Металл қалыптау материалдарын салыстыру!

Қалыбыңызды жасау үшін металлды таңдау — бұл өндірістік жұмысты, бөлшектердің сапасын, құралдың қызмет ету мерзімін және құнын әсер ететін маңызды бастапқы шешімдердің бірі. Ең жақсысын таңдау әртүрлі материалдардың тән қасиеттері туралы білімге және оларды қолдану талаптарымен келісімге тәуелді. Енді негізгі бәсекелестерді салыстырайық.

1. Құрал болаттары: Негізгі жұмысшылар

Қасиеттері: Өте қаттылығымен, тозуға қарсы құбылыстарымен танымал және қанағаттанарлық сығылу беріктігін көрсетеді. Жылумен өңдеу арқылы мұндай қасиеттер маңызды түрде жақсартылады. Олар жоғары қысым мен жылуда пішінін сақтайды.
Артықшылықтары: Жоғары көлемді жұмыста ешқашан жеңілмейтін ұзақ мерзімді беріктік, үйкеліске төзімді компоненттермен жұмыс істеуге мүмкіндік береді, ұзақ серияларда және жоғары дәлдікті қажет ететін күрделі геометрияларға сәйкес келеді. Көптеген маркаларда алдын ала қатайтудың жақсы өңделгіштік дәрежелері бар.
Әлсіздіктері: Қымбат, әдетте түсті металлдарға қарағанда. Жылу өткізгіштігі орташа немесе төменгі деңгейде, бұл күрделі салқындату каналының конструкциясын қажет етуі мүмкін. Қаттылық өте жоғары болғанда беріктігі төмендейді.
Қолданылуы: Көбірек өндірілетін прессформалардың енгізуі, матрицалық құю (әсіресе ядролар мен қуыстар), үрлеу, сығу формалау және күрделі тегістеу мен соқтау матрицаларына.

2. Алюминий қорытпалары: Жылдамдық пен жылу өткізгіштіктің патшалары

Қасиеттері: Болатқа қарағанда әлдеқайда жеңіл. Жоғары жылу өткізгіштігі бар (әдетте құрал-жабдық болатынан 4-5 есе жоғары) және қатайтылған күйде өңдеуге оңай. Құрал-жабдық болаттарына қарағанда тозуға төзімділігі мен қаттылығы төмен.
Артықшылықтары: Өңдеу мен циновкалау тезірек жүргізілетіндіктен дайындау уақытын және құнын қатты қысқартады. Жылу шығыны неғұрлым жоғары болса, цикл уақыты соғұрлым қысқа, сондай-ақ бөлшектің сапасы да жақсырақ (қисаю, шөгу аз). Өзгертуге және жөндеуге әлдеқайда оңай.
Әлсіздіктері: Олар қатты болмайды және сондықтан тозуға, үйкеліске ұшырап, оңай зақымданады - өте үйкегіш материалдарға немесе жоғары көлемді шекті жағдайларға қарсы қолдануға тиімсіз. Бұл беріктігі төмен жағдайларда бекіту қысымын және бөлшектің өлшемін/күрделілігін азайтады.
Ең жарамды қолданыстары: Прототиптеу, төмен және орташа көлемді өндіріс, бетінің сапасы өте жоғары болуы қажет бөлшектер, бөлшектердің суытуы күрделі болатын инсерттер, термоформалау, RIM (реакциялық инъекциялық құю), жедел құрал-жабдық дайындау қажеттілігі бар жағдайлар.

3. Мыс қорытпалары (Бериллийсіз): Жылулық мамандар

Қасиеттері: Кез-келген танымал қалыптау металының ішінде ең жақсы жылу өткізгіштікке ие (жиі алюминийден 2-3 есе және құрал болатынан 8-10 есе жоғары). Коррозияға төзімділігі жақсы және қаттылығы қанағаттанарлық (жылумен өңдеуге болады).
Ерекшеліктері: Модельдердегі проблемалық ыстық аймақтарды бақылау кезінде өте пайдалы болатын жылу шығарудағы басым мүмкіндіктер. Бөлшектердің дайындалу уақытын қысқартады және дәлдікті арттырады. Жақсы бет бетінің сапасы. Галлингке қарсы тұру қабілеті жоғары.
Кемшіліктері: Құрал-жабдық болаттарына қарағанда қаттырақ және тозуға төзімді, бұл көп тозатын аймақтарда қолданылуын шектейді. Алюминийге қарағанда әлдеқайда қымбат. Алюминийді өңдеу оңай болуы мүмкін. Тығыздығы жоғары.
Негізінен қолданылуы: Негізінен инжекциялық құю мен құйманы тез балқыту үшін болат модельдердің жоғары жылу шығару талабы бар аймақтарында (ядролар, қуыс детальдар, эжекторлы штифт) енгізу ретінде. Күрделі геометриялық пішіндерді немесе жылуға төзімсіз материалдарды өңдеуде маңызды.

4. Мыс қорытпалары (Бериллийсіз альтернативалар):

Қасиеттері: Бериллийдің денсаулыққа әсерінсіз, дәстүрлі мыс-бериллий деңгейіне жететін жылу өткізгіштікті қамтамасыз ету үшін жасалған. Осындай қорытпаларға мыс-никель-кремний, мыс-хром-цирконий қорытпалары жатады.
Артықшылықтары: Дәстүрлі жоғары мыс құймаларымен салыстырғанда жылу өткізгіштігі жақсы, қаттылығы, беріктігі және тозуға қарсы төзімділігі артық. Металды өңдеу мен жұмыс істеу қауіпсізірек.
Кемшілігі: әдетте таза жоғары мыс құймаларына немесе мыс-бериллийге қарағанда жылу өткізгіштігі біршама төмен. Қымбат болуы мүмкін. Әртүрлі маркалар қолжетімділігі бойынша өзгеруі мүмкін.
Ең жақсы қолданылуы: Бериллийсіз қауіпсіздік қажет болатын, бірақ жылу өткізгіштік, беріктік және тозуға қарсы төзімділік арасында теңдестік қажет ететін жылулық инфузиялар үшін.

5. Жоғары сортты құрал болаттары (Ұнтақтық металлургия - PM):

Қасиеттері: Алдыңғы қатарлы ұнтақтық металлургия әдісі арқылы өндірілген, микроқұрылымы нәкти және біркелкі болады. Бұл дәстүрлі әдіспен өңделген құрал болаттарына қарағанда қаттылықты, ұшпақтықты және тозуға қарсы төзімділікті күрт жақсартуға мүмкіндік береді.
Ерекшеліктері: Қаттылық, беріктік және тозуға төзімділіктің үздік тепе-теңдігі. Жоғары дәрежедегі әшекейлеуге бейімділік және ерекше элементтерді немесе айтарлықтай кернеулер болған кезде жарылудан немесе сынудан сақтандырады. Изотропияның жақсартылған көрсеткіші (барлық бағытта бірдей).
Кемшіліктері: Материалдың құны басқалармен салыстырғанда ең жоғары. Қатайтылған PM болатын өңдеу баяуырақ болуы мүмкін және арнайы құралдарды қажет етуі мүмкін.
Неге үнемі пайдаланылады: Абразивті өнімдерді шығару үшін қолданылатын жоғары дәлдіктегі, өңдеуге қиын келетін қалыптар, өте ұзақ сериялы өндіріс, тозуға немесе жарылуға бейім кіші элементтері бар қалыптар, құйма формалардағы айтарлықтай кернеулі ойықтар мен өзектер.

Негізгі таңдау факторлары:

Өндіріс көлемі: Көлем үлкен болса, құрал-жабдық болаты немесе PM болатын шыдайтын болуы керек. Кіші көлемдер алюминийге қолайлы.
Бөлшектің материалы: Шыны толтырғыш, минералдар (абразивті) тозуға төзімділік талап етеді (құрал болаты/PM). Жылу өткізгіштігі жоғары (мыс / алюминий инсерттері) жылуға сезімтал материалдар үшін қолайлы.
Бөлшектің геометриясы мен күрделілігі: Жоғары өткізгіштікке ие салынған бөлшектерді суыту қиын. Жұқа детальдардың жоғары дәлдіктегі тегістелуі мен қаттылығы (аспаптық болат/PM) қажет.
Цикл уақытының талаптары: Сағатына циклдерді максималдандыру жоғары өткізгіштікке ие материалдарға (мыс/алюминий салынған бөлшектер) әкеледі.
Бюджет: Алюминий бастапқы шығындар бойынша ең арзан болады, ал PM болаты – ең қымбат. Жалпы иемдену құнына (материал, өңдеу, қызмет көрсету мерзімі, циклдер саны) шешім қабылдаңыз.

Негізгі ой:

Қалыптау үшін бір идеалды металл табылмаса, онда міндетті түрде құрал-жабдық болаттары болып табылады. Олар ұзақ мерзімді тұрақтылықты қамтамасыз етеді. Алайда прототиптер мен шағын өндіріс үшін алюминий жылдамдық (өңдеу мен салқындату) жағынан артықшылыққа ие. Жылумен басқарудың супержұлдызы – мыс қорытпалары (әсіресе бериллийсіз). Ең күрделі пайдалану жағдайларында шекараны итеріп жіберетін жоғарғы сапалы құрал-жабдық болаттары: экстремалды қаттылықтағы дәлме-дәл құралдар. Көлемі, материал, күрделілігі және салқындату талаптары мен бюджетіңізді негізгі материал қасиеттерімен салыстыра отырып, қалып қызмет ету мерзімі, бөлшектердің сапасы және өндіру тиімділігі тұрғысынан ең жақсы шешім қабылдау үшін жобаңыздың басымдықтарын теңестіріңіз.