В области изготовление пресс-форм, у нас более 20 лет опыта и мы понимаем, что выбор материалы формы выходит далеко за рамки соображений стоимости. Эксплуатационные характеристики материалов напрямую влияют на срок службы пресс-форм, качество готовой продукции и даже общую эффективность производства, что делает их критически важным фактором, определяющим производительность пресс-форм.
Если вы выбираете правильный материал для пресс-формы для своего проекта, эта статья предоставит вам четкие ориентиры. Основываясь на нашем опыте в проектах, мы обобщили ключевые характеристики и типичные области применения нескольких часто используемых материалов для пресс-форм.
Вы можете начать с быстрого получения базовых знаний с помощью приведенной ниже таблицы, а затем углубиться в логику выбора и рекомендации по использованию для каждого материала.
| Тип материала | Ключевые характеристики | Типичные области применения |
|---|---|---|
| Предварительно закаленная сталь (например, P20, 718, NAK80) | Средняя твёрдость (HRC 28-40), хорошая обрабатываемость, не требует последующей термической обработки. | Формы для литья под давлением для мелко- и среднесерийного производства; формы, требующие высокой степени полировки (NAK80). |
| Закаленная сталь (например, H13, D2, SKD11) | Высокая твердость (HRC 45-52+), отличная износостойкость, высокая прочность, хорошая термостойкость (H13). | Пресс-формы большого объема, высокой точности и износостойкости; пресс-формы для литья под давлением (H13); штампы для штамповки и холодной ковки (D2). |
| Нержавеющая сталь (например, 420SS, S136) | Отличная коррозионная стойкость, хорошая полируемость. | Медицинские приборы, формы для упаковки пищевых продуктов; формы для коррозионно-активных пластиков (ПВХ); формы с высокой степенью зеркальной полировки (S136). |
| Порошковая металлургия стали (например, ASP23, ASP30) | Сверхвысокая износостойкость, высокая прочность, превосходная размерная стабильность, однородная микроструктура. | Сверхточные, долговечные пресс-формы; сложные штамповочные штампы; высококачественные литьевые формы. |
| Алюминиевый (например, 6061, 7075) | Низкая плотность, легкий вес, отличная теплопроводность, быстрая обработка. | Быстрое прототипирование, мелкосерийное производство; выдувные формы; компоненты форм, требующие быстрого отвода тепла. |
| Медный сплав (например, бериллиевая медь, хромоциркониймедь) | Исключительная теплопроводность, хорошая износостойкость, высокая прочность (бериллиевая медь). | Вставки в формы для локальных горячих точек для улучшения охлаждения; высокоточные компоненты штамповочных штампов (бериллиевая медь). |
| карбид (например, карбид вольфрама) | Чрезвычайно высокая твердость и износостойкость. | Детали пресс-форм, подвергающиеся сильному износу (например, пуансоны, матрицы для штамповки); детали со сверхдлительным сроком службы. |
Инструментальная сталь
В нашем производстве инструментальная сталь, несомненно, является наиболее широко используемым материалом. Ее исключительная прочность, твердость, износостойкость и термостойкость позволяют ей справляться с различными сложными сценариями.
Исходя из конкретных требований проекта, мы тщательно выбираем инструментальную сталь из различных серий:
Предварительно закаленная сталь (например, P20, 718, NAK80)
Эти стали — наш лучший выбор для литьевых форм малых и средних партий. Перед поставкой они проходят предварительную закалку, как правило, с твердостью от HRC 28 до 40. Это позволяет производить прямую механическую обработку без трудоемкой вторичной термообработки, что также позволяет избежать риска деформации. Это значительно упрощает изготовление форм и сокращает производственные циклы. В частности, выделяется NAK80 — когда клиенты требуют чрезвычайно высокую чистоту поверхности (например, оптические линзы или детали салона автомобиля), ее превосходная полируемость без усилий позволяет добиться зеркальных эффектов.
Закаленная сталь (например, H13, D2, SKD11):
Для форм, требующих более высоких нагрузок, температур или сильного износа (например, для массового производства или литья под давлением), мы выбираем эти стали. В отличие от предварительно закаленной стали, они подвергаются строгой закалке и отпуску для достижения твердости HRC 45–52 или выше. Этот дополнительный процесс обеспечивает превосходную износостойкость, прочность и длительный срок службы формы. H13 является нашим стандартом для форм для литья под давлением благодаря своей превосходной стойкости к термической усталости. Для вырубных штампов и форм для холодной штамповки лучшим выбором являются D2 и SKD11 — их почти предельная износостойкость обеспечивает стабильную производительность при обработке материалов высокой твердости.
Нержавеющая сталь (например, 420SS, S136)
Для медицинских приборов, форм для упаковки пищевых продуктов или пластиков, которые выделяют едкие газы (например, ПВХ), мы обычно используем эти стали. Их превосходная коррозионная стойкость и полируемость делают их идеальными для таких применений. S136, в частности, обеспечивает безупречные результаты для прозрачных пластиковых деталей, требующих идеальной зеркальной отделки.
Сталь порошковой металлургии (например, ASP23, ASP30)
Для сверхточных, сверхдолговечных «жестких» проектов (например, прецизионных штамповочных штампов или высококачественных литьевых форм) эти стали являются оптимальным решением. Несмотря на более высокую стоимость, их однородная структура зерна обеспечивает исключительную износостойкость и прочность, значительно продлевая срок службы пресс-формы — часто оказываясь более экономически эффективными в долгосрочной перспективе.
Алюминиевый сплав (например, 6061, 7075)
Алюминиевый сплав — еще один часто используемый материал в нашем производстве пресс-форм. Его теплопроводность в несколько раз выше, чем у стали, что позволяет литьевым формам охлаждаться быстрее, что значительно сокращает время цикла и повышает эффективность производства.
Однако алюминиевые сплавы не обладают твердостью и износостойкостью стали — например, 7075 имеет менее четверти твердости высококачественных инструментальных сталей. Поэтому их часто используют для быстрого прототипирования и мелкосерийного производства пресс-форм.
При этом алюминий исключительно хорошо подходит для выдувных форм, форм для быстрого прототипирования или компонентов, требующих эффективного отвода тепла.
Медный сплав
При локальном перегреве или необходимости повышения эффективности охлаждения мы часто используем медные сплавы (например, бериллиевую медь, хромоциркониевую медь). Их превосходная теплопроводность и умеренная износостойкость делают их идеальными для вставок или стержневых материалов, точно размещаемых в горячих точках формы. В литейных формах вставки из медного сплава эффективно снижают температуру стержня, продлевая срок службы формы, одновременно повышая эффективность производства и качество продукции.
Для штампов высокой точности, требующих эластичных компонентов или специальных формовочных секций, бериллиевая медь также рассматривается из-за ее эластичности и усталостной прочности. Учитывая ее более высокую стоимость, мы используем ее только в критических областях, где ее уникальные свойства незаменимы.
карбид
Для компонентов пресс-форм, подвергающихся экстремальному износу (например, пуансоны, вогнутые штампы) или требующих сверхвысокой точности и долговечности, мы обращаемся к «чемпиону в тяжелом весе» — карбидам (например, вольфрамовой стали). С твердостью, превышающей HRA 90, и выдающейся износостойкостью он не имеет себе равных. Однако его хрупкость и высокая цена ограничивают его применение сценариями, где производительность не оставляет альтернативы.
Наконец, выбор материалов для форм не должен основываться исключительно на общем опыте, а требует комплексного суждения, основанного на конкретных условиях проекта. Мы рекомендуем проконсультироваться с профессиональными инженерами по формованию, прежде чем принимать решения.
Перед этим было бы полезно подготовить следующую ключевую информацию:
- Основные характеристики продукта (такие как используемый материал, сложность конструкции, точность размеров и требования к отделке поверхности);
- Предполагаемый объем производства;
- Диапазон бюджета затрат;
- Другие специальные требования (например, коррозионная стойкость, теплопроводность или полируемость и т. д.).
Обладая этой информацией, инженеры смогут более эффективно подобрать для вас подходящие решения по выбору материалов для пресс-форм, достигая оптимального баланса между производительностью, сроком службы и стоимостью.
Если у вас остались вопросы по выбору материала для пресс-формы, обращайтесь к команде инженеров-проектировщиков пресс-форм RJC, мы можем оказать вам бесплатную техническую поддержку. Связаться сейчас.
