Порысненне матэрыялаў для мэталічных форм!

Выбар металу для вырабу формы — адно з ключавых пачатковых рашэнняў, якое паўплывае на вытворчасць, якасць дэталей, тэрмін службы інструмента і кошты. Абгрунтаваны выбар залежыць ад ведання ўласцівасцей розных матэрыялаў і іх адпаведнасці патрабаванням канкрэтнага прымянення. Цяпер параўнаем асноўных конкурэнтаў.

1. Інструментальныя сталі: асноўныя працоўныя матэрыялы

Уласцівасці: вядомыя сваёй экстрэмальнай цвёрдасцю, выдатнай зносастойкасцю і задавальнай стойкасцю да сціскання. Гэтыя ўласцівасці значна палепшваюцца пры цяплавой апрацоўцы. Яны захоўваюць форму пры высокім ціску і тэмпературы.
Перавагі: нязроўненная доўгавечнасць пры масавым вытворчасці, праца з абразіўнымі матэрыяламі, прыдатнасць для складаных геаметрычных форм пры доўгіх серыях і высокіх патрабаваннях да дакладнасці. Шматлікія маркі маюць добрую апрацоўваемасць перад цяплавой апрацоўкай.
Слабкія бакі: вышэйшая каштоўнасць у параўнанні з каляровымі металамі. Цеплаправоднасць знаходзіцца ў межах ад сярэдняй да нізкай, што можа патрабаваць больш складанага канструктыўнага выканання каналоў ахалоджвання. Змяншаная вязкасць пры вельмі высокай твёрдасці.
Найбольш падыходзіць для: вытворчасці ўстаўкі для ліцёвых форм, літых форм (асабліва для стужкоў і паражын), выдуўнога і кампрэсійнага фармавання, а таксама складаных штампаў і штампавак для ковачы.

2. Сплавы алюмінію: лідэры па хуткасці і цеплаправоднасці

Уласцівасці: значна лёгшы ў параўнанні з сталлю. Мае высокую цеплаправоднасць (звычайна ў 4-5 разоў вышэйшую за інструментальную сталь) і добрую апрацоўваемасць (у закалячаных станах). У інструментальных сталей ніжчая зносастойкасць і твёрдасць.
Перавагі: кардынальна скарачае час і кошт вырабу, бо апрацоўка і паліроўка ідуць хутчэй. Чым лепш ахалоджванне, тым меншы цыкл і, магчыма, вышэйшая якасць вырабу (менш дэфармацыі, прагнутасці). Лягчэй змяняць і рамантаваць.
Слабасці: Яны менш твёрдыя, таму могуць зносіцца, абрыўвацца і лёгка пашкоджвацца — не падыходзяць для выкарыстання супраць вельмі абразіўных матэрыялаў або пры высокіх аб'ёмах. Гэта зніжае прыціскную нагрузкі і абмежоўвае памер/складанасць дэталі ў выпадках з нізкай міцнасцю.
Найбольш падыходзяць для: прататыпавання, вырабу малых і сярэдніх серый, дэталей, якія патрабуюць вельмі добрай адделкі паверхні, устаўкі, дзе ахалоджванне дэталі з'яўляецца складаным, тэрмофармавання, RIM (рэакцыйнае ліццё пад ціскам), прымяненне для хуткага вырабу прылад.

3. Медныя сплавы (без берылію): Цеплавыя спецыялісты

Уласцівасці: Маюць найлепшую цеплаправоднасць сярод усіх распаўсюджаных металаў для форм (часта ў 2-3 разы больш за ў алюмінію і ў 8-10 разоў больш за ў інструментальнай сталі). Добрая стойкасць да карозіі і прыемная твёрдасць (магчыма цяплавая апрацоўка).
Перавагі: выключныя здольнасці адводу цепла, вельмі карысныя пры кантролі перагрэтых месцаў у формах. Забяспечвае значна скарочаныя тэрміны вырабу і дакладнасць дэталей. Добрая патэнцыяльная якасць паверхні. Выдатная стойкасць да задзіранняў.
Недахопы: больш высокая твёрдасць і знос у параўнанні з інструментальнай стальлю памяншаюць прыдатнасць для вобласцей з моцным зносам. Значна даражэй за алюміній. Алюміній можа быць лягчэйшым для апрацоўкі. Мае высокую шчыльнасць.
Найбольш падыходзіць для: у асноўным як ўстаўкі (сердзечнікі, элементы паўзніны, выштурхвальнікі) у зонах сталёвых форм з высокай патрабаванасцю адводу цепла, асабліва пры ліццё ў форму пад ціскам і пры ліццё ў металічную форму. Ключавы для апрацоўкі складаных для ахалоджвання канструкцый або матэрыялаў, якія не пераносяць цяпла.

4. Медныя сплавы (безберылевыя альтэрнатывы):

Уласцівасці: распрацаваныя для забеспячэння значнай цеплаправоднасці (да якой дасягаюць звычайныя медна-берылевыя сплавы) без рызыка для здароўя, звязанага з берыліем. Да такіх сплаваў адносяцца медна-нікелева-кремніевыя, медна-хром-цырконіевыя сплавы.
Перавагі: Выдатная цеплаправоднасць пры павелічэнні твёрдасці, міцнасці і зносастойкасці ў параўнанні з традыцыйнымі высокамеднымі сплавамі. Менш небяспечная апрацоўка і аборт з матэрыялам.
Недахоп: у агульным выпадку крыху ніжэйшая цеплаправоднасць, якая паніжаецца ў параўнанні з чыстымі выдкамеднымі сплавамі ці медзяна-берылевымі. Можа быць дарагім. Даступнасць розных марак можа адрознівацца.
Найлепшае выкарыстанне: Устаўкі цеплавыя, дзе таксама патрабуецца бяспека без выкарыстання берылію, і дзе неабходны баланс цеплаправоднасці, міцнасці і зносастойкасці.

5. Прафесійныя інструментальныя сталі (працэс партоснай металургіі - PM):

Уласцівасці: Вырабляюцца з дапамогай перадавых метадаў партоснай металургіі, што дазваляе атрымаць больш тонкую і аднолькавую мікраструктуру. Гэта забяспечвае павелічэнне твёрдасці, значна лепшую вязкасць і палепшаную зносастойкасць у параўнанні з інструментальнымі сталямі, апрацаванымі традыцыйнымі метадамі.
Перавагі: Выдатны баланс твёрдасці, вялікая трываласць і стойкасць да зносу. Добры паліруецца і стойкі да ўтварэння задзіраў або трэшчын, асабліва пры дэталёвай працы ці пры моцных нагрузкі. Паляпшаная ізатропнасць (аднолькавасць у ўсіх напрамках).
Недахопы: Кошт матэрыялу найвышэйшы параўнальна з іншымі варыянтамі. Закалячаная ПА-сталь можа апрацоўвацца павольней і патрабаваць больш спецыялізаваных інструментаў.
Найбольш падыходзіць для: высокапрыродных, цяжкаапрацоўваемых форм для вырабу абразыўных вырабаў, вельмі доўгіх серый вытворчасці, форм з невялікімі элементамі, якія схільныя да зносу ці адламоў, моцна нагружаных кернаў і палосцей у літарным ліцці.

Асноўныя крытэрыі выбару:

Аб'ём вытворчасці: Аб'ём вялікі і патрабуе сталёвых або ПА-сталёвых інструментаў. Малы аб'ём лепш робіць з алюмінію.
Матэрыял вырабу: Шкло-напоўненыя, мінералы (абразыўныя) маюць высокія патрабаванні да зносастойкасці (інструментальная сталь/ПА). Высокая цеплаправоднасць (медныя / алюмініевыя ўстаўкі) карысная для цеплачутлівых матэрыялаў.
Геаметрыя і складанасць вырабу: Уставы з высокай цеплаправоднасцю цяжка астуджаць. Патрабуецца высокая паліроўкальнасць і твардасць (інструментальная сталь/ПМ) для дробных элементаў.
Патрабаванні да трываласці цыклу: Максімізацыя колькасці цыклаў/гадзіну абумоўлівае выкарыстанне матэрыялаў з высокай цеплаправоднасцю (уставы з медзі/алюмінію).
Бюджэт: Алюміній будзе найменшым па пачатковых выдатках, тады як сталь ПМ будзе самай дарагой. Вырашыце, што лепш з улікам поўнай кошту ўласнасці (кошт матэрыялу, апрацоўкі, доўгавечнасці, колькасці цыклаў).

Галоўнае:

Калі б існаваў адзіны ідэальны метал для формы, гэта напэўна не ён. Інструментальныя сталі забяспечваюць непаўторную трываласць у доўгатэрміновай перспектыве. Алюміній мае перавагу, калі мова ідзе пра хуткасць (апрацоўкі і ахалоджвання) прататыпаў і невялікіх партый. Устаўка-лідэр па цеплавому рэжыму: медныя сплавы (асабліва бязбэрылевыя). Найвышэйшы клас інструментальных сталёў дазваляе пашырыць межы пры выкарыстанні ў самых складаных выпадках: высокапрыцызійныя інструменты з экстрэмальнай твёрдасцю. Збалансуйце прыярытэты вашага праекта — аб'ём, матэрыял, ступень складанасці і патрэба ў ахалоджванні — адносна бютжэту, кіруючыся гэтымі асноўнымі ўласцівасцямі матэрыялаў, каб прыняць найлепшае рашэнне з пункту гледжання трываласці формы, якасці вырабаў і эфектыўнасці вытворчасці.