Распространенные типы стали, используемые в литьевых формах. Практическое руководство?

Почему выбор стали для пресс-формы влияет на все: от стоимости до качества детали

Сталь пресс-формы — это не просто конструкционный материал, скрепляющий форму полости. От этого напрямую зависит, сколько деталей может изготовить пресс-форма до того, как она изнашивается, насколько хорошо она противостоит коррозии, вызываемой определенными пластиками или добавками, и насколько хорошо она может отполировать поверхность, что имеет огромное значение для косметических деталей.

Реальный сценарий - Пресс-форма, которая вышла из строя на годы раньше запланированного срока

Представьте себе производителя, который выбрал более дешевую-мягкую марку стали для пресс-формы, которая, как ожидается, будет обеспечивать действительно большие-производственные графики, главным образом для того, чтобы сэкономить на первоначальной стоимости оснастки. В течение первого года износ в области литника и острых кромок полости стал достаточно заметным, чтобы начать влиять на размеры детали, задолго до того, как производственный цикл был почти завершен. Замена или капитальный ремонт пресс-формы в середине-проекта обошлись значительно дороже, чем изначально стоила бы разница между исходной маркой стали и правильно выбранной более твердой альтернативой. Первоначальная экономия на самом деле ничего не сэкономила, если учесть полный жизненный цикл производства.

Две основные категории -Предварительно-закаленной и закаленной инструментальной стали

Что на самом деле означает «твердость» для производительности пресс-формы

Стали для пресс-форм обычно делятся на две большие категории. Предварительно-закаленные стали поступают с сталелитейного завода уже закаленными до умеренного уровня и готовыми к механической обработке без необходимости проведения отдельного этапа термообработки после вырезания полости. Закаленные инструментальные стали сначала обрабатываются в более мягком, более пригодном к обработке состоянии, а затем подвергаются термообработке-после чего достигается значительно более высокая конечная твердость. Этот процесс требует дополнительных затрат времени и средств, но позволяет получить форму, способную производить гораздо большие объемы производства, прежде чем она изнашивается. Сама твердость измеряется по шкале Роквелла C, и более высокие значения HRC обычно соответствуют лучшей износостойкости, хотя очень высокая твердость также может сделать сталь более хрупкой или трудной для обработки мелких деталей.

Сталь P20 - Обычное значение по умолчанию для форм среднего-объема

Пресс-форма для литья под крышкой настольного телефона -, куда хорошо подходит P20

P20 — одна из наиболее широко используемых предварительно-формовочных сталей, твердость которой обычно составляет около 28-32 HRC, что обеспечивает разумный баланс обрабатываемости, умеренной износостойкости и стоимости. Пресс-форма для литья под давлением крышки настольного телефона с умеренной структурной сложностью и средним-ожидаемым объемом производства хорошо подходит для P20, поскольку сталь сравнительно легко обрабатывается, даже с детализированными выступами и выступами, и в то же время достаточно хорошо выдерживает производственный цикл, который не требует чрезвычайно больших объемов производства.

Сталь H13 - Прочность для более высоких-объемов и более высоких-напряжений

Пресс-форма для корпусов водоочистителей - Почему H13 подходит для более крупных структурных полостей

H13 — это закаленная инструментальная сталь, обычно -термически обработанная до твердости примерно 48-52 HRC, известная своей хорошей прочностью и высокой износостойкостью, что делает ее распространенным выбором для форм, рассчитанных на большие объемы производства или на более сложную с механической точки зрения геометрию полостей. Пресс-форма для литья под давлением корпусов водоочистителей с увеличенным размером полости и структурными требованиями, обсуждавшимися в предыдущих статьях этой серии, выигрывает от сочетания прочности и износостойкости H13, поскольку более крупные формы испытывают большее совокупное механическое напряжение в течение каждого цикла просто из-за их размера, а прочность H13 помогает противостоять растрескиванию под этим повторяющимся напряжением лучше, чем более мягкая предварительно закаленная сталь.

Сталь S136 -, коррозионная стойкость и превосходная-полированная косметическая отделка

Прозрачная пресс-форма для семейства лотков PS - Почему S136 подходит для оптически прозрачных деталей

S136 — это закаленная инструментальная сталь-типа нержавеющей стали, также обычно имеющая твердость 48-52 HRC после термообработки, но обладающая значительно лучшей коррозионной стойкостью, чем H13, и способностью обеспечивать исключительно тонкую полировку. АПрозрачная литьевая форма для семейства лотков PSВ частности, преимущества S136 заключаются в возможности полировки, поскольку достижение подлинной оптической прозрачности отлитой детали во многом зависит от безупречной полировки самой поверхности полости, любые дефекты стальной поверхности переносятся непосредственно на пластиковую деталь. Коррозионная стойкость S136 также важна для форм, которые будут храниться между производственными циклами или эксплуатироваться во влажных производственных средах, поскольку поверхностная коррозия в полости с высоким-полированием визуально более разрушительна и труднее поддается полному ремонту, чем на формах с текстурированной или матовой-отделкой.

Алюминиевые инструменты -, когда это имеет смысл вместо стали

Алюминиевые инструменты вовсе не являются стальными, но об этом стоит упомянуть, поскольку это вполне приемлемый вариант для конкретных ситуаций. Алюминиевые формы значительно дешевле и быстрее производить, чем стальные инструменты, и они гораздо эффективнее проводят тепло, что может значительно сократить время цикла. Компромиссом является значительно более короткий ожидаемый срок службы пресс-формы, которая обычно подходит только для прототипирования, мостовой оснастки во время изготовления производственной стальной формы или для действительно небольших-серийных производственных циклов, поскольку алюминий просто не выдерживает такого же износа и повторяющихся циклических циклов, с которыми справляется стальная оснастка.

Сравнение-по-боковой стали

Твердость, износостойкость, коррозионная стойкость и стоимость

Это сравнение показывает, почему выбор стали – это не просто выбор самого прочного из доступных вариантов. S136 и H13 имеют одинаковую твердость, но коррозионная стойкость и способность к полировке S136 требуют больших затрат, что имеет смысл только тогда, когда эти конкретные свойства действительно важны для производимой детали.

Соответствие выбора стали ожидаемому объему производства

Ожидаемое количество выстрелов в зависимости от типа стали

Объем производства часто является единственным наиболее важным фактором при выборе стали, поскольку форма, изготовленная из стали, недостаточной для ее фактического использования, изнашивается и требует дорогостоящего ремонта или замены задолго до того, как будут удовлетворены производственные потребности проекта.

Выбор стали на основе честной и реалистичной оценки общего ожидаемого объема производства в течение всего жизненного цикла пресс-формы, а не на основе самого дешевого предложения или ненужных завышенных-спецификаций, неизменно приводит к наилучшему общему результату затрат.

Обработка поверхности и покрытия, продлевающие срок службы пресс-формы

Помимо выбора базовой стали, обработка поверхности, такая как азотирование или специальные покрытия, может значительно повысить износостойкость и защиту от коррозии, не требуя перехода на более дорогую марку базовой стали. Азотирование, процесс термообработки-, который упрочняет именно поверхностный слой стали, обычно применяется к P20 и аналогичным сталям для повышения износостойкости, приближающейся к тому, что может обеспечить более твердая сталь по своей природе, часто с меньшими общими затратами, чем просто указание более твердой базовой стали с самого начала. Эти обработки не являются полной заменой выбора правильной базовой стали для действительно требовательных применений, но их стоит рассмотреть для проектов, находящихся на границе между двумя вариантами марок стали.

Тенденции отрасли - Почему все больше покупателей интересуются сертификацией стали и ее снабжением

Покупатели, закупающие инструменты на международном уровне, стали чаще запрашивать конкретное происхождение стали и сертификационную документацию, отчасти из-за нестабильного качества, наблюдаемого при использовании стали из непроверенных или смешанных-источников стали в более широкой производственной цепочке поставок. Это подтолкнуло более авторитетных производителей инструментов к использованию проверенных, отслеживаемых поставщиков стали и предоставлению сертификатов материалов в качестве стандартной части процесса ценообразования, вместо того, чтобы относиться к выбору поставщиков стали как к внутренним деталям, которые покупателям не нужны. Также растет интерес к включению проверки твердости после-термической-обработки в качестве стандартного результата, а не просто доверять номинальным характеристикам марки стали без подтверждения того, что фактическая термообработка достигла запланированного результата.

Стандарты качества и сертификация литейной стали

Сертификаты материалов и проверка твердости после термообработки

Авторитетный производитель должен иметь возможность предоставить сертификат материала, подтверждающий фактическую марку стали, используемой в вашей форме, а также данные испытаний на твердость после -термической-обработки для закаленных сталей, таких как H13 или S136, а не полагаться исключительно на номинальную спецификацию марки без проверки. Это различие имеет значение, поскольку качество термообработки действительно различается на разных предприятиях, а сталь с номинальным обозначением H13, которая не прошла правильную-термическую обработку, может на самом деле не обеспечить ту твердость или характеристики, которыми известна эта марка. Запрос этой документации, особенно для проектов большего-объема или косметически сложных проектов, является разумной и все более стандартной практикой, а не необычным запросом.

Как правильно выбрать стальную форму для вашего проекта - Практический контрольный список

Прежде чем выбирать марку стали, оцените реалистичный общий объем производства в течение ожидаемого срока службы пресс-формы.

Для косметически требовательных, -полированных или оптически прозрачных деталей отдайте предпочтение S136 или аналогичной коррозионно--устойчивой полируемой стали.

Для больших, структурно сложных полостей отдавайте предпочтение H13 или аналогичным закаленным инструментальным сталям из-за их прочности при повторяющихся нагрузках.

Для деталей среднего-объема и средней сложности P20 часто обеспечивает наилучшее соотношение цены и производительности.

Рассмотрите возможность обработки поверхности, например азотирования, для проектов, находящихся на границе между двумя вариантами марок стали.

Запросите сертификаты на материалы и проверьте твердость после-термической-обработки, особенно для закаленных марок стали.

Поиск форм, изготовленных из подходящей стали - Что спросить у производителя

Документация по стали, время выполнения и минимальный заказ для оптовых заказов

Знающий производитель литьевых форм должен быть в состоянии четко объяснить свои рекомендации по марке стали для вашего конкретного проекта, а не по умолчанию использовать ту марку, которую он обычно имеет в наличии, независимо от ваших фактических производственных и косметических требований. Оценивая завод по производству литьевых форм, запросите сертификаты на материалы и данные проверки твердости после -термической-обработки, а также спросите, откуда они получают сталь, чтобы подтвердить, что она поступает от отслеживаемого, надежного поставщика, а не от непроверенного источника.

В случае оптового проекта по производству деталей, отлитых под давлением, где долговечность пресс-формы напрямую влияет на общую стоимость владения, стоит открыто поговорить с вашим производителем о реалистичных ожиданиях по объему производства на ранних этапах процесса ценообразования, чтобы выбор марки стали основывался на фактических потребностях вашего проекта, а не на излишне консервативных или недостаточно определенных рекомендациях по умолчанию.

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ