Руководство по формовочной стали: Узнайте, какие виды стали используются в пресс-формах

Введение

Сталь — важнейший материал для изготовления пресс-форм, предлагающий множество типов, каждый из которых имеет свои свойства, подходящие для разных областей применения. Выбор подходящей стали жизненно важен для обеспечения долговечности, производительности и эффективности пресс-формы, что напрямую влияет на качество и выход конечного продукта. Конечно, давайте разберемся, какие стали используются при изготовлении пресс-форм, каковы их свойства и как выбрать подходящую сталь в зависимости от материала и выхода продукта.

Виды стали, используемые при изготовлении пресс-форм

1. Углеродистая сталь
2. Легированная сталь
3. Инструментальная сталь
4. Нержавеющая сталь

Каждый тип стали выбирается исходя из его уникальных свойств, которые включают в себя твердость, прочность, износостойкость и обрабатываемость.

Углеродистая сталь

Углеродистые стали широко распространены благодаря своей доступности и дешевизне. Они содержат различное количество углерода и могут быть разделены на низкоуглеродистые, среднеуглеродистые и высокоуглеродистые стали.

• Низкоуглеродистая сталь: Содержит до 0,3% углерода. Она относительно мягкая и легко поддается обработке, но обладает недостаточной твердостью и износостойкостью.
• Среднеуглеродистая сталь: Содержит от 0,3 до 0,6 % углерода. В ней соблюден баланс между твердостью и пластичностью, что делает ее подходящей для форм, требующих умеренной прочности и износостойкости.
• Высокоуглеродистая сталь: Содержит от 0,6 до 1,4 % углерода. Она очень твердая и износостойкая, но может быть хрупкой. Используется для пресс-форм, которые требуют высокой прочности и износостойкости, но подвергаются меньшему воздействию.

Легированная сталь

Легированные стали смешивают с различными элементами, такими как хром, никель и молибден, чтобы улучшить их свойства.

• Хромомолибденовая сталь: Известна своей прочностью и износостойкостью. Обычно используется в пресс-формах для литья пластмасс под давлением и литья под давлением.
• Никель-хромовая сталь: Обладает превосходной прочностью, твердостью и устойчивостью к нагреву и коррозии. Подходит для пресс-форм, используемых в условиях высоких нагрузок.

Инструментальная сталь

Инструментальные стали специально разработаны для использования в производстве инструментов и штампов. Они подразделяются на категории по способности сохранять режущую кромку, устойчивости к деформации и долговечности в условиях высоких нагрузок.

• Серия A (воздушная закалка): Высокое содержание хрома обеспечивает превосходную износостойкость и твердость.
• Серия D (высокоуглеродистая, высокохромистая): Обеспечивает превосходную износостойкость и может использоваться для холодной обработки.
• Серия H (горячая обработка): Предназначена для работы при высоких температурах, сохраняя твердость и прочность при повышенных температурах.

Нержавеющая сталь

Нержавеющие стали содержат не менее 10,5% хрома, что обеспечивает отличную коррозионную стойкость. Они используются в пресс-формах, где коррозионная стойкость является критическим фактором.

• Мартенситная нержавеющая сталь: Может быть закалена путем термообработки, обеспечивает хорошую износостойкость и умеренную коррозионную стойкость.
• Аустенитная нержавеющая сталь: Известна своей превосходной коррозионной стойкостью, но меньшей твердостью по сравнению с мартенситными типами.

Твердость формовочных сталей

Твердость является ключевым фактором, влияющим на характеристики формовочных сталей. Она измеряется с помощью шкалы твердости Роквелла (HRC) или числа твердости Бринелля (BHN). Ниже приведены типичные значения твердости для различных формовочных сталей:

• Низкоуглеродистая сталь: 70-80 BHN
• Среднеуглеродистая сталь: 120-180 BHN
• Высокоуглеродистая сталь: 200-300 BHN
• Хромомолибденовая сталь: 180-230 HRC
• Никель-хромовая сталь: 250-350 HRC
• Инструментальная сталь серии A: 50-65 HRC
• Инструментальная сталь серии D: 55-62 HRC
• Инструментальная сталь серии H: 40-55 HRC
• Мартенситная нержавеющая сталь: 40-50 HRC
• Аустенитная нержавеющая сталь: 150-200 BHN

Выбор стали по материалу и пределу текучести

Выбор формовочной стали зависит от типа материала, который подвергается формовке, и желаемого выхода продукта. Вот некоторые рекомендации:

Материал для формовки

1. Пластиковые материалы:

• Для пластиков общего назначения (например, полипропилена, полиэтилена) можно использовать среднеуглеродистую сталь или инструментальную сталь серии А благодаря их умеренной твердости и износостойкости.
• Для абразивных пластмасс (например, наполненных полимеров) предпочтительнее использовать высокоуглеродистую сталь или инструментальную сталь серии D, поскольку они обладают повышенной износостойкостью.

2. Металлические материалы:

• Для литья под давлением цветных металлов (например, алюминия, цинка) идеально подходит инструментальная сталь серии H, поскольку она сохраняет твердость при высоких температурах.
• Для более твердых металлов (например, стальных сплавов) необходимую прочность и износостойкость обеспечивают высокоуглеродистые или легированные стали, такие как хромомолибденовая сталь.

Желаемая урожайность и долговечность плесени

1. Крупносерийное производство:

• Для пресс-форм, в которых предполагается изготавливать большое количество деталей, инструментальные стали с высокой износостойкостью (например, серии D) необходимы для поддержания целостности пресс-формы в течение длительного времени.
• Хромомолибденовая сталь также является хорошим выбором благодаря своей прочности и способности выдерживать многократное использование.

2. Малосерийное производство:

• При небольших объемах производства экономическая эффективность среднеуглеродистых или низкоуглеродистых сталей может быть выгодной. Они обеспечивают достаточную прочность без удорожания более специализированных сталей.

3. Точность и чистота поверхности:

• Если требуется точность и высокая чистота поверхности, например, в оптических компонентах или медицинских приборах, то нержавеющие стали, такие как мартенситная нержавеющая сталь, подходят для этих целей благодаря своей коррозионной стойкости и способности добиваться тонкой обработки.
• Для сложных геометрических форм, требующих замысловатых деталей, предпочтительны инструментальные стали серии А благодаря их обрабатываемости и стабильности при термообработке.

Заключение

Выбор подходящей стали для изготовления пресс-формы — это критически важное решение, которое влияет на производительность, долговечность и экономическую эффективность пресс-формы. Понимание типов доступных сталей, их свойств и твердости помогает принять обоснованное решение. Такие факторы, как материал, из которого изготавливается пресс-форма, объем производства и желаемая производительность, играют решающую роль в процессе выбора.

Тщательно оценив эти аспекты, производители могут гарантировать, что выбранная сталь для пресс-форм будет отвечать специфическим требованиям их применения, что приведет к созданию высококачественных изделий и эффективных производственных процессов. Будь то литье пластмасс под давлением, литье под давлением или высокоточные приложения, правильно выбранная сталь гарантирует оптимальную работу пресс-формы, обеспечивая долгосрочную надежность и ценность.