Какие материалы выбрать для литьевых форм?
Введение в пресс-форму Steel
Пресс-форму можно разделить на три категории: пресс-форма для холодной обработки, пресс-форма для горячей обработки и сталь для пластиковой пресс-формы, которые используются для ковки, штамповки, резки и литья под давлением. Поскольку использование различных форм различно, а условия работы сложны, сталь, используемая для изготовления форм, должна иметь высокую твердость, прочность, износостойкость, достаточную ударную вязкость, а также высокую прокаливаемость, закалку и другие технологические характеристики в зависимости от условий работы. Из-за различного использования и сложных условий работы требования к характеристикам пресс-форм также различны.
Сталь для форм для холодной обработки включает штампы для холодной штамповки, штампы для волочения проволоки, штампы для глубокой вытяжки, штампы для тиснения, штампы для накатки резьбы, штампы для профилирования валков, штампы для холодной высадки и штампы для холодной экструзии. Сталь для холодной обработки форм в соответствии с условиями ее изготовления должна иметь высокую твердость, прочность, износостойкость, достаточную ударную вязкость, а также высокую прокаливаемость, закалку и другие технологические показатели. Используемая для этих целей легированная инструментальная сталь обычно относится к высокоуглеродистой легированной стали с массовой долей углерода более 0,80%. Хром является важным легирующим элементом в этой стали, его массовая доля обычно не превышает 5%. Однако для некоторых литейных сталей, требующих высокой износостойкости и очень малой деформации после закалки, максимальная массовая доля хрома может достигать 13%, а для образования большого количества карбидов массовая доля углерода в стали также очень высока, до 2,0%~2,3%. Сталь для холодной обработки форм имеет относительно высокое содержание углерода, а ее микроструктура в основном принадлежит заэвтектоидной стали или ледебуритной стали. Обычно используемые типы стали включают высоко-углеродистую низко-легированную сталь, высоко-углеродистую высоко-хромистую сталь, хромистую-молибденовую сталь и средне-углеродистую хром-вольфрамовую-марганцевую сталь.
Пресс-формы для горячей обработки в основном делятся на молотковую ковку, штамповку, экструзию и литье под давлением, включая штампы для горячей ковки, штампы для штамповки, штамповки, штампы для горячей экструзии и штампы для литья под давлением металла. Формы для горячей обработки подвергаются огромным механическим нагрузкам во время работы, а также должны выдерживать воздействие многократного нагрева и охлаждения, что вызывает большие термические напряжения. Помимо высокой твердости, прочности, красной твердости, износостойкости и вязкости, сталь для горячей обработки также должна обладать хорошей жаропрочностью-температурой, устойчивостью к термической усталости, теплопроводностью и коррозионной стойкостью. Кроме того, он должен иметь высокую прокаливаемость для обеспечения однородных механических свойств по всему поперечному-сечению. Что касается стали для литья под давлением, она также должна обладать характеристиками, позволяющими выдерживать многократный нагрев и охлаждение поверхностного слоя без растрескивания, а также противостоять ударам и эрозии потока жидкого металла. Этот тип стали обычно относится к среднеуглеродистой легированной стали с массовой долей углерода 0,30–0,60 %, которая является доэвтектоидной сталью, а некоторые стали становятся эвтектоидными или заэвтектоидными сталями из-за добавления большего количества легирующих элементов (таких как вольфрам, молибден, ванадий и т. д.). Обычно используемые типы стали включают хром-марганцевую сталь, хром-никелевую сталь, хромистую сталь и хром-вольфрамовую сталь.
Пластиковые формы включают формы из термопластичного пластика и формы из термореактивного пластика. Сталь для пластиковых форм должна обладать определенными свойствами, такими как прочность, твердость, износостойкость, термостойкость и коррозионная стойкость. Кроме того, также необходимы хорошие технологические характеристики, такие как небольшая деформация при термообработке, хорошая обрабатываемость, хорошая коррозионная стойкость, хорошие характеристики шлифования и полировки, хорошие характеристики ремонтной сварки, высокая шероховатость, хорошая теплопроводность, а также стабильные размеры и форма в рабочем состоянии. Как правило, сталь для пресс-форм для горячей обработки может быть выбрана для матриц для литья под давлением или экструзии; Сталь для форм для холодной обработки может быть выбрана для термореактивного формования и штампов, требующих высокой износостойкости и высокой прочности.