робить його придатним для виробництва формової форми середнього розміру.
CRWMN Steel забезпечує чудову загартованість з мінімальним спотворенням гасіння через утримуване аустеніту після гасіння. Тонльфрам - карбіди сприяють винятковій твердності та стійкості до зносу, тоді як вольфрамоне вдосконалення структури зерна підвищує міцність. Цей матеріал підходить до складних компонентів формування формової формової форми, що потребує розміру стабільності.
Висока вуглецева сталь з високим вмістом хрому
CR12 - типні сталей, включаючи CR12 та CR12mov, представляють високий - вуглець, високий - сталей інструментів сплаву, класифіковані як сталі Ledeburite. Елементи, що утворюють, рясні карбіду - забезпечують надзвичайно високу твердість гасіння з винятковою стійкістю до зносу. Ці матеріали демонструють мінімальні спотворення теплової обробки з високою загартованістю, заробляючи позначення низьких сталей деформації-. Програми включають розділ великий хрест -, комплекс - у формі форми для формування формування форми, що піддаються значним ударним навантаженням під час роботи холодного стану.
| Сталевий | Ключові характеристики | Міжнародні еквіваленти |
|---|---|---|
| CR12 | Більш високий вміст вуглецю, більша кількість карбіду, чудова стійкість до зносу, але знижена міцність і міцність | American D3, австрійський K100 |
| CR12mov | Краща сила і міцність, ніж CR12, відмінна стійкість до зносу та загартованість | American D2, японський SKD11, шведський XW-42, австрійський K460 |
Hot Work Tool Steel додатки
Сталь 4CR5MOSIV1 (H13) являє собою найбільш широко застосовану сталь з гарячою роботою для застосування форм для формування формування. Порівняно з 4CR5MOSIV (H11), цей матеріал пропонує підвищену гарячу міцність і твердість з відмінною міцністю, стійкістю до термічної втоми та стійкістю до зносу при проміжних температурах. Сталь демонструє мінімальне спотворення теплової обробки під час гасіння повітря при нижчих температурах аустенітизації, зі зниженою тенденцією утворення шкали окислення та стійкістю до розплавленої ерозії алюмінію.
Згідно з останніми дослідженнями, опублікованими в Міжнародному журналі передових виробничих технологій, "впровадження оптимізованої сталі H13 в додатках для лиття під тиском продемонструвало 40% збільшення терміну служби сервісу цвілі порівняно зі звичайними телями інструментів, особливо при обробці скла - волокно, посилених термопластиками при підвищеній температурі" (Zhang et al. Цей висновок підкреслює критичне значення вибору матеріалів у підвищенні продуктивності формування форми та довговічності в умовах виробництва.
H13 Steel знаходить широке застосування у виробництві гарячих екструзійних штампів, кальмуючих штампів, штамп - штамп для лиття та складних компонентів формування формування форми, що вимагають тривалого терміну служби. Міжнародні еквіваленти включають японські SKD61, шведські 8407, австрійський W302, Корейський STD61 та німецькі класи 1.2344.
Характеристики сталевих інструментів вольфраму
3CR2W8V TungSten - Низький - вуглець високий - сплава сталі пропонує унікальні властивості для спеціалізованих застосувань для лиття форми для лиття. Цей матеріал демонструє низький коефіцієнт теплового розширення, хорошу резистентність до корозії, червону твердість та теплопровідність, з відносно мінімальним спотворенням теплової обробки. Однак висока - Температурна міцність залишається дещо обмеженою порівняно з іншими стабами гарячих робочих місць.
Ця сталь підходить компонентам для формування формування формування, що вимагає високої стійкості поверхні та стійкості до зносу, особливо для не - фірмовий металевий штамп - штамп, точні штампи кування та гарячі екструзійні штампи, що працюють нижче 600 градусів. Міжнародні еквіваленти включають американські H21, японські SKD5, шведські 2730 та австрійські оцінки W100.
Високі - Швидкість сталеві програми
W6MO5CR4V2 являє собою стандартний вольфрам - Molybdenum Universal High - Швидкість сталі для вимогливих застосувань для формування формування формування. High - Швидкі сталі демонструють виняткову загартованість, досягаючи повної твердості за допомогою повітряного охолодження, зберігаючи високу твердість, міцність, міцність та опір зносу при температурі до 600 градусів. Наявність численних грубих карбідів з рівномірним розподілом Non - потребує повторного перехрестя -, що засмучують та малюють операції для досягнення прийнятної рівномірності за допомогою процесів кування.
Після гасіння висока - Сталь швидкості містить значний збережений аустеніт, що потребує декількох циклів загартовування для більшості мартенситів, при цьому осаджуючи дисперсні карбіди від гасіння мартенситу, тим самим збільшуючи твердість і зменшуючи спотворення. Висока - Швидкість сталі підходить до холодної екструзії, штампи гарячої екструзії, критичні вставки для кування штампу та високі - об'ємні компоненти формування формової форми, що пропонують вдосконалення службового життя в кілька разів більше, ніж сталі інструменту для вуглецю та сталей з сплаву.
Комплексна вартість уваги для високої сталі -, включаючи матеріал, кування та термічну обробку, як правило, коливається від чотирьох до шести разів, що стосується вуглецевої сталі, що потребує ретельної економічної оцінки під час відбору. Міжнародні еквіваленти W6MO5CR4V2 включають American M2, японський SKH51, шведські оцінки HSP-41 та німецькі 1,3343.
Цементовані програми карбіду
Tungsten - кобальт (YG) цементовані карбіди, включаючи оцінки YG10, YG15 та YG20, забезпечують виняткову продуктивність для конкретних застосувань для формування формування формування. Збільшення вмісту кобальту підвищує навантаження на вплив матеріалу, зменшуючи твердість та стійкість до зносу, вимагаючи ретельного вибору на основі конкретних умов експлуатації.
ЦЕментовані карбіди пропонують значні переваги як матеріали для формування формування для лиття, при цьому твердість значно перевищує різні сталі цвілі та виняткову стійкість до зносу. Ці матеріали демонструють високу високу - температуру, термічну стійкість, стійкість до окислення та стійкість до корозії порівняно зі сталі. Міцність на розрив досягає п’ять -десять разів більше сталі, жорсткість забезпечує модуль пружності в два -три рази більше, ніж інструментальна сталь.
Додаткові переваги включають низький коефіцієнт теплового розширення, електричну та теплопровідність, порівнянну із залізними та залізними сплавами, а також усунення потреб у термічній обробці, уникнення гасіння та спотворення старіння. Відсутність процесів прокатки або кування, як правило, призводить до властивостей ізотропного матеріалу. Однак цементовані карбіди представляють проблеми, включаючи погану міцність, важку обробку та високі початкові витрати, хоча тривалий термін служби робить їх особливо придатними для високого виробництва обсягу та автоматизованих виробничих систем.
Вибір матеріалів для застосувань для лиття ін'єкцій
Складна геометрія та сувора розмірна точність вимоги до впорскування порожнини формування формової порожнини вимагають матеріалів з чудовою обробкою, поліруванням, властивостями для травлення, мінімальними спотвореннями теплової обробки та розміром стабільності. При обробці пластмас, що містять наповнювачі скловолокна, прискорений знос компонентів формування потребує підвищеної стійкості до зносу. Крім того, пластмаса, що містять фтор -сполуки з хлором, можуть вивільняти корозійні гази під час нагрівання, що вимагає відповідної резистентності до корозії в матеріалах для формової формової порожнини.
Стандартні матеріальні рекомендації
Основні шпильки, фіксовані вставки для цвілі: 40CR (40-45 HRC), CRWMN або 9MN2V (48-52 HRC)
Рухові вставки, проточні шишки: CR12 або CR12mov (52-58 HRC)
Шпильки для ежжандра, втулки Sprue: 3cr2mo (pre - загартовано 35-45 HRC)
Високий - Програми температури: 4CR5MOSIV1 (45-55 HRC)
Корозійні середовища: 30CR13 (45-55 HRC)
Пластини з цвілі: 45 сталь (28-32 HRC)
Критерії відбору
Вимоги до виконання послуг для передбачуваного застосування
Продуктивність обробки та доцільність виробництва
Економічні фактори, включаючи матеріальні та переробні витрати
Наявність матеріалів та міркування ланцюга поставок
Очікувані вимоги до обсягу виробництва та послуги
Сумісність з пластиковими матеріалами, що обробляються
GB/T 12554-2006 Стандартна довідка
Стандарт GB/T 12554 - 2006 "Технічні умови для пластикових форм для ін'єкцій" дають всебічні вказівки щодо вибору матеріалів у застосуванні під тиском. Цей стандарт рекомендує конкретні матеріали та вимоги до твердості для різних компонентів цвілі на основі їх функцій та очікуваних умов експлуатації, забезпечуючи оптимальну продуктивність, довговічність та економічну ефективність у виробничих умовах.
Матеріальні вимоги до відповідних типів цвілі
Вимоги до штампування матеріалів
Штампування штампів відчуває численні цикли тертя між формуванням поверхонь та пробілами під час роботи, що вимагає підтримки низької шорсткості поверхні та високої вимірної точності для запобігання передчасної збої. Це вимагає високої твердості та стійкості до зносу матеріалів штампу. Компоненти, що піддаються сильним ударним навантаженням, наприклад, ударам, додатково потребують високої міцності. Оскільки штампування, як правило, не вдається через втому при змінних навантаженнях, поліпшення терміну служби потребує властивостей стійкості до втоми.
Матеріали штампування штампу також повинні демонструвати анти - характеристики припадків. Коли заготовки контактують з штампами при високих умовах тертя тиску -, розбивка плівки мастила може призвести до холодного зварювання металевих заготовки, щоб померти робочими поверхнями, утворюючи металеві накопичення, які згодом оцінюють поверхні заготовки. Властивості припадків анти - представляють стійкість матеріалу до цього явища холодного зварювання.
| Компонент | Рекомендовані матеріали | Вимоги до твердості |
|---|---|---|
| Верхня і нижня штамп | HT200 або 45 сталь | 170-220 HB або 24-28 HRC |
| Путівники | 20cr (карбюризований) або GCR15 | 60-64 HRC |
| Направляючі втулки | 20cr (карбюризований) або GCR15 | 58-62 HRC |
На основі GB/T 14662-2006 Стандартні "Технічні умови для штампування"
Міркування матеріалу для лиття від лиття
Під час операцій з литтям -, форма відчуває циклічне нагрівання та охолодження, не витримуючи ерозію та корозію від високої - швидкості, висока - введення тиску розплавленого металу. Це вимагає чудових високих - механічні властивості температури, теплопровідність, стійкість до термічної втоми, стійкість до зносу та стійкість до корозій з матеріалів з штампової сталі.
Для цинкового сплаву, сплаву магнію та лиття алюмінієвого сплаву, ядра, фіксованих вставок, рухомі вставки, проточні шишки, шпильки для ежектора, втулки Sprue та потоки, як правило, використовують 4CR5MOSIV1 (44-48 HRC) або 3CR2W8V (44-45 HRC). При обробці мідних сплавів 3CR2W8V при 38-42 HRC надає відповідні характеристики продуктивності.
На основі GB/T 8844-2003 Стандарт "Технічні умови для штампування штампу"
Розширені стратегії відбору матеріалів
Тенденції розвитку матеріалу
Еволюція технології формування формування форми продовжує сприяти розвитку матеріалів до підвищення характеристик продуктивності. Сучасне виробництво вимагає все більш складних властивостей матеріалів для розміщення складних геометрів, більш жорстких допусків та розширених виробничих пробіжок. Процес відбору повинен збалансувати кілька конкуруючих факторів, включаючи початкову вартість, складність обробки, вимоги до обробки тепла та очікуваний термін служби.
Технології обробки поверхні
Технології обробки поверхневої обробки розширили діапазон застосування звичайних сталей для формування формування. Нітридування, карбюризація та різні процеси покриття можуть значно підвищити твердість поверхні, стійкість до зносу та стійкість до корозії, зберігаючи властивості жорстких ядер. Ці методи лікування виявляються особливо цінними для компонентів формування формової форми, які відчувають проблеми з локалізованим носінням або корозією.
Абразивне знос міркувань
Зростаюче використання інженерних пластмас, що містять абразивні наповнювачі, потребує ретельного розгляду механізмів зносу при виборі матеріалу для формування формування. Скляні волокна, вуглецеві волокна та мінеральні наповнювачі прискорюють знос порожнини за допомогою абразивної дії під час потоку матеріалу. Це вимагає вибору матеріалів з відповідним вмістом карбіду та розподілом, щоб протистояти абразивному зносу, зберігаючи достатню міцність, щоб запобігти ініціації та розповсюдженню тріщин.
Управління температурою
Управління температурою являє собою ще один критичний фактор у виборі матеріалу для формування формування форми. Обробка High - Пластмаса продуктивності часто вимагає підвищеної температури цвілі, що перевищує 150 градусів, вимогливі матеріали зі стабільними властивостями при цих температурах. І навпаки, швидке циклічне застосування виграє від матеріалів з високою теплопровідністю для полегшення ефективної передачі тепла та мінімізації часу циклу.
Міркування контролю та тестування якості
Забезпечення постійних продуктивності форм для формування форми вимагає комплексного контролю якості на етапах вибору та обробки матеріалів. Сертифікація вхідних матеріалів повинна перевірити хімічний склад, мікроструктуру та механічні властивості відповідно до визначених вимог. Не - Деструктивні методи тестування, включаючи ультразвукову перевірку та тестування магнітних частинок, можуть ідентифікувати внутрішні дефекти, які можуть поставити під загрозу цілісність формування формування форми.
Випробування на твердість забезпечує швидку перевірку ефективності термічної обробки, хоча кореляція з іншими механічними властивостями вимагає ретельного розгляду. Мікроструктурна експертиза виявляє розподіл карбіду, розмір зерна та склад фази, важливий для прогнозування продуктивності. Розширені методи характеристики, включаючи електронну мікроскопію та x - променеву дифракцію, дають детальну інформацію про структуру матеріалу - відносини властивостей.
Реалізація статистичного контролю процесу під час виробництва формування форми для лиття допомагає визначити та виправити варіації, перш ніж вони впливають на остаточну якість. Критичні розміри, параметри обробки поверхні та вимірювання твердості слід контролювати та задокументувати протягом усього виробництва. Ці дані підтримують ініціативи постійного вдосконалення та забезпечують цінний відгук для майбутніх рішень щодо відбору матеріалів.
Економічні міркування в матеріальному відбору
Незважаючи на те, що технічні показники сприяють початковому вибору матеріалів для застосування форм для формування формування, економічні фактори в кінцевому рахунку визначають доцільність. Загальне рівняння витрат охоплює ціноутворення на сировину, витрати на обробку, витрати на термічну обробку, час обробки та очікуваний термін служби. Преміум -матеріали, що командують більш високими початковими інвестиціями, часто виявляються економічно вигідними завдяки тривалому терміну експлуатації та зменшенням вимог до обслуговування.
Наявність матеріалів та часові міркування можуть суттєво вплинути на планування проектів та витрати. Спеціальні оцінки, що вимагають спеціального плавлення або розширених циклів закупівель, можуть потребувати альтернативного вибору, незважаючи на чудові технічні властивості. Встановлення взаємозв'язків з надійними постачальниками забезпечує постійну якість матеріалу та доступність для критичних проектів для формування формування формування.
Витрати на переробку та утилізацію матеріалів для формування формування форми вимагають уваги у рішеннях відбору. Екологічні норми все більше впливають на вибір матеріалів, особливо щодо вмісту важких металів та вимог щодо утилізації. Стійкі виробничі практики сприяють матеріалам із встановленою інфраструктурою переробки та мінімальним впливом на навколишнє середовище протягом усього життєвого циклу.
