Требования к производительности и выбор материала для формованных форм
Выбор соответствующих материалов для производства формования под давлением представляет собой одно из наиболее важных решений во всем проектировании и производстве плесени. Производительность и продолжительность жизни формовой формований формования непосредственно зависят от тщательного рассмотрения свойств материала, условий труда и конкретных требований применения. High - Качественные материалы для формования впрыска должны продемонстрировать исключительную механическую прочность, повышенную твердость температуры, достаточную вязкость, выдающуюся износную стойкость и превосходную анти - возможности адгезии.
«Выбор материала для формованных форм для инъекций требует деликатного баланса между механической производительностью, тепловой стабильностью и экономическими соображениями. Оптимальный выбор напрямую влияет на эффективность производства, качество частичности и общие производственные затраты».
- Международный журнал Advanced Manufacturing Technologies, Springer.com
Критические показатели производительности для инъекционных литья
Фундаментальные требования к производительности для стали плесени
При оценке стали для применения формования впрыскивания производители должны учитывать как производительность обслуживания, так и характеристики производительности обработки. Эффективность обслуживания материалов для формования впрыска включает в себя фундаментальные свойства, демонстрируемые в реальных условиях труда, включая производительность механической нагрузки, производительность тепловой нагрузки и характеристики производительности поверхности.
Характеристики производительности механической нагрузки
Производительность механической нагрузки формовой формовании включает три основных свойства: твердость, прочность и прочность. Твердость представляет собой способность материала противостоять упругим деформации, пластической деформации и разрушения в небольшом объемном диапазоне. Для применения формования впрыскивания это свойство определяет, насколько хорошо поверхности полости плесени могут сохранить свою размерную точность и отделку поверхности в течение тысяч или миллионов производственных циклов.
Прочность характеризует сопротивление материала к пластической деформации и разрушению разрушения при внешних силах, в то время как вязкость указывает на способность противостоять воздействий нагрузки без ущерба.
Требования к производительности тепловой нагрузки
Производительность тепловой нагрузки стали для формования впрыска включает в себя высокую прочность на температуре, термическую усталость и тепловую стабильность. Высокая - Прочность температуры относится к механическим свойствам стали выше температуры рекристаллизации, что становится особенно важным при обработке инженерных пластиков, которые требуют повышенных температур плесени.
Устойчивость к тепловой усталости характеризует способность материала противостоять часто изменяющимся тепловым напряжениям без разрушения, что является критическим рассмотрением компонентов формования впрыска, которые испытывают быстрое нагревание и циклы охлаждения. Тепловая стабильность представляет собой способность материала поддерживать металлографическую структуру и свойства во время процессов нагрева.
Свойства производительности поверхности
Поверхностная производительность для материалов для формования впрыска включает в себя устойчивость к износу, устойчивость к окислению и коррозионную стойкость. Устойчивость к износу указывает на способность материала противостоять различным формам износа, включая механический износ, тепловой износ, коррозивный износ и износ усталости. Это свойство непосредственно влияет на способность формовой формования поддерживать точные размеры и качество поверхности в течение всего срока службы.
Устойчивость к окислению характеризует способность материала противостоять окислению при нормальных или повышенных температурах, в то время как коррозионная устойчивость указывает на способность противостоять коррозийной среде в различных температурных условиях.
Обработка соображений производительности
Производительность обработки материалов для формования впрыскивания в первую очередь касается механизма материала с использованием различных методов производства. Эти свойства включают производительность литья, производительность подготовки, производительность сварки, производительность резки, химические характеристики травления и производительность термической обработки. Каждая из этих характеристик значительно влияет на осуществимость и стоимость - эффективность создания геометрии комплексного инъекционного формования.
Кастинг и подготовка производительности
Производительность литья охватывает поведение материала во время процесса литья, включая текучесть, усадку, поглощение газа и тенденции сегрегации. Производительность подготовки относится к способности материала проходить пластическую деформацию во время обработки давления без растрескивания или отказа.
Производительность сварки и резки
Для стали для формования впрыскивания производительность сварки определяет простоту получения высокого - качественных сварных суставов в определенных условиях сварки, что становится важным для ремонта плесени и модификации. Производительность резки напрямую влияет на эффективность обработки и стоимость.
Химическое травление
Химические характеристики травления становятся актуальными при создании текстурированных поверхностей на полостях формования в подпредьем посредством химических процессов травления, что позволяет иметь точные поверхностные отделки и паттерны на литых деталях.
Производительность термической обработки
Производительность термической обработки включает в себя укрепление, устойчивую способность, чувствительность к окислению и декарбурции, тенденцию деформации термообработки и стабильность отпуска, все они имеют решающее значение для достижения желаемых свойств материала.
Специализированные материалы для плесени
Pre - закаленные стальные приложения
Pre - закаленные стали, в частности 3CR2MO (P20), стали широко приняты в производстве формования в подпредьем во всем мире. Этот материал обеспечивает комплексные механические свойства с высокой устойчивостью, что позволяет большему крестику - стали секции для достижения равномерного распределения твердости. Обозначение P20 Steel происходит из Соединенных Штатов, с эквивалентными оценками, включая Швецию 618, Германия 40crmnmo7, Japan's HPM2 и PDS5.
Исключительные характеристики полировки стали P20 делают его особенно подходящим для применения формования для инъекций, требующих зеркала - отделки поверхностей. Эта собственность заработала его обозначение «зеркальной стали» во многих контекстах производства. При производстве формованной формованной формы из стали P20 производители обычно выполняют обработку отпуска, чтобы достичь диапазона твердости 28 - 35 часов, завершая окончательные операции обработки в этом состоянии, чтобы обеспечить оптимальную производительность, избегая при этом искажения, вызванных термической обработкой.
Современные pre - закаленные стали для применения формования для инъекции включают японские оценки Nak55 и Nak80, оба pre - закаленные до 37 - 43 часа. NAK55 предлагает превосходную механизм, в то время как NAK80 предоставляет отличные возможности полировки зеркала для высокого - точных требований формования в инъекции. Шведский класс 718 представляет собой еще один значительный предварительно упорный вариант, предлагающий высокую устойчивость в сочетании с превосходной полировкой, обработкой электрической разрядки и текстурирующими свойствами.
Коррозия - Устойчивые стальные приложения
Мартенситная нержавеющая сталь 30CR13 обеспечивает существенную коррозионную стойкость для применения формования в подпредьем, включающих агрессивные пластиковые материалы. Эта сталь демонстрирует хорошую механизм, и после соответствующей термообработки демонстрирует превосходную коррозионную устойчивость. Более высокое содержание углерода по сравнению со сталими 12CR13 и 20CR13 приводит к превосходной прочности, твердости, укреплению и характеристикам горячей прочности.
Эти свойства делают 30cr13, особенно подходящими для компонентов формования в подпредьем, подвергающихся высоким механическим нагрузкам в коррозионных средах, включая плесени для прозрачных пластиковых изделий. Сопоставимые международные оценки включают в японскую звезду S -, S-136 в Швеции и Korea HEMS-1A. Американский класс 420SS, австрийский M310, немецкий 1,2316 и шведский ставакс предлагают аналогичные характеристики производительности 4CR13 Steel.
Стальные применения среднего углеродного сплава
Сталь 40CR представляет собой один из наиболее широко используемых материалов в механическом производстве, предлагающий превосходные комплексные механические свойства после гашения и обработки отпуска. Эта сталь демонстрирует хорошую низкую - воздействие температуры с минимальной чувствительностью выемки. Характеристики укрепления позволяют гасить воду до φ28 - 60 мм и гасить нефть до φ15 - 40 мм глубины. Помимо стандартного гасителя и отпуска, эта сталь включает в себя нитридивые и высокочастотные закапывания, что делает ее подходящим для производства формования среднего размера.
Crwmn Steel обеспечивает превосходную укрепление с минимальным искажением гашения из -за сохраняемого аустенита после гашения. Вольфрам -, образованные карбиды, способствуют исключительной твердости и износостойкости, в то время как уточнение структуры зерна вольфрама усиливает вязкость. Этот материал подходит для комплекса - компонентов формования формования в форме, требующих размеров.
Высокие характеристики высокоуглерого хромового стали
CR12 - типа стали, включая CR12 и CR12MOV, представляют High - Carbon, High - Слитные инструментальные стали, классифицированные как рендебуритные стали. Обильный карбид - формирующие элементы обеспечивают чрезвычайно высокую твердость с исключительной износостойкой стойкостью. Эти материалы демонстрируют минимальное искажение термической обработки с высокой укреплением, зарабатывая обозначение низких - деформационных сталей. Приложения включают в себя большой крест -, комплекс - компоненты формования в форме формы в форме
| Сталь | Ключевые характеристики | Международные эквиваленты |
|---|---|---|
| CR12 | Более высокое содержание углерода, большие количества карбидов, превосходная износостойкость, но снижение прочности и прочности | Американский D3, австрийский K100 |
| CR12mov | Лучшая прочность и прочность, чем CR12, отличная устойчивость к износу и укрепление | Американский D2, японский SKD11, шведский XW-42, австрийский K460 |
Горячий рабочий инструмент стальные приложения
Сталь 4cr5mosiv1 (H13) представляет собой наиболее широко применяемый горячий рабочий инструмент для применения формования для подпредьем. По сравнению с 4cr5mosiv (H11) этот материал обеспечивает повышенную горячую прочность и твердость с превосходной вязкостью, термической устойчивостью к усталости и стойкостью к износу при промежуточных температурах. Сталь демонстрирует минимальное искажение термической обработки при гасительстве воздуха при более низких температурах аустенизации, при сниженной тенденции образования шкалы окисления и устойчивостью к эрозии расплавленного алюминия.
Согласно недавним исследованиям, опубликованным в Международном журнале передовых технологий производства, «внедрение оптимизированной стали H13 в приложениях для литья под давлением продемонстрировало 40% увеличение срока службы плесени по сравнению с обычными инструментальными стали, особенно при обработке стекла -, усиленных термопластиками при повышенных температурах». Этот вывод подчеркивает критическую важность выбора материала при повышении производительности формования в инъекционном формовании и долговечности в требовательных условиях производства.
H13 Сталь находит обширное применение при изготовлении горячей экструзии, умирает ковкой, умирает, - отклонений литья и комплексных компонентов формования для инъекции, требующих продолжительного срока службы. Международные эквиваленты включают японские SKD61, шведский 8407, австрийский W302, корейский STD61 и немецкие 1,2344.
Вольфрамовый горячий рабочий инструмент сталь стальной характеристики
3CR2W8V TUNGSTEN - Low - Carbon High - сплав сплав обеспечивает уникальные свойства для специализированных применений формования в подпредьем. Этот материал демонстрирует низкий коэффициент термического расширения, хорошую коррозионную стойкость, красную твердость и теплопроводность, с относительно минимальным искажением термической обработки. Тем не менее, высокая - стойкость температуры остается несколько ограниченной по сравнению с другими горячими рабочими сталями.
Эта сталь подходит для инъекционного формованного формования компонентов, требующих высокой поверхностной твердости и устойчивости к износу, особенно для non - металлических металлов - умираний литья, точные ковки и горячая экструзия, работающие ниже 600 градусов. Международные эквиваленты включают американские H21, японские SKD5, шведский 2730 и австрийские оценки W100.
High - Speed Steel Applications
W6MO5CR4V2 представляет стандартный вольфрам - Molybdenum Universal High - Скорость стали для требовательного применения формования для инъекций. Высокие - Скоровые стали демонстрируют исключительную укрепление, достигая полной твердости посредством воздушного охлаждения, сохраняя при этом высокую твердость, прочность, прочность и устойчивость к износу при температуре до 600 градусов. Наличие многочисленных грубых карбидов с non - равномерным распределением требует повторного перекрестного - расстройства и операций рисования для достижения приемлемого однородности посредством процессов для формирования.
После гашения High - Speed Steel содержит существенный удерживаемый аустенит, требующий множества циклов отпуска, чтобы преобразовать большинство в мартенсит, в то время как ускоряющие диспергируемые карбиды из гашных мартенсит, тем самым увеличивая твердость и уменьшая искажения. High - Стальная сталь, костюма холодной экструзии, горячая экструзия, вставки критической ковки и высокие - объемные компоненты формования, предлагая улучшения срока службы в несколько раз больше, чем углеродные инструментальные стали и сплавные инструментальные стали.
Комплексное рассмотрение затрат для высокой - скоростной стали, включая материал, ковкость и затраты на термообработку, обычно варьируется от четырех до шести раз больше, чем у углеродной стали, что требует тщательной экономической оценки во время отбора. Международные эквиваленты W6MO5CR4V2 включают American M2, японский SKH51, шведский HSP-41 и немецкие 1,3343.
Цементированные карбидные приложения
Вовсец - цементированные карбиды Cobalt (YG), включая оценки YG10, YG15 и YG20, обеспечивают исключительные характеристики для конкретных применений формования для инъекции. Увеличение содержания кобальта увеличивает воздействие на грузоподъемность материала при одновременном снижении твердости и устойчивости к износу, требуя тщательного выбора на основе конкретных условий работы.
Цементированные карбиды предлагают значительные преимущества в качестве материалов для формования впрыска, с твердостью, намного превышающей различные стали для плесени и исключительную износную стойкость. Эти материалы демонстрируют превосходную высокую - температурные характеристики, термическую стабильность, устойчивость к окислению и коррозионную стойкость по сравнению со сталью. Прочность на растяжение достигает в пять -десять раз больше, чем у стали, с жесткостью, обеспечивающей упругой модуль в два -три раза больше, чем инструментальная сталь.
Дополнительные преимущества включают низкий коэффициент термического расширения, электрическую и теплопроводность, сравнимую с железом и железными сплавами, а также устранение требований к термической обработке, избегая гашения и искажения старения. Отсутствие процессов прокатки или ковки, как правило, приводит к свойствам изотропного материала. Тем не менее, цементированные карбиды представляют проблемы, в том числе плохую прочность, сложную обработку и высокие начальные затраты, хотя длительный срок службы делает их особенно подходящими для высокого - объема производства и автоматических производственных систем.
Выбор материала для применения литья под давлением
Сложная геометрия и строгие требования к точности размеров в полостях для литья под давлением требуют материалов с превосходной механизмом, способностью полировки, свойствам травления схемы, минимальным искажением термической обработки и стабильностью размеров. При обработке пластмасс, содержащих наполнители стеклянных волокон, ускоренное износ формирующих компонентов требует повышенной устойчивости к износу. Кроме того, пластмассы, содержащие фториновые или хлорные соединения, могут высвобождать коррозионные газы во время нагрева, что требует соответствующей коррозионной стойкости в материалах для полости формовой формы.
Стандартные материалы рекомендации
CORE-штифты, вставки с фиксированной формой: 40CR (40-45 HRC), CRWMN или 9MN2V (48-52 HRC)
Подвижные вставки, проточные конусы: CR12 или CR12MOV (52-58 HRC)
Выводы, выдувные втулки: 3cr2mo (pre - закалены 35-45 HRC)
High - температурные приложения: 4cr5mosiv1 (45-55 часов)
Коррозионная среда: 30cr13 (45-55 HRC)
Основы плесени: 45 сталь (28-32 HRC)
Критерии отбора
Требования к производительности обслуживания для предполагаемого приложения
Производительность обработки и осуществимость производства
Экономические факторы, включая материалы и затраты на обработку
Доступность материала и соображения цепочки поставок
Ожидаемые требования к объему производства и срок службы
Совместимость с обрабатываемыми пластиковыми материалами
GB/T 125554-2006 Стандартная ссылка
GB/T 12554 - 2006 Стандартные «Технические условия для пластиковых форм -подпредников» обеспечивают комплексные рекомендации по выбору материала в применении литья под давлением. Этот стандарт рекомендует конкретные требования к материалам и твердостью для различных компонентов плесени на основе их функции и ожидаемых условий работы, обеспечивая оптимальную производительность, долговечность и экономическую эффективность в производственных средах.
Требования к материалу для связанных типов плесени
Требования к маркировке материалов.
Умирание штамповки испытывает многочисленные циклы трения между формированием поверхностей и пробелами во время работы, требуя поддержания низкой шероховатости поверхности и высокой точности для предотвращения преждевременного отказа. Это требует высокой твердости и устойчивости к износу от материалов. Компоненты, подверженные сильным ударам, таким как удары, дополнительно требуют высокой вязкости. Поскольку штамповка, обычно терпит неудачу, терпит неудачу при усталости при чередующихся нагрузках, улучшение срока службы требует высоких свойств устойчивости к усталости.
Материалы штамповки также должны продемонстрировать анти - характеристики судороги. Когда бланки контактными поверхностями в условиях высокой - трения давления, разбивка смазочной пленки может привести к холодной сварке металла заготовки для матрицы рабочих поверхностей, образуя наращивания металла, которые впоследствии оценили поверхности заготовки. Anti - Свойства захвата представляют собой сопротивление материала к этому явлению холодной сварки.
| Компонент | Рекомендуемые материалы | Требования к твердостью |
|---|---|---|
| Верхние и нижние базы | HT200 или 45 сталь | 170-220 HB или 24-28 HRC |
| Руководящие сообщения | 20cr (Carburized) или GCR15 | 60-64 HRC |
| Руководные втулки | 20cr (Carburized) или GCR15 | 58-62 HRC |
Основано на GB/T 14662-2006 Стандартные «Технические условия для штамповки»
Соображения материала для литья
Во время Die - операций литья, плесени испытывают циклическое нагрев и охлаждение при выявлении эрозии и коррозии от высокой - скорости, высокая - инъекция давления расплавленного металла. Это требует превосходного высокого - механических свойств температуры, теплопроводности, сопротивления тепловой усталости, сопротивления износа и коррозионной стойкости из стальных материалов.
Для сплава цинка, магниевого сплава и литья сплавов алюминиевого сплава, ядра, фиксированных вставки, подвижных вставки, конусов потока, выталкивающих штифтов, втулках и потоков обычно используются 4CR5MOSIV1 (44-48 HRC) или 3CR2W8V (44-45 HRC). При обработке медных сплавов 3CR2W8V при 38-42 HRC обеспечивает соответствующие характеристики производительности.
Основываясь на GB/T 8844-2003 Стандартные «Технические условия для умираний матрицы»
Стратегии выбора передовых материалов
Тенденции развития материала
Эволюция технологии формования впрыскивания продолжает стимулировать развитие материала к повышению характеристик производительности. Современные производственные требования все более сложные материалы для материала для размещения сложных геометрий, более жестких допусков и расширенных производственных прогонов. Процесс отбора должен сбалансировать несколько конкурирующих факторов, включая начальную стоимость, сложность обработки, требования к термической обработке и ожидаемый срок службы.
Технологии обработки поверхности
Технологии обработки поверхности расширили диапазон применения обычных сталей для формования. Нитривая, карбивизионные и различные процессы покрытия могут значительно повысить твердость поверхности, стойкость к износу и коррозионную стойкость при сохранении жестких свойств ядра. Эти обработки оказываются особенно ценными для компонентов формования для инъекций, испытывающих локализованные проблемы износа или коррозии.
Соображения абразивной одежды
Растущее использование инженерных пластмассовых, содержащих абразивные наполнители, требует тщательного рассмотрения механизмов износа при выборе материала для формования в подпредьем. Стеклянные волокна, углеродные волокна и минеральные наполнители ускоряют износ полости через абразивное действие во время потока материала. Это требует отбора материалов с соответствующим содержанием карбида и распределением, чтобы противостоять абразивному износу при сохранении достаточной вязкости для предотвращения инициации трещин и распространения.
Управление температурой
Управление температурой представляет собой еще один критический коэффициент при выборе материала для формования впрыска. Обработка High - Производительные инженерные пластмассы часто требуют повышенных температур плесени, превышающих 150 градусов, требующие материалы со стабильными свойствами при этих температурах. И наоборот, быстрое велосипедное применение извлекает выгоду из материалов с высокой теплопроводностью, чтобы облегчить эффективную теплопередачу и минимизировать время цикла.
Контроль качества и соображения тестирования
Обеспечение постоянной производительности формования впрыска требует комплексного контроля качества на протяжении всего выбора материала и стадий обработки. Сертификация входящего материала должна проверять химический состав, микроструктуру и механические свойства против указанных требований. Не - Методы разрушительного тестирования, включая ультразвуковую проверку и тестирование магнитных частиц, могут идентифицировать внутренние дефекты, которые могут поставить под угрозу целостность формования впрыска.
Тестирование на твердость обеспечивает быструю проверку эффективности термообработки, хотя корреляция с другими механическими свойствами требует тщательного рассмотрения. Микроструктурное обследование выявляет распределение карбидов, размер зерна и фазовый состав, критический для прогнозирования производительности. Методы расширенной характеристики, включая электронную микроскопию и x - дифракцию лучей, дают подробную информацию о структуре материала - отношения свойств.
Реализация статистического управления процессом во время производства формования в подпредьем помогает идентифицировать и правильные изменения, прежде чем они повлияют на конечное качество. Критические размеры, параметры поверхности и измерения твердости должны контролироваться и задокументироваться на протяжении всего производства. Эти данные поддерживают инициативы по непрерывному улучшению и обеспечивают ценную обратную связь для будущих решений о выборе материалов.
Экономические соображения при выборе материала
В то время как технические показатели приводят начальный выбор материалов для применения формования для инъекционного формования, экономические факторы в конечном итоге определяют осуществимость. Общее уравнение затрат охватывает цены на сырье, расходы на обработку, затраты на термообработку, время обработки и ожидаемый срок службы. Материалы премиум -класса, командующие более высокими начальными инвестициями, часто оказываются экономически выгодными благодаря продолжительному сроку службы и снижению требований к техническому обслуживанию.
Доступность материала и соображения по выполнению заказа могут значительно повлиять на планирование проектов и затраты. Специальные оценки, требующие пользовательских плавильных или расширенных циклов закупок, могут потребовать альтернативных выборов, несмотря на превосходные технические свойства. Установление отношений с надежными поставщиками обеспечивает последовательное качество материала и доступность для критических проектов формования.
Затраты на утилизацию и утилизацию материалов для формования под давлением требуют рассмотрения в решениях отбора. Экологические правила все больше влияют на выбор материалов, особенно в отношении содержания тяжелых металлов и требований утилизации. Устойчивые методы производства предпочитают материалы с установленной инфраструктурой утилизации и минимальным воздействием на окружающую среду на протяжении всего жизненного цикла.
