Welke materialen moet ik kiezen voor spuitgietmatrijzen?
Inleiding tot vormstaal
Vormstaal kan grofweg worden onderverdeeld in 3 categorieën: koudwerkvormstaal, heetwerkvormstaal en kunststofvormstaal, die worden gebruikt voor smeden, stempelen, snijden en spuitgieten. Omdat het gebruik van verschillende mallen verschillend is en de werkomstandigheden complex zijn, moet het malstaal dat wordt gebruikt voor de vervaardiging van de mallen een hoge hardheid, sterkte, slijtvastheid, voldoende taaiheid hebben, evenals een hoge hardbaarheid, afschrikbaarheid en andere procesprestaties volgens de werkomstandigheden. Door de verschillende toepassingen en complexe werkomstandigheden zijn ook de prestatie-eisen voor vormstaal verschillend.
Koudwerkvormstaal omvat koudstansmatrijzen, draadtrekmatrijzen, dieptrekmatrijzen, embossingmatrijzen, draadwalsmatrijzen, rolvormmatrijzen, koudkopmatrijzen en koude extrusiematrijzen. Koudwerkvormstaal moet, afhankelijk van de arbeidsomstandigheden bij de productie, een hoge hardheid, sterkte, slijtvastheid, voldoende taaiheid, evenals een hoge hardbaarheid, afschrikbaarheid en andere procesprestaties hebben. Het gelegeerde gereedschapsstaal dat voor deze doeleinden wordt gebruikt, behoort doorgaans tot gelegeerd staal met een hoog-koolstofgehalte, met een koolstofmassafractie van meer dan 0,80%. Chroom is een belangrijk legeringselement in dit type staal en de massafractie bedraagt doorgaans niet meer dan 5%. Voor sommige vormstaalsoorten die na het afschrikken een hoge slijtvastheid en zeer kleine vervorming vereisen, kan de maximale chroommassafractie echter 13% bereiken, en om een grote hoeveelheid carbiden te vormen, is de koolstofmassafractie in het staal ook erg hoog, tot 2,0% ~ 2,3%. Koudwerkvormstaal heeft een relatief hoog koolstofgehalte en de microstructuur ervan behoort meestal tot hypereutectoïde staal of ledeburietstaal. Veelgebruikte staalsoorten zijn onder meer hoog-koolstof-laag-gelegeerd staal, hoog-koolstof-hoog-chroomstaal, chroom-molybdeenstaal en medium-koolstof-chroom-wolfraam-mangaanstaal.
Heetwerkmatrijzen zijn hoofdzakelijk onderverdeeld in hamersmeedwerk, matrijzensmeedwerk, extrusie en spuitgietvormen, waaronder heetsmeedmatrijzen, perssmeedmatrijzen, stempelmatrijzen, hete extrusiematrijzen en metalen spuitgietmatrijzen. Matrijzen voor heet werk worden tijdens het werk blootgesteld aan enorme mechanische spanningen en moeten ook bestand zijn tegen de effecten van herhaalde verwarming en koeling, wat grote thermische spanningen veroorzaakt. Naast hoge hardheid, sterkte, rode hardheid, slijtvastheid en taaiheid, moet heet vormstaal ook een goede hoge- temperatuursterkte, thermische vermoeiingsstabiliteit, thermische geleidbaarheid en corrosieweerstand hebben. Bovendien is een hoge hardbaarheid vereist om uniforme mechanische eigenschappen over de gehele dwars-doorsnede te garanderen. Voor spuitgietstaal moet het ook bestand zijn tegen herhaalde verhitting en afkoeling van de oppervlaktelaag zonder te barsten, en tegen de impact en erosie van de vloeibare metaalstroom. Dit type staal behoort over het algemeen tot gelegeerd staal met gemiddelde- koolstof, met een koolstofmassafractie van 0,30% ~ 0,60%, wat hypo-eutectoïde staal is, en sommige staalsoorten worden eutectoïde of hypereutectoïde staal door de toevoeging van meer legeringselementen (zoals wolfraam, molybdeen, vanadium, enz.). Veelgebruikte staalsoorten zijn chroom-mangaanstaal, chroom-nikkelstaal, chroomstaal en chroom-wolfraamstaal.
Kunststof mallen omvatten thermoplastische plastic mallen en thermohardende plastic mallen. Het staal voor kunststof mallen moet bepaalde eigenschappen hebben, zoals sterkte, hardheid, slijtvastheid, thermische stabiliteit en corrosieweerstand. Bovendien zijn ook goede procesprestaties vereist, zoals kleine vervorming door warmtebehandeling, goede bewerkbaarheid, goede corrosieweerstand, goede slijp- en polijstprestaties, goede reparatielasprestaties, hoge ruwheid, goede thermische geleidbaarheid en stabiele grootte en vorm van de werkomstandigheden. Over het algemeen kan heet vormstaal worden geselecteerd voor spuitgiet- of extrusievormmatrijzen; koudwerkvormstaal kan worden geselecteerd voor thermohardend gieten en matrijzen die een hoge slijtvastheid en hoge sterkte vereisen.