20 Verschiedene Arten von Metallen und ihre Eigenschaften in der Fertigung und Massenproduktion

Metalle bilden den Kern der Fertigungsprozesse, insbesondere in der Formen- und Massenproduktion. Alle Metalle haben unterschiedliche Eigenschaften, die sie für bestimmte Dinge besser geeignet machen als andere. In diesem Blog werden 20 Arten von Metallen, ihre Eigenschaften und ihre Anwendungen beim Spritzgießen, bei der CNC-Bearbeitung und im Formenbau behandelt. Unabhängig davon, ob es sich bei Ihren Projekten um Großserien oder Sonderanfertigungen handelt, hilft Ihnen die Kenntnis der Eigenschaften dieser Metalle bei der Auswahl der richtigen Materialien.

Die Merkmale der verschiedenen Arten von Metallwerkstoffen

1. Rostfreier Stahl

Anyway, stainless steel is an alloy of iron, chromium, and other elements, giving it a remarkable resistance against corrosion and staining. Es ist sehr haltbar und widerstandsfähig und weist auch bei hoher Luftfeuchtigkeit eine hohe Beständigkeit gegen Oxidation und Rost auf. Außerdem ist es relativ leicht zu reinigen, was es ideal für Anwendungen im Bereich der Lebensmittelsicherheit macht. Und da Edelstahl extremer Hitze und hohem Druck standhält, ist er in vielen Branchen vielseitig einsetzbar.

Dieser Artikel befasst sich mit Großserienwerkzeugen (in denen Hunderttausende von Teilen in einer bestimmten Zeit hergestellt werden), insbesondere für Hersteller, die Lebensmittel verarbeiten. Die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl ist entscheidend für die Herstellung von Spritzgussformen in Branchen wie der Lebensmittelindustrie und verwandten Bereichen, in denen Sauberkeit und Robustheit gefragt sind. Rostfreier Stahl wird für Maschinenteile, Werkzeuge und sogar chirurgische Instrumente verwendet.

2. Aluminium

Aluminium ist dank seines geringen Gewichts, seiner hohen Festigkeit im Verhältnis zum Gewicht und seiner hervorragenden Korrosionsbeständigkeit eines der am häufigsten verwendeten Metalle. Da es sich leicht bearbeiten und formen lässt, wird es häufig für Formen verwendet, bei denen es auf Details und Präzision ankommt. Da es eine sehr hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit besitzt, ist Aluminium ideal für Anwendungen zur Wärmeabfuhr.

Aluminium ist ein häufig verwendetes Material für den Formenbau, das für die Herstellung von Prototypen und Kleinserien verwendet wird. Es ist relativ preiswert und leicht zu bearbeiten. Aluminiumformen werden häufig in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt- und Konsumgüterindustrie verwendet, wo leichte und hochpräzise Komponenten benötigt werden. Sie werden auch bei der Herstellung von Produkten wie Elektronik, HVAC-Systemen und Komponenten, die eine effektive Wärmeableitung benötigen, verwendet.

3. Kohlenstoffstahl

Der Zusatzwerkstoff ist Kohlenstoffstahl, das wichtigste Legierungselement in Stahl. Es gibt auch Stähle mit niedrigem, mittlerem oder hohem Kohlenstoffgehalt, unterteilt nach dem Kohlenstoffgehalt. Jeder dieser Stähle bietet unterschiedliche Eigenschaften in Bezug auf Härte, Duktilität und Festigkeit. Kohlenstoffstahl hat eine hohe Haltbarkeit, niedrige Kosten und eine gute Zugfestigkeit, was ihn zur besten Wahl für schwere Anwendungen macht.

Kohlenstoffstahl wird in der Regel für die Herstellung hochfester Werkzeuge und anderer Teile verwendet. Er wird auch häufig für großvolumige Formen verwendet, die eine hohe Zähigkeit, aber nicht die hohe Verschleißfestigkeit von Werkzeugstählen erfordern. Auch in der Automobilbranche, im verarbeitenden Gewerbe und im Baugewerbe werden regelmäßig Formen aus Kohlenstoffstahl verwendet.

4. Werkzeugstahl

Er kann aus Kohlenstoff oder einer Legierung bestehen und wird im gehärteten Zustand häufig für Werkzeuge verwendet, daher der Name Werkzeugstahl. Seine mechanischen Eigenschaften werden häufig durch Wärmebehandlung verbessert. Er wird vor allem für Formwerkzeuge, Matrizen und Gussformen verwendet, bei denen Verschleißfestigkeit, Zähigkeit und Druckbeständigkeit für scharfe Kanten wichtig sind. Aufgrund seiner Widerstandsfähigkeit gegen thermische Ermüdung ist er außerdem ein hervorragendes Material für Formen, die verschiedenen Heiz- und Kühlzyklen unterworfen sind.

Werkzeugstähle sind für die Formgebung in Gussformen, einschließlich Spritzguss, Druckguss und Stanzen, unerlässlich. Zu den Werkzeugstahlsorten gehören D2, H13 und A2, die häufig in der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt und der Präzisionsfertigung verwendet werden, wo Haltbarkeit und Präzision von größter Bedeutung sind.

5. Messing

Messing – eine Legierung aus Kupfer und Zink – bietet eine einzigartige Mischung aus Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Ästhetik. Es lässt sich gut bearbeiten, hat eine hohe elektrische Leitfähigkeit und ist rost- und korrosionsbeständig. Messing ist auch für seine goldene Oberfläche bekannt, die es zu einem begehrten Material für dekorative und funktionelle Anwendungen macht.

Messing wird häufig im Formenbau für Teile verwendet, die komplizierte Designs und gute Verschleißfestigkeit erfordern. Zu den häufigsten Verwendungszwecken von Kupfer gehören elektrische Anschlüsse, Fittings und Komponenten in Branchen wie der Automobil- und Elektronikindustrie sowie dekorative Gehäuse für Leitungen in der Schmuck-, Sanitär- und Eisenwarenindustrie.

6. Kupfer

Kupfer ist ein dehnbares, verformbares Metall mit hoher thermischer und elektrischer Leitfähigkeit. Es verfügt außerdem über eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und ist resistent gegen die Auswirkungen von Feuchtigkeit, Luft und einigen Säuren. Es ist leicht zu formen und zu schweißen, was Kupfer zu einem guten Material für viele Fertigungsanwendungen macht. In Verbindung mit seiner rötlich-braunen Färbung und seinen natürlichen antimikrobiellen Eigenschaften ist Bambus für bestimmte gesundheitsorientierte Anwendungen sehr attraktiv.

Kupfer wird häufig in elektrischen Teilen, Wärmetauschern und Präzisionsformen verwendet, die eine schnelle Wärmeleitung erfordern. Kupfer wird auch wegen seiner schnellen Wärmeableitungseigenschaften verwendet, was in Branchen wie der Elektronik- und Automobilindustrie nützlich ist, wo eine schnelle Abkühlung von entscheidender Bedeutung ist.

7. Bronze

Bronze ist eine Kupfer-Zinn-Legierung, die vor allem in der Schifffahrt korrosionsbeständiger ist als andere. Es ist robuster und härter als reines Kupfer, lässt sich aber dennoch gut bearbeiten. Darüber hinaus hat Bronze eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit und eine geringe Reibung, weshalb sie auch für bewegliche Teile verwendet wird, die lange Zeit funktionieren sollen.

Bronze wird für Anwendungen mit hohem Verschleiß verwendet, z. B. für Lager, Zahnräder und Buchsen. Es wird auch im Formenbau zur Herstellung von Hochleistungsteilen verwendet, die ständigem Abrieb ausgesetzt sind oder extremen Umweltbedingungen standhalten müssen. Bronze wird häufig in der Luft- und Raumfahrt, in der Automobilindustrie und in der Industrie verwendet.

8. Titan

Titan ist ein robustes Metall mit hoher spezifischer Festigkeit und ausgezeichneter Beständigkeit gegen Korrosion und Hochtemperaturverschlechterung. Es hat eines der besten Verhältnisse zwischen Festigkeit und Gewicht unter den Metallen und eignet sich perfekt für gewichtssensible Anwendungen. Seine geringe Dichte macht es für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt nützlich. Seine hohe Korrosionsbeständigkeit gegenüber Salzwasser und Chemikalien macht es dagegen für eine Vielzahl von Branchen interessant, in denen es häufig rauen Bedingungen ausgesetzt ist.

Wird in der Luft- und Raumfahrt, in der Medizintechnik und in der Hochleistungsfertigung verwendet. Titan wird für die Herstellung von Formen verwendet, die hohen Temperaturen und Drücken ausgesetzt sind, wie z. B. bei der Produktion von Luft- und Raumfahrtkomponenten, medizinischen Geräten und anderen Hochleistungsteilen für die Automobilindustrie. Dies ist besonders nützlich für Formen, die eine hohe Festigkeit ohne das Gewicht von überschüssigem Material erfordern.

9. Nickel

Nickel ist ein geruchloses, silbrig-weißes metallisches Element mit hoher Duktilität, Korrosionsbeständigkeit und Hochtemperaturstabilität. Aufgrund seines hohen Schmelzpunktes ist es für Umgebungen mit höherer Hitze geeignet. Nickellegierungen sind bekannt für ihre Oxidations- und Verschleißfestigkeit und für ihre Fähigkeit, in extremen und industriellen Umgebungen zu funktionieren.

Nickel wird häufig im hochbelasteten Formen- und Werkzeugbau bei hohen Temperaturen eingesetzt. Diese Form der additiven Bearbeitung wird häufig in der Luft- und Raumfahrt, in der chemischen Industrie und im Energiesektor eingesetzt, wenn Formen und Werkzeuge benötigt werden, die starkem Verschleiß und hohen Temperaturen standhalten. Nickel ist auch für die Herstellung korrosionsbeständiger Teile für die Schifffahrt und die chemische Verarbeitung unerlässlich.

10. Zink

Es ist ein weiches, verformbares Metall, das eine gute Korrosionsbeständigkeit aufweist – eine positive Eigenschaft bei Anwendungen, die Feuchtigkeit und Witterungseinflüssen ausgesetzt sind. Es kann leicht gegossen und geformt werden, was seine Nützlichkeit im Druckguss unter Beweis stellt. Der relativ niedrige Schmelzpunkt von Zink ermöglicht schnelle Produktionszyklen.

Beispiele für Zinkdruckgussteile sind Aluminiumdruckguss, der für die Herstellung von Motorenteilen, elektrischen Steckern und Konsumgütern verwendet wird. Aus diesem Grund werden Zamak oder Zinklegierungen häufig für Massenproduktionsformen verwendet. Es findet in der Automobil-, Elektronik- und Bauindustrie breite Anwendung.

11. Molybdän

Molybdän ist ein dichtes Metall mit hervorragenden antikorrosiven Eigenschaften, das seine Härte auch bei sehr hohen Arbeitstemperaturen beibehält. Die Verwendung von legierten Stählen und Superlegierungen erhöht die Hitze- und Verschleißbeständigkeit des Endprodukts ganz erheblich. Außerdem ist es beständig gegen Ermüdung und hält auch in stark beanspruchten Umgebungen stand.

Molybdän wird vor allem in der Luft- und Raumfahrt, in der Automobilindustrie und im Energiesektor für Bauteile verwendet, die extreme Hitze und Festigkeit erfordern. Es wird häufig bei der Herstellung von Formen für Bauteile verwendet, die hohen Temperaturen oder korrosiven Umgebungen standhalten müssen, wie Turbinenschaufeln, Heizelemente und Hochleistungsmaschinen.

12. Wolfram

Als eines der schwersten Metalle und mit dem höchsten Schmelzpunkt ist Wolfram extrem hitze- und verschleißbeständig. Es ist sehr hart und dicht, so dass es in vielen Bereichen eingesetzt werden kann, in denen eine hohe Verschleißfestigkeit und hohe Temperaturen erforderlich sind. Wolfram ist ebenfalls korrosionsbeständig, kann aber unter bestimmten Bedingungen spröde sein.

Wolfram wird häufig für die Herstellung von Hochleistungsformen, Schneidwerkzeugen und verschleißfesten Teilen verwendet, insbesondere in der Luft- und Raumfahrt, im Militär und im Schwermaschinenbau. Es eignet sich für Anwendungen im Formenbau mit hohem Verschleiß und hoher Hitze, bei denen herkömmliche Metalle einfach zu schnell verschleißen würden.

13. Inconel

Inconel ist eine Reihe von Superlegierungen, die aus Nickel und Chrom hergestellt werden. Es wird bei Hitzeeinwirkung stärker und ist äußerst oxidationsbeständig, was es in extremer Hitze, unter hohem Druck und in korrosiven Umgebungen sehr produktiv macht. Inconel behält seine hohe Festigkeit auch bei erhöhten Temperaturen.

Einige Branchen, in denen Inconel verwendet wird, sind die Luft- und Raumfahrt, die chemische Verarbeitung und die Energieerzeugung. Es wird häufig im Formenbau für die Herstellung von Teilen verwendet, die in Hochtemperaturumgebungen funktionieren müssen, wie z. B. Turbinenschaufeln, Abgassysteme und andere anspruchsvolle Teile.

14. Hochgeschwindigkeitsstahl (HSS)

Schnellarbeitsstahl ist eine Klasse von Werkzeugstählen, die ihre Härte und Schneidkante auch bei hohen Temperaturen beibehalten. Es ist vor allem für seine schnelle und effiziente Zerspanung bekannt und wird häufig für leistungsstarke Schneid- und Formwerkzeuge und Formen verwendet.

HSS wird häufig für die Präzisionsherstellung von Formen sowie für Schneidwerkzeuge, Bohrer und Werkzeugmaschinen verwendet. Es eignet sich am besten für die Automobilindustrie, die Luft- und Raumfahrt, die Metallverarbeitung und die Fertigung, wenn Sie die CNC-Bearbeitung beschleunigen müssen.

15. Gusseisen

Gusseisen ist ein robuster metallischer Werkstoff, der aus Eisen, Kohlenstoff und Silizium besteht. Aufgrund seiner guten Gießeigenschaften wird es für komplexe Formen verwendet. Gusseisen ist ebenfalls sehr verschleißfest und verformungsbeständig, kann aber bei Stößen zerbrechen.

Gusseisenformen werden für die Herstellung von Teilen verwendet, die eine hohe Festigkeit und Verschleißfestigkeit erfordern, z. B. schwere Maschinenteile, Motorblöcke und Rohre. Die Automobilindustrie, das Baugewerbe und der Maschinenbau sind gängige Branchen, die Gusseisen verwenden.

16. Geschmiedeter Stahl

Beide werden durch Erhitzen des Stahls bis zum Schmelzpunkt und anschließendes Aushärten in einer Form hergestellt, aber bei geschmiedetem Stahl wird der Stahl unter Anwendung von Hitze und Druck gebogen und dadurch gehärtet, so dass er stärker ist als Gussstahl. Dadurch wird er ermüdungs- und belastungsbeständig und weist eine hohe Zugfestigkeit auf. Geschmiedeter Stahl kann extremen Kräften standhalten und ist ideal für Bauteile, die hohen Belastungen ausgesetzt sind.

Es wird in stark beanspruchten Bereichen wie der Werkzeug- und Formenherstellung sowie für Teile von Maschinen und Schwerlastgeräten verwendet. Aufgrund seiner Widerstandsfähigkeit eignet es sich gut für Formen in der Automobil- und Luft- und Raumfahrtindustrie.

17. Duraluminium

Duralumin ist eine leichte Legierung, bei der dem Aluminium Kupfer hinzugefügt wird, wodurch es stärker als reines Aluminium wird. Es ist viel korrosionsbeständiger und extrem langlebig, aber leichter als die meisten anderen Metalle. Das macht es zu einem äußerst beliebten Material für gewichtssensible Anwendungen, ohne dabei an Stärke einzubüßen.

Duralumin wird häufig in der Luft- und Raumfahrt und von Militäringenieuren für operative Geräte und strukturelle Ehrlichkeit eingesetzt. Im Formenbau wird es für leichte Formen verwendet, die eine hohe Festigkeit erfordern, wie Formen für Unterhaltungselektronik und Automobilkomponenten.

18. Rostfreier Stahl 17-4 PH

17-4 PH, nichtrostender Stahl 17-4 PH ist ein ausscheidungshärtender, edler Stahl, der hervorragende mechanische Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeit in Verbindung mit einfacher Bearbeitung bietet. Aufgrund seiner Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit wurde es häufig in anspruchsvollen Anwendungen eingesetzt.

Edelstahl 17-4 PH wird in der Luft- und Raumfahrt, in der chemischen Verarbeitung und in hochbeanspruchten Formen eingesetzt und eignet sich für den Einsatz unter extremen Bedingungen. Es wird häufig für Präzisionsformen und den Formenbau verwendet.

19. Legierter Stahl

Legierter Stahl enthält zusätzliche Legierungselemente wie Chrom, Nickel oder Vanadium, um seine mechanischen Eigenschaften weiter zu verbessern. Diese Elemente verbessern die Härtbarkeit, die Zähigkeit sowie die Korrosions- und Verschleißfestigkeit des Stahls. Sie eignen sich hervorragend für hohe Belastungen, extreme Bedingungen und eine Vielzahl von technischen Anwendungen.

Wenn es nicht ratsam ist, hochfeste Stähle für schwere Formzustände zu verwenden, ist es besser, legierte Stähle zu verwenden. Dies gilt insbesondere dort, wo Werkzeuge und Formen starken Belastungen ausgesetzt sind, wie z. B. in der Bau-, Automobil- und Luft- und Raumfahrtindustrie.

20. Bleifreier Stahl

Bleifreier Stahl ist ein umweltfreundlicher Ersatz für herkömmlichen bleihaltigen Stahl. Er hat viele der gleichen mechanischen Eigenschaften (Festigkeit, Härte, Zähigkeit usw.), ist aber viel sicherer und nachhaltiger als herkömmlicher Stahl.

Bleifreier Stahl wird in zahlreichen Industriezweigen verwendet, z. B. in der Automobilindustrie, im Formenbau, im Maschinenbau usw. Er ist besonders nützlich für Projekte, bei denen die Einhaltung von Umweltvorschriften erforderlich ist.

Chemische Eigenschaften von Metallen, die in Spritzgusswerkzeugen verwendet werden

Metall Typ	Vorteile	Ungefähre Preisspanne (pro kg)	Anwendungen in der Industrie	Chemische Eigenschaften
Rostfreier Stahl (z. B. 420, 440C, H13)	– Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit – Hohe Lebensdauer – Behält seine Härte bei hohen Temperaturen – Ideal für hochvolumige, hochpräzise Gussformen	$8 – $15	Automobil, Medizin, Konsumgüter Für die Herstellung von langlebigen, hochpräzisen Formen mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit.	Zusammensetzung: Eisen (Fe), Chrom (Cr) (12-18%), Nickel (Ni) (6-10%), Molybdän (Mo) (2-3%). Eigenschaften: Hohe Korrosionsbeständigkeit, magnetische Eigenschaften, gute Schweißbarkeit, kann durch Wärmebehandlung gehärtet werden.
Aluminium (z. B. 7075, 6061)	– Leichtes Gewicht – Ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit – Kostengünstig für Prototypen und Formen mit geringen Stückzahlen – Leicht zu bearbeiten	$4 – $7	Prototypenguss, Unterhaltungselektronik, Automobilbau Bevorzugt für die schnelle und kostengünstige Herstellung von Werkzeugen, insbesondere für die Prototypenherstellung und die Produktion von Kleinserien.	Zusammensetzung: Aluminium (Al) (90-98%), Silizium (Si) (0,4-0,8%), Magnesium (Mg) (1,2-1,8%), Kupfer (Cu) (0,2-0,4%). Eigenschaften: Geringes Gewicht, hohe Wärmeleitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und hohes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis.
Kohlenstoffstahl (z. B. 1045, P20)	– Hohe Zugfestigkeit – Kostengünstig – Gute Verschleißfestigkeit – Geeignet für Formen mit geringem bis mittlerem Volumen	$2 – $5	Allgemeine Fertigung, Verpackung, Automobilindustrie Üblich in der Massenproduktion und bei Anwendungen mit kleinen bis mittleren Stückzahlen.	Zusammensetzung: Eisen (Fe), Kohlenstoff (C) (0,45%), Mangan (Mn) (0,6-0,9%), Silizium (Si) (0,1-0,4%). Eigenschaften: Hohe Festigkeit, relativ geringe Korrosionsbeständigkeit, kann für zusätzliche Härte wärmebehandelt werden.
Werkzeugstahl (z. B. H13, D2, S7)	– Ausgezeichnete Verschleißfestigkeit – Beibehaltung der Härte bei hohen Temperaturen – Ideal für hochpräzise Formen und Werkzeuge	$12 – $25	Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt, medizinische Geräte Für dauerhafte, hochpräzise Formen, die Festigkeit und Beständigkeit gegen Hitze und Verschleiß erfordern.	Zusammensetzung: Eisen (Fe), Kohlenstoff (C) (0,5-1,5%), Chrom (Cr) (5-12%), Vanadium (V) (0,5-2%), Molybdän (Mo) (0,3-2%). Eigenschaften: Hohe Härte, Verschleißfestigkeit und Zähigkeit, insbesondere nach Wärmebehandlung.
Messing (z. B. C36000)	– Ausgezeichnete Bearbeitbarkeit – Gute Korrosionsbeständigkeit – Ästhetische Oberfläche – Ideal für kleine, komplizierte Gussformen	$7 – $12	Konsumgüter, Dekorationsartikel, elektrische Komponenten Ideal für Formen, die komplizierte Details und glatte Oberflächen erfordern, wie z. B. bei Elektronik- und Dekorationsartikeln.	Zusammensetzung: Kupfer (Cu) (60-90%), Zink (Zn) (10-40%), geringe Mengen an Blei (Pb) für die Bearbeitbarkeit. Eigenschaften: Hohe Bearbeitbarkeit, korrosionsbeständig, gute Leitfähigkeit und attraktive goldene Farbe.
Kupfer (z. B. C10100)	– Ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit – Gute Korrosionsbeständigkeit – Gute Bearbeitbarkeit	$8 – $15	Elektronik, Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt Wird für Formen verwendet, die eine schnelle Wärmeableitung erfordern, insbesondere beim Hochpräzisionsspritzguss von elektronischen Komponenten.	Zusammensetzung: Kupfer (Cu) (99,9 % rein). Eigenschaften: Hervorragende thermische und elektrische Leitfähigkeit, korrosionsbeständig, ausgezeichnete Bearbeitbarkeit.
Bronze (z. B. C93200)	– Hohe Verschleißfestigkeit – Geringe Reibung – Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit	$8 – $18	Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie, Industrieausrüstung Wird häufig in Hochleistungsanwendungen eingesetzt, die eine hohe Verschleißfestigkeit und geringe Reibung erfordern.	Zusammensetzung: Kupfer (Cu) (85-90%), Zinn (Sn) (5-7%), Blei (Pb) (5-7%). Eigenschaften: Hohe Festigkeit, gute Korrosionsbeständigkeit und geringe Reibungseigenschaften.
Nickellegierungen (z. B. Inconel 718)	– Hohe Beständigkeit gegen Oxidation und Hitze – Ausgezeichnete Festigkeit bei hohen Temperaturen	$50 – $120	Luft- und Raumfahrt, Energieerzeugung, Hochtemperaturanwendungen Für Formen, die hohen Belastungen und hohen Temperaturen ausgesetzt sind, wie z. B. in der Luft- und Raumfahrt und in der Energieerzeugung.	Zusammensetzung: Nickel (Ni) (50-60%), Chrom (Cr) (17-21%), Eisen (Fe), Molybdän (Mo) (3-5%), Titan (Ti) (0,9-1,3%). Eigenschaften: Außergewöhnliche Hochtemperaturfestigkeit, Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit.
Zink-Legierungen (z. B. Zamak)	– Niedriger Schmelzpunkt – Hohe Fließfähigkeit für detaillierte Gussformen – Kostengünstig für die Massenproduktion	$3 – $5	Automobilindustrie, Unterhaltungselektronik, Haushaltsprodukte Ideal für hochvolumige, kostengünstige Formanwendungen mit detaillierten, komplexen Formen.	Zusammensetzung: Zink (Zn) (95-99%), Aluminium (Al) (0,5-4%), Kupfer (Cu) (0,5%), Magnesium (Mg) (0,03%). Eigenschaften: Niedriger Schmelzpunkt, ausgezeichnete Fließfähigkeit, gute Korrosionsbeständigkeit.
Geschmiedeter Stahl (z. B. 4140)	– Hohe Zähigkeit – Ausgezeichnete Ermüdungsfestigkeit – Ideal für hoch-beanspruchte Anwendungen	$6 – $12	Automobilindustrie, Schwermaschinenbau, Militär Wird häufig in Formen verwendet, die starken Belastungen und Druck ausgesetzt sind.	Zusammensetzung: Eisen (Fe), Kohlenstoff (C) (0,38-0,43%), Chrom (Cr) (0,8-1,1%), Molybdän (Mo) (0,15-0,25%), Mangan (Mn) (0,75-1,0%). Eigenschaften: Hohe Zähigkeit, gute Ermüdungsfestigkeit und Härte.
Legierter Stahl (z. B. 4340)	– Verbesserte Härte und Zähigkeit – Korrosionsbeständig – Geeignet für hochbelastete Werkzeuge und Formen	$6 – $10	Automobil, Luft- und Raumfahrt, Militär Wird im Formenbau für Anwendungen verwendet, die hohe Festigkeit und Verschleißfestigkeit erfordern.	Zusammensetzung: Eisen (Fe), Kohlenstoff (C) (0,38-0,43%), Chrom (Cr) (0,7-0,9%), Nickel (Ni) (1,6-2,0%), Molybdän (Mo) (0,2-0,3%). Eigenschaften: Hohe Zugfestigkeit, gute Schlagfestigkeit, ausgezeichnete Verschleißfestigkeit.

Erläuterung der chemischen Eigenschaften:

Eisen (Fe): Es ist das Hauptelement der meisten Metalle und sorgt für Festigkeit und Haltbarkeit.

Chrom (Cr): Erhöht die Korrosionsbeständigkeit, die Härte und die Verschleißfestigkeit. Enthält eine Passivierungsschicht (wie bei Edelstahl üblich)

Nickel (Ni): Sorgt für Festigkeit, Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Es ist häufig in Hochtemperaturlegierungen wie INCONEL enthalten.

Kupfer (Cu): Bekannt für seine hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit, wird es in einigen hochleitfähigen Formen verwendet.

Leicht, korrosionsbeständig, gute Wärmeleitfähigkeit. Wird in dünnwandigen Strukturen wie 6061 verwendet.

Zinn (Sn): Wird in Bronze verwendet; erhöht die Korrosionsbeständigkeit und verbessert die Festigkeit.

Molybdän (Mo): Verbessert die Temperatur- und Verschleißbeständigkeit des Stahls.

Magnesium (Mg): Erhöht das Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht und wird in Legierungen wie Zink und Aluminium verwendet.

Gemeinsame Auswahl von Metallarten in Verarbeitung und Produktion

Bei der Wahl des besten Metalls für die Herstellung Ihrer Gussform gibt es einige Dinge zu beachten:

Robustheit erforderlich:

• Für schwere Formen werden in der Regel Werkzeugstahl, legierter Stahl oder Schnellarbeitsstahl aufgrund ihrer Festigkeit und Zähigkeit unter großem Druck gewählt.

Korrosionsbeständigkeit:

• Materialien wie Edelstahl, Bronze und Inconel werden üblicherweise gewählt, wenn die Form aggressiven Umgebungen ausgesetzt ist.

Hitzebeständigkeit:

• Titan, Wolfram und Molybdän sind gute Werkstoffe für den Einsatz in Hochtemperaturwerkzeugen.

Bearbeitbarkeit:

• Metalle wie Aluminium, Messing und Kupfer werden ebenfalls häufig verwendet, da sie sich leicht bearbeiten und formen lassen.

Kostenüberlegungen:

• Zink, Aluminium und bleifreier Stahl sind eine gute Wahl für höhere Stückzahlen, wenn Sie Leistung, aber eine niedrigere Kostenstruktur benötigen.

Zusammenfassung der gängigen Metallarten für die Formgebung

• Für das Prototyping und die Kleinserienproduktion: Aluminium ist das kostengünstigste Material und bietet eine hervorragende Bearbeitbarkeit und Wärmeleitfähigkeit. Es wird häufig für Prototypen und Kleinserien verwendet, insbesondere in der Automobil-, Elektronik- und Konsumgüterbranche.
• Für Hochpräzisions- und Hochtemperaturanwendungen: Werkzeugstahl (z. B. H13, D2) und rostfreier Stahl sind die erste Wahl. Diese Materialien werden häufig in der Luft- und Raumfahrt, in der Automobilindustrie und in der Medizintechnik für hochpräzise, langlebige Formen verwendet, die wiederholtem Gebrauch und hohen Temperaturen standhalten.
• Für hochverschleißfeste und stressresistente Formen: Nickellegierungen (z. B. Inconel 718) und Schmiedestahl werden häufig für Formen gewählt, die extremer Abnutzung, Ermüdung und hohen Temperaturen standhalten müssen, wie z. B. in der Luft- und Raumfahrt und der Energieerzeugung.
• Für hochvolumige, detaillierte Gussformen: Zinklegierungen (z. B. Zamak) werden häufig für Massenproduktionsformen verwendet, die ein detailliertes Finish erfordern, insbesondere in der Automobil-, Unterhaltungselektronik- und Haushaltswarenindustrie.

10 häufig gestellte Fragen zur Auswahl von Metallarten

F1: Welche metallischen Werkstoffe werden Sie für die Herstellung von Formen in Betracht ziehen?

• Bewerten Sie die Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Bearbeitbarkeit, Hitzebeständigkeit und Kosten. Die Anwendung erfordert Metallurgie, wobei für hochbeanspruchte Werkzeuge Metalle wie Werkzeugstahl oder korrosionsbeständige Formen für Edelstahl verwendet werden.

F2: Ist Spritzgießen mit Aluminium möglich?

• Aluminium wird beim Spritzgießen häufig als leichtes, zerspanbares und temperaturbeständiges Material verwendet.

F3: Welches Metall eignet sich am besten für die Herstellung von Gussformen für hohe Temperaturen?

• Aufgrund ihrer Wärmebeständigkeit sind Titan, Inconel und Wolfram hervorragende Kandidaten für Hochtemperaturformen.

F4: Ist Kupfer für eine Form geeignet?

• Ja, Kupfer wird auch für Werkzeuge wie Elektroden verwendet, bei denen die Wärmeleitfähigkeit eine wichtige Rolle spielt, so dass es sich für Formen für Elektronik- und Präzisionsteile eignet.

F5: Welches ist das kostengünstigste Metall für die Massenproduktion von Gussformen?

• Zink und Aluminium sind die wirtschaftlichsten Metalle im Handel; sie werden für viele Verfahren, einschließlich Druckguss und Spritzguss, verwendet.

Q6: Welches ist das beste Material für Hochpräzisionsspritzguss?

• Werkzeugstähle wie H13 und D2 gelten als am besten geeignet für hochpräzise Formen, da sie bei hohen Temperaturen hart und verschleißfest sind.

F7: Welches ist das wirtschaftlichste Metall für Produktionsformen in kleinen Stückzahlen?

• Aluminium ist aufgrund seiner Kosten das billige Material der Wahl für die Kleinserienproduktion, lässt sich aber auch relativ leicht bearbeiten.

F8: Messing ist zwar stärker als viele andere Werkstoffe, sollte aber bei Anwendungen mit hoher Beanspruchung vermieden werden.

• Messing eignet sich nicht gut für hochbelastete Anwendungen. Es eignet sich eher für verschleißarme, dekorative und komplizierte Formen als für Formen, die einer hohen Belastung ausgesetzt sind.

F9: Was ist der Grund dafür, dass Zink in großvolumigen Formen aufbewahrt werden sollte?

• Daher wird Zink aufgrund seines niedrigen Schmelzpunkts, seiner guten Fließfähigkeit und seiner hohen Detailtreue in Großserienformen verwendet, was schnelle und kostengünstige Produktionszyklen ermöglicht.

Q10: Welches Material ist für Formen in der Luft- und Raumfahrt geeignet?

• Nickellegierungen (Inconel) und Hochleistungswerkzeugstähle sind aufgrund ihrer Hochtemperaturhärte, Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen enorme Belastungen hervorragende Kandidaten für Formen in der Luft- und Raumfahrt.

Über BFY Mold

BFY Mold bietet hochwertige Dienstleistungen im Bereich Spritzguss und Formenbau an. Unser Werk bietet Massenproduktion, Produktion auf Abruf, CNC-Bearbeitung und Spiegelglanzdienstleistungen an und gewährleistet Präzision und Zuverlässigkeit für jedes Projekt. Ganz gleich, ob Sie einen kundenspezifischen Formenbau oder eine Großserienproduktion benötigen, wir sind in der Lage, kosteneffiziente und leistungsstarke Lösungen für Ihre Fertigungsanforderungen zu liefern.