Инструментальные стали лежат в основе современных технологий. производство литейных формЭти материалы отличаются от стандартных инструментальных сталей тем, что в них сбалансированы твердость, ударная вязкость и жаростойкость.
Этот блог служит руководством, которое поможет вам узнать о свойствах и выборе инструментальных сталей, чтобы вы могли лучше понимать производственный процесс вашего поставщика литьевых материалов и эффективно взаимодействовать на этапах проектирования и производства.
Стали для штампов горячей обработки при литье под давлением
Проще говоря, инструментальная сталь для штампов — это тип инструментальной стали, предназначенной для штампов и пресс-форм, которые должны сохранять свою форму при воздействии высоких нагрузок, трения и высоких температур. Ее можно разделить на марки для холодной обработки, горячей обработки и для изготовления пресс-форм из пластмассы. Среди них... штамповые стали для горячей обработки тесно связаны с формами для литья под давлением.
Штамповые стали для горячей обработки выдерживают многократное воздействие высоких температур и механических напряжений. Они используются для изготовления ковочных штампов, литейных форм и инструментов для горячей экструзии.
Распространенные стали для штамповочных форм, используемых при горячей обработке.
В литье алюминия и цинка под давлением сталь H13 является наиболее широко используемой сталью для горячей обработки, поскольку она обеспечивает стабильное сочетание прочности при высоких температурах, ударной вязкости и обрабатываемости для сложных форм и вставок.
Варианты и эквивалентные марки (например, 1.2344 или SKD61) обеспечивают схожие характеристики в зависимости от местных стандартов и поставок. Для очень сложных условий эксплуатации или инструментов с длительным сроком службы часто выбирают премиальные или модифицированные марки H13 с улучшенной чистотой и прочностью.
Свойства инструментальной стали и их преимущества в производстве пресс-форм
Инструментальные стали для литьевых форм должны работать в экстремальных условиях. Их ценность обусловлена широким спектром свойств, полезных в реальном производстве.
Твердость и износостойкость при литье под давлением
Для пакетов формы для литья под давлением, твердостью Это ключевой фактор в контроле износа компонентов и различных участков штампа. Правильно термообработанные стали для горячей обработки, такие как H13, обычно достигают твердости около 46–52 HRC для литья алюминия под давлением, а для производственных инструментов наиболее распространенной является твердость 48–50 HRC. Этого достаточно, чтобы ограничить эрозию от быстротекущего расплавленного металла во время производства.
сильный износостойкость помогает плесени выдерживать:
- Эрозия в зонах высокоскоростного потока металла (затворы, рабочие каналы, зоны перелива)
- Расплавленный алюминий или цинк имеет тенденцию прилипать к поверхности матрицы.
- Многократное закрытие и зажим матрицы при извлечении готовых деталей.
Карбидные покрытия, образованные углеродом, хромом и ванадием, замедляют потерю материала на горячей поверхности штампа. Гладкая, хорошо отполированная поверхность и подходящее покрытие дополнительно снижают трение и припой, продлевая срок службы штампа и обеспечивая стабильные размеры отливки.
Вязкость и ударная прочность при нагрузках, возникающих при впрыске.
Прочность В литье под давлением твердость так же важна, как и износостойкость. Главное отличие твердости от износостойкости заключается в том, что твердость обозначает сопротивление износу поверхности и вдавливанию, тогда как ударная вязкость означает сопротивление растрескиванию и разрушению при ударе. Это качество особенно важно в:
- Тонкие кристаллические компоненты и участки, подверженные воздействию высокого давления впрыска.
- Участки, подвергающиеся многократным механическим нагрузкам и ударам (вблизи выталкивающих штифтов и линий разъема).
Высокий ударной вязкостью Снижает риск внезапного разрушения при смещении матрицы, скачках давления металла или термическом шоке, вызванном неравномерным нагревом и охлаждением.
Коррозионная стойкость
Хотя для литьевых форм не требуется полная коррозионная стойкость нержавеющей стали, умеренная коррозионная стойкость необходима. устойчивость к коррозии Хром по-прежнему приносит пользу в повседневной эксплуатации и техническом обслуживании. Хром в сталях для горячей обработки помогает замедлить образование ржавчины между производственными циклами, во время хранения или при наличии охлаждающей воды и влажной среды.
Коррозия сначала проявляется в виде точечных повреждений или пятен на поверхностях полостей, направляющих и стержней. Эти дефекты могут передаваться на литые детали, что затрудняет их извлечение и увеличивает время очистки. Поэтому, помимо выбора подходящей инструментальной стали, для поддержания качества поверхности и сокращения незапланированных простоев на техническое обслуживание необходимы также правильная очистка, антикоррозионные масла и контролируемое хранение.
Размерная и термическая стабильность
Размерная стабильность Это крайне важно для обеспечения жестких допусков в литейных формах. Сталь, используемая для изготовления форм, должна сохранять свою форму после термообработки и на протяжении всего срока службы.
Ключевые аспекты стабильности при литье под давлением включают в себя:
- Низкая деформация при термообработкеТаким образом, размеры полости остаются в пределах допусков обработки.
- Хорошая устойчивость к закалкеТаким образом, твердость и прочность остаются стабильными при рабочих температурах штампа.
- Стойкость к термической усталостиограничивая образование трещин от нагрева и поверхностных трещин на протяжении многих циклов литья.
Штамповые стали для горячей обработки с хорошей термической стабильностью предотвращают размягчение, деформацию и чрезмерное расширение штампа при многократном нагреве и охлаждении. Эта стабильность помогает поддерживать плотные линии разъема, сохраняет поверхности замыкания и обеспечивает выравнивание стержней и вставок, что напрямую способствует стабильной точности литья и увеличению срока службы пресс-формы.
Как характеристики инструментальной стали влияют на форму для литья под давлением и на производство.
Если приведенные выше технические детали кажутся слишком сложными, вот диаграмма, которая объясняет, как эти свойства улучшают качество и эффективность продукции:
|
Свойства
|
Что вы видите на производстве
|
|---|---|
|
Твердость / износостойкость
|
Более длительный срок службы пресс-формы, более стабильные размеры, меньше изменений в критически важных областях.
|
|
Прочность
|
Меньше риска поломки сердечников, сколов по краям или внезапного выхода из строя штампов.
|
|
Термическая стабильность
|
Стабильные размеры деталей, точные линии разъема и надежное закрытие зазоров.
|
|
Устойчивость к коррозии
|
Более чистые полости, меньше дефектов поверхности, сокращение времени на очистку и простои.
|
|
Термическая усталость
|
Более гладкие поверхности, что позволяет дольше сохранять форму, сокращая количество ремонтов и сварных швов.
|
Проконсультируйтесь с вашим поставщиком литья под давлением.
В этом блоге вы найдете краткое введение в тему инструментальной стали, но существует множество других факторов, которые необходимо учитывать, и для получения более подробной информации следует обратиться к производителю литейных форм. Рекомендуется указывать в коммерческом предложении:
- Предварительный запрос на конкретные материалы.
- Описание или схема изделия
- И более того, при условии, что вы предоставите производителю пресс-форм четкие указания.
Если вы все еще не уверены, с чего начать, смело обращайтесь. Пришлите ваше предложениеИ специалисты компании Moldie с удовольствием вам помогут.
Часто задаваемые вопросы
Что определяет оптимальный тип инструментальной стали для конкретного применения?
Рабочая температура играет важную роль. Для процессов горячей обработки, таких как литье под давлением, необходима сталь, сохраняющая прочность при высоких температурах, в то время как задачи холодной обработки направлены на повышение износостойкости.
Тип нагрузки также имеет значение. Для высокоинтенсивной обработки предпочтительны более твердые стали, а для длительных производственных циклов — марки с высокой износостойкостью и стабильным контролем размеров.
Как свойства инструментальной стали влияют на ее характеристики в качестве материала для штампов?
Износостойкость определяет, как долго матрица сохраняет свою форму. Высокая износостойкость уменьшает скругление кромок и повреждение поверхности при многократных циклах.
Прочность ограничивает образование трещин и сколов. Термостойкость помогает штампу сохранять твердость при воздействии высоких технологических температур.
Как твердость влияет на срок службы литейной формы?
При литье под давлением более высокая твердость, как правило, повышает устойчивость к эрозии и износу в зонах с высокой текучестью материала в форме, что продлевает срок службы инструмента. Однако, если твердость слишком высока, прочность снижается, а тонкие или сильно напряженные участки становятся более склонны к растрескиванию. Сбалансированный диапазон твердости, выбранный совместно с поставщиком оборудования для литья под давлением, помогает обеспечить длительный срок службы без хрупких разрушений.
Какая инструментальная сталь чаще всего используется для изготовления форм для литья алюминия и цинка под давлением?
Сталь H13 и ее аналоги (например, 1.2344 или SKD61) являются наиболее распространенным выбором для изготовления литейных форм из алюминия и цинка, поскольку они сочетают в себе прочность при высоких температурах, ударную вязкость и хорошую обрабатываемость. Для особо сложных применений могут использоваться высококачественные варианты стали H13 или другие улучшенные стали для горячей обработки, обеспечивающие лучшую устойчивость к термическому растрескиванию, эрозии и образованию трещин.