Основы обработки пресс-форм

1. Метод формования . Выбор может быть сделан из двух основных типов материала.

А) Инструментальная сталь для горячей обработки, которая может выдерживать относительно высокие температуры, возникающие при литье под давлением, ковке и экструзии.

Б) Инструментальная сталь для холодной обработки, которая используется для вырубки и резки, холодной штамповки, холодной штамповки, холодной ковки и уплотнения порошка.

Пластмассовые материалы. Некоторые пластмассовые материалы, например ПВХ, выделяют коррозийные побочные продукты. Коррозия также может быть вызвана такими факторами, как длительное нахождение пластикового материала в цилиндре литьевой машины, конденсация из-за простоя, агрессивные газы, кислоты, циклы охлаждения/нагрева, вода или условия хранения. В таких случаях рекомендуется использовать нержавеющую сталь.

Размер формы. В больших формах часто используется предварительно закаленная сталь. Для изготовления небольших форм часто используется сталь сквозной закалки.

Сводка срока службы пресс-формы

Формы, предназначенные для длительного использования (>1 000 000 циклов), должны быть изготовлены из стали повышенной твердости 48–65 HRC.

В формах для средне- и долгосрочного использования (от 100 000 до 1 000 000 циклов) должна использоваться предварительно закаленная сталь с твердостью 30–45 HRC.

Формы для кратковременного использования (<100 000 циклов) могут быть изготовлены из мягкой стали твердостью 160–250 HB.

Шероховатость поверхности. Многие производители пресс-форм для пластиковых деталей отдают приоритет качеству поверхности. Например, когда для улучшения обрабатываемости добавляется сера, качество поверхности ухудшается. Сталь с высоким содержанием серы также становится более хрупкой. Эти сульфидные включения действуют как твердые частицы; при последующей полировке полости формы они могут выдергиваться или оставлять микроскопические ямки, что приводит к появлению дефектов поверхности, таких как «точки» или «апельсиновая корка», которые не позволяют добиться зеркального блеска. Следовательно, для проектировщиков и покупателей пресс-форм выбор материала не должен сосредотачиваться исключительно на «простоте механической обработки». Приоритет должен быть отдан требованиям к качеству поверхности окончательной формы и общему сроку службы, избегая тем самым использования стали с высоким содержанием серы, что было бы глупо и глупо.

2. Какой основной фактор влияет на обрабатываемость материалов?

Химический состав стали имеет решающее значение. Как правило, чем выше содержание легирующих элементов в стали, тем труднее ее обрабатывать. По мере увеличения содержания углерода обрабатываемость снижается.

Структура стали также очень важна для обрабатываемости. Различные конструкции включают кованые, литые, экструдированные, прокатанные и механически обработанные. Поковки и отливки часто имеют поверхности, которые очень трудно обрабатывать.

Твердость является основным фактором, влияющим на обрабатываемость. Общее правило заключается в том, что чем тверже сталь, тем труднее ее обрабатывать. Быстрорежущей сталью (HSS) можно обрабатывать материалы твердостью до 330-400 HB; HSS с покрытием из нитрида титана (TiN) может работать с материалами твердостью до 45 HRC; для материалов твердостью 65-70 HRC необходимо использовать твердосплавные, керамические, металлокерамические или кубические нитриды бора (CBN) инструменты.

Неметаллические включения обычно отрицательно влияют на срок службы инструмента. Например, Al2O3 (оксид алюминия), представляющий собой чистую керамику, обладает высокой абразивностью.

Наконец, остаточное напряжение может вызвать проблемы с обрабатываемостью. После черновой обработки часто рекомендуется операция по снятию напряжения.

3. Влияние стали на формы и будущие тенденции

Производительность, срок службы и стоимость форм напрямую зависят от выбора стали. Ключевые факторы включают в себя:

Химический состав и структура. Содержание углерода и сплавов определяет твердость, ударную вязкость и износостойкость. Высоколегированные стали обладают износостойкостью, но их трудно обрабатывать, поэтому требуется баланс между производительностью и стоимостью. Поверхностные дефекты, возникшие в результате ковки или литья, усложняют обработку.

Твердость и обрабатываемость. Высокая твердость повышает износостойкость, но увеличивает затраты на обработку. Материалы инструмента (например, быстрорежущая сталь, твердый сплав, CBN) должны выбираться в зависимости от срока службы формы (например, для >1 миллиона циклов требуется сталь HRC 48-65).

Требования к качеству поверхности: Требования к полировке (например, зеркальной) требуют использования чистых сталей с низким содержанием серы, чтобы избежать дефектов, вызванных сульфидными включениями.

Адаптируемость к особым условиям: Для коррозийных пластмасс (например, ПВХ) требуется нержавеющая сталь; В больших формах часто используется предварительно закаленная сталь, чтобы минимизировать искажения при термообработке.

4 . пресс-форм Будущие тенденции в области обработки

Разработка высокопроизводительных материалов: новые стали для форм (например, стали для порошковой металлургии), сочетающие в себе высокую твердость, ударную вязкость и обрабатываемость.

Усовершенствованная обработка поверхности: покрытия (например, TiN, DLC) для повышения износостойкости и коррозионной стойкости, снижающие зависимость от экстремальных свойств основного материала.

Цифровой и интеллектуальный выбор материала: большие данные и моделирование искусственного интеллекта позволяют точно сопоставить свойства стали с условиями эксплуатации пресс-формы, оптимизируя затраты и срок службы.

Устойчивое производство: продвижение ремонтопригодных формовочных сталей и низкоуглеродистых сплавов для снижения потребления ресурсов.