Oțelurile pentru scule stau la baza tehnologiei moderne fabricarea matrițelor de turnare sub presiuneAceste materiale se diferențiază de oțelurile standard pentru scule deoarece oferă un echilibru între duritate, tenacitate și rezistență la căldură.
Acest blog servește drept ghid care vă ajută să aflați despre proprietățile și selecția oțelurilor pentru scule, astfel încât să puteți înțelege mai bine procesul de fabricație al furnizorului dvs. de piese turnate sub presiune și să comunicați eficient în timpul fazelor de proiectare și producție.
Oțeluri pentru turnare sub presiune pentru prelucrare la cald
Explicat într-un limbaj simplu, oțelul pentru scule este un tip de oțel pentru scule fabricat pentru matrițe și matrițe, care trebuie să își mențină forma în timp ce sunt supuse unor forțe, frecare și căldură ridicate. Acestea pot fi grupate în clase de prelucrare la rece, prelucrare la cald și matrițe pentru materiale plastice. Printre acestea, oțeluri matrițate pentru prelucrare la cald sunt strâns legate de matrițele de turnare sub presiune.
Oțelurile pentru prelucrare la cald sunt rezistente la expunerea repetată la temperaturi ridicate și solicitări mecanice. Acestea sunt folosite pentru matrițe de forjare, matrițe de turnare sub presiune și scule de extrudare la cald.
Oțeluri comune pentru turnare sub presiune
În turnarea sub presiune a aluminiului și zincului, H13 este cel mai utilizat oțel pentru prelucrare la cald, deoarece oferă o combinație stabilă de rezistență la cald, tenacitate și prelucrabilitate pentru matrițe și inserții complexe.
Variantele și clasele echivalente (cum ar fi 1.2344 sau SKD61) oferă performanțe similare în funcție de standardele locale și de aprovizionare. Pentru condiții foarte solicitante sau scule cu durată lungă de viață, se selectează adesea clase H13 premium sau modificate, cu curățenie și tenacitate îmbunătățite.
Proprietățile oțelului pentru scule și cum beneficiază acestea de producția de matrițe
Oțelurile pentru scule destinate matrițelor de turnare sub presiune trebuie să funcționeze în condiții extreme. Valoarea lor provine dintr-o gamă largă de proprietăți utile în producția reală.
Duritate și rezistență la uzură în turnarea sub presiune
Pentru matrite de turnare sub presiune, duritate este esențială pentru controlul uzurii componentelor și a diferitelor zone ale unei matrițe. Oțelurile pentru prelucrare la cald tratate termic corespunzător, cum ar fi H13, ating de obicei aproximativ 46–52 HRC pentru turnarea sub presiune a aluminiului, 48–50 HRC fiind cea mai comună valoare pentru sculele de producție. Această valoare este suficient de mare pentru a limita eroziunea cauzată de metalul topit cu curgere rapidă în timpul producției.
Puternic rezistenta la uzura ajută mucegaiul să reziste la:
- Eroziunea în zonele de curgere a metalului de mare viteză (porți, canale, regiuni de preaplin)
- Aluminiu sau zinc topit care tinde să adere la suprafața matriței
- Închiderea și strângerea repetată a matriței la ejectarea pieselor finite
Acoperirile din carbură formate din carbon, crom și vanadiu încetinesc pierderea de material la suprafața fierbinte a matriței. O suprafață netedă, bine lustruită și un acoperire adecvat reduc și mai mult frecarea și lipirea, prelungind durata de viață a matriței și menținând dimensiunile turnate constante.
Duritate și rezistență la impact sub sarcini de injecție
Rezistență este la fel de importantă ca duritatea în aplicațiile de turnare sub presiune. Principala sa diferență față de duritate este că duritatea se referă la rezistența la uzura suprafeței și la adâncitură, în timp ce tenacitatea înseamnă rezistența la fisurare și rupere sub impact. Această calitate este deosebit de importantă în:
- Componente subțiri ale matriței și zone expuse la o presiune ridicată de injecție
- Zone care sunt supuse unor încărcări mecanice și impacturi repetate (lângă știfturile ejectoarelor și liniile de separare)
Înalt puterea impactului reduce riscul de fractură bruscă atunci când matrița prezintă nealiniere, vârfuri de presiune a metalului sau șocuri termice cauzate de încălzirea și răcirea neuniformă.
Rezistența la coroziune
Deși matrițele de turnare sub presiune nu necesită rezistență completă la coroziune din oțel inoxidabil, rezistență moderată rezistență la coroziune beneficii suplimentare pentru operarea și întreținerea zilnică. Cromul din oțelurile pentru prelucrare la cald ajută la încetinirea ruginii între ciclurile de producție, în timpul depozitării sau atunci când sunt prezente apă de răcire și medii umede.
Coroziunea se manifestă inițial sub formă de coroziuni sau pete pe suprafețele cavităților, glisiere și miezuri. Aceste defecte se pot transfera la piesele turnate, ceea ce afectează desprinderea și crește timpul de curățare. Prin urmare, pe lângă alegerea oțelului potrivit pentru scule, sunt necesare și o curățare adecvată, uleiuri anticorozive și depozitare controlată pentru a ajuta la menținerea calității suprafeței și a reduce timpii de nefuncționare neplanificați pentru întreținere.
Stabilitate dimensională și termică
Stabilitate dimensională este esențială pentru menținerea unor toleranțe strânse în matrițele de turnare sub presiune. Oțelurile utilizate pentru matrițe trebuie să își mențină forma după tratamentul termic și pe toată durata lor de viață.
Aspectele cheie ale stabilității în turnarea sub presiune includ:
- Distorsiune redusă în timpul tratamentului termic, astfel încât dimensiunile cavității să rămână în limitele de prelucrare
- Rezistență bună la temperaturi ridicate, astfel încât duritatea și rezistența rămân stabile la temperaturile de funcționare ale matriței
- Rezistența la oboseală termică, limitând deteriorarea termică și fisurarea suprafeței pe parcursul mai multor cicluri de turnare
Oțelurile pentru matrițe de prelucrat la cald cu o bună stabilitate termică previn înmuierea, distorsiunea și creșterea excesivă a matriței în urma încălzirii și răcirii repetate. Această stabilitate ajută la menținerea etanșeității liniilor de separare, menține suprafețele de închidere și păstrează alinierea miezurilor și inserțiilor, contribuind în mod direct la o precizie constantă a turnării și la o durată de viață mai lungă a matriței.
Cum afectează performanța oțelului de scule matrița și producția de turnare sub presiune
Dacă detaliile tehnice de mai sus par prea complexe, iată un tabel care explică modul în care aceste proprietăți îmbunătățesc calitatea și eficiența produsului:
|
Proprietatea
|
Ceea ce vedeți în producție
|
|---|---|
|
Duritate / uzură
|
Durată de viață mai lungă a matriței, dimensiuni mai stabile, mai puține modificări ale zonelor critice
|
|
Rezistență
|
Risc mai mic de rupere a miezurilor, ciobire a marginilor sau defecțiuni bruște ale matriței
|
|
Stabilitate termică
|
Dimensiuni constante ale pieselor, linii de separare strânse și închideri fiabile
|
|
Rezistență la coroziune
|
Cavități mai curate, mai puține defecte de suprafață, curățare și timpi de nefuncționare reduși
|
|
Oboseala termica
|
Suprafețe mai netede pentru reparații și suduri mai lungi și mai puține pe matriță
|
Consultați furnizorul dumneavoastră de turnare sub presiune
Acest blog ar trebui să vă ofere o scurtă introducere despre oțelul pentru scule, dar există mult mai multe variabile care trebuie luate în considerare și ar trebui să consultați producătorul matriței de turnare sub presiune pentru mai multe detalii. Se recomandă să oferiți o cotație cu:
- O solicitare prealabilă pentru materiale specifice
- O descriere sau o diagramă a produsului
- Și mai mult, atâta timp cât oferiți producătorului matriței instrucțiuni clare
Dacă încă nu ești sigur de unde să începi, nu ezita să trimiteți oferta dvs., iar experții de la Moldie vă vor ajuta cu plăcere.
Întrebări frecvente
Ce determină cel mai bun tip de oțel pentru scule matrițe pentru o anumită aplicație?
Temperatura de funcționare joacă un rol major. Procesele de prelucrare la cald, cum ar fi turnarea sub presiune, necesită oțel care să își mențină rezistența la temperaturi ridicate, în timp ce sarcinile de prelucrare la rece se concentrează pe rezistența la uzură.
Tipul de sarcină contează și el. Prelucrarea la impact favorizează oțelurile mai dure, în timp ce producțiile lungi de serie favorizează clasele cu rezistență puternică la uzură și control stabil al dimensiunii.
Cum influențează proprietățile oțelului pentru scule performanța sa ca material pentru matrițe?
Rezistența la uzură controlează durata de timp în care o matriță își menține forma. Rezistența ridicată la uzură reduce rotunjirea muchiilor și deteriorarea suprafeței în timpul ciclurilor repetate.
Duritatea limitează crăparea și ciobirea. Rezistența la căldură ajută matrița să își păstreze duritatea atunci când este expusă la temperaturi ridicate de proces.
Cum afectează duritatea durata de viață a matriței de turnare sub presiune?
În turnarea sub presiune, o duritate mai mare îmbunătățește, în general, rezistența la eroziune și uzură în zonele cu curgere ridicată ale matriței, ceea ce prelungește durata de viață a sculei. Cu toate acestea, dacă duritatea este împinsă prea sus, tenacitatea scade, iar zonele subțiri sau puternic solicitate devin mai predispuse la fisuri. O gamă echilibrată de duritate, aleasă împreună cu furnizorul dvs. de piese turnate sub presiune, ajută la obținerea unei durate de viață lungi fără defecțiuni fragile.
Ce oțel pentru scule este cel mai frecvent utilizat pentru matrițele de turnare sub presiune din aluminiu și zinc?
H13 și echivalentele sale (cum ar fi 1.2344 sau SKD61) sunt cele mai comune alegeri pentru matrițele de turnare sub presiune din aluminiu și zinc, deoarece combină rezistența la cald, tenacitatea și o bună prelucrabilitate. Pentru aplicații deosebit de solicitante, se pot utiliza variante premium H13 sau alte oțeluri îmbunătățite pentru prelucrare la cald, pentru a rezista mai bine la deteriorarea termică, eroziune și fisurare.