الصلب العفن: ملكيات, التطبيقات, دليل التصنيع

الصلب القالب عبارة عن سبيكة متخصصة مصممة لإنشاء متينة, قوالب عالية الدقة المستخدمة في الحقن البلاستيك, يموت الصب, وتكوين المعادن. مصممة التكوين الكيميائي- مع الكربون القابل للتعديل, الكروم, وإضافات السبائك - المتنزهين توازن فريد من نوعه مقاومة تآكل ممتازة, صلابة عالية, واستقرار درجة الحرارة, مما يجعلها لا غنى عنها للصناعات مثل السيارات, الفضاء, وتصنيع الأجهزة الطبية. في هذا الدليل, سنقوم بتفكيك سماتها الرئيسية, استخدامات العالم الحقيقي, عمليات التصنيع, وكيف تقارن بالمواد الأخرى, مساعدتك في تحديد الفولاذ المناسب لتلبية احتياجات الصب الخاصة بك.

1. خصائص المواد الرئيسية من الصلب

أداء Mold Steel متجذر في مرنه التكوين الكيميائي, التي يمكن تعديلها لتتناسب مع متطلبات القولبة المختلفة-من القوالب البلاستيكية المقاومة للتآكل إلى أدوات الصب المقاومة للحرارة.

التكوين الكيميائي

تختلف صيغة Mold Steel حسب التطبيق, لكن العناصر الأساسية تقع ضمن هذه النطاقات لتحقيق التوازن بين القوة وسهولة الاستخدام:

• محتوى الكربون: 0.30-1.40% (منخفض الكربون للقوالب البلاستيكية التي تحتاج إلى صلابة; ارتفاع الكربون لتكوين المعادن يتطلب ارتداء المقاومة)
• محتوى الكروم: 0.30-12.00% (كروم عالية لمقاومة التآكل في قوالب الحقن البلاستيك; يموت الكروم المنخفض لتوفير التزوير الفعال من حيث التكلفة)
• محتوى الموليبدينوم: 0.00-1.00% (يعزز قوة درجات الحرارة العالية لقوالب الصب)
• محتوى الفاناديوم: 0.00-1.00% (صقل حجم الحبوب, تحسين الصلابة وارتداء المقاومة لختام يموت)
• محتوى المنغنيز: 0.20-1.00% (يعزز الصلابة دون خلق كربيد خشن)
• محتوى السيليكون: 0.10-1.00% (يساعد إزالة الأكسدة أثناء تصنيع الأداء على درجة الحرارة العالية واستقرارها)
• محتوى الفوسفور: ≤0.03 ٪ (تسيطر عليها بدقة لمنع هشاشة البرد, حاسم للقوالب المستخدمة في بيئات درجات الحرارة المنخفضة)
• محتوى الكبريت: ≤0.03 ٪ (منخفضة للغاية للحفاظ عليها صلابة وتجنب التكسير أثناء تشكيل العفن)
• عناصر السبائك الإضافية: النيكل (يعزز المتانة للقوالب البلاستيكية الكبيرة), الكوبالت (يعزز الصلابة الساخنة للموت الصب), والنحاس (يحسن مقاومة التآكل لقوالب الأجهزة الطبية)

الخصائص الفيزيائية

الخصائص الميكانيكية

بعد المعالجة الحرارية الخاصة بالتطبيق, يوفر Mold Steel الأداء المصمم خصيصًا لحالة الاستخدام الخاصة به:

• قوة الشد: ~ 1200-2000 ميجا باسكال (يموت أعلى لتكوين المعادن; أقل للقوالب البلاستيكية الكبيرة التي تحتاج إلى ليونة)
• قوة العائد: ~ 800-1500 ميجا باسكال (يضمن القوالب الاحتفاظ بالشكل تحت ضغط الحقن أو أحمال الصب)
• استطالة: ~ 10-20 ٪ (في 50 MM - أعلى من القوالب البلاستيكية لتجنب التكسير أثناء تجميع القالب)
• صلابة (مقياس روكويل ج): 50-60 HRC (بعد المعالجة الحرارية-50-55 HRC للقوالب البلاستيكية الصعبة; 58-60 يموت HRC لختم الختم المقاوم للارتداء)
• قوة التعب: ~ 500-800 ميجا باسكال (في 10⁷ دورات-حرجة للقوالب عالية الحجم المستخدمة 100,000+ مرات)
• تأثير المتانة: معتدلة إلى عالية (~ 30-50 j/cm² في درجة حرارة الغرفة)—الأفراد لقوالب كبيرة لتحمل إجهاد التجميع.

خصائص حرجة أخرى

• مقاومة تآكل ممتازة: كربيد من الكربون والكروم مقاومة التآكل, تمديد حياة العفن (على سبيل المثال, 500,000+ دورات لقوالب حقن البلاستيك).
• مقاومة تآكل جيدة: المتغيرات عالية الكروم (على سبيل المثال, 420 الصلب القائم على الفولاذ المقاوم للصدأ) مقاومة الراتنجات البلاستيكية أو يموت سوائل الصب, تجنب تلطيخ العفن.
• صلابة عالية: متوازنة مع الصلابة, لذا فإن القوالب تحمل الضغط (حتى 10,000 KN لقوالب الحقن الكبيرة) دون تكسير.
• القابلية للآلات: معتدلة - الفولاذ العفن (صلابة ~ 200-250 برينيل) قابل للآلة مع أدوات كربيد; متغيرات أصعب (58-60 HRC) تتطلب طحن.
• قابلية اللحام: بحذر - يزيد محتوى الكربون العالي من خطر التكسير; التسخين (250-350درجة مئوية) وهناك حاجة لما بعد الدفء لتراجع العفن.

2. تطبيقات العالم الحقيقي من الصلب

إن براعة Mold Steel تجعلها مثالية لعمليات التشكيل المتنوعة, من إنتاج الأجزاء البلاستيكية إلى صب المعادن. فيما يلي استخداماتها الأكثر شيوعًا:

صب الحقن البلاستيك

• قوالب للأجزاء البلاستيكية: قوالب للأجزاء الداخلية للسيارات (على سبيل المثال, لوحات المعلومات) استخدم فولاذ العفن منخفض الكربون-يقاوم 1,000+ دورات التثبيت يوميا, و مقاومة التآكل يقاوم المواد الكيميائية للراتنج البلاستيكي.
• مكونات الأساسية والتجويف: النوى الدقيقة (للثقوب في الأجزاء البلاستيكية) استخدام الفولاذ العالي كروموم-مقاومة الأذن تحافظ على تحمل الثقب (± 0.001 مم) زيادة 300,000 دورات.

مثال القضية: استخدمت شركة تصنيع الأجزاء البلاستيكية فولاذ كربوني قياسي لقوالب حالة الهاتف الذكي ولكنها واجهت بعد ذلك 150,000 دورات. لقد تحولوا إلى الفولاذ العالي كروموم, واستمر القوالب 400,000 دورات (167% أطول)- تكاليف استبدال العفن بواسطة $50,000 سنويا.

يموت الصب

• قوالب الصب المعدني: قوالب الصب التي تموت الألومنيوم (لأقواس محرك السيارات) استخدم الفولاذ العفن المحسّن الموليبدينوم-صلابة حارة عالية يقاوم 650 درجة مئوية الألومنيوم المنصهر, وتتجنب مقاومة التعب الحرارية التكسير.
• مكونات الأساسية والتجويف: يموت الزنك الذي يموت النوى باستخدام الفولاذ المصنوع من الفاناديوم-مقابض مقاومة الألب 500,000+ دورات الصب دون انجراف الأبعاد.

تزوير وختم

• يموت ختم: يموت ختم الصفائح المعدنية (لألواح جسم السيارات) استخدم الصلب العالي الكربون-ارتداء المقاومة يقاوم الاحتكاك المعدني, ضمان حواف اللوحة النظيفة أكثر 200,000 ختمات.
• يموت تزوير: يموت التزوير الساخن (للمسامير الصلب) استخدم الفولاذ المقاوم للحرارة-يتعامل مع درجات الحرارة 1200 درجة مئوية وتأثير المطرقة.

الفضاء, السيارات & الصناعات الطبية

• صناعة الطيران: قوالب أجزاء الفضاء المركب (على سبيل المثال, شفرات التوربينات) استخدم الفولاذ العالي العقل-ضغط المقاومون أثناء المعالجة المركبة, ودقة تحافظ على تسامح جزء.
• صناعة السيارات: قوالب لأختام المطاط أو مصدات بلاستيكية تستخدم الفولاذ المقاوم للتآكل-يتجنب تدهور القالب من سوائل السيارات.
• الصناعة الطبية: قوالب للمحاقن البلاستيكية أو الأدوات الجراحية تستخدم الفولاذ العالي كروموم-مقاومة التآكل يقاوم التعقيم التلقائي, والتوافق الحيوي يضمن عدم الروضة السامة.

3. تقنيات التصنيع لصلب العفن

يتطلب إنتاج الصلب المنتجة الدقة لتطبيق تطبيقه المقصود-من متغيرات القالب البلاستيكية المنخفضة الكربون إلى درجات الصب العالية.. إليك العملية التفصيلية:

1. العمليات المعدنية (التحكم في التكوين)

• فرن القوس الكهربائي (EAF): الطريقة الأساسية - الصلب scrap, الكروم, الموليبدينوم, يتم ذوبان السبائك الأخرى في 1،650-1،750 درجة مئوية. مراقبة أجهزة الاستشعار التكوين الكيميائي لضبط العناصر (على سبيل المثال, 10-12% الكروم لعفن مقاومة للتآكل, 0.30% الكربون للقوالب البلاستيكية الصعبة).
• فرن الأكسجين الأساسي (bof): للإنتاج على نطاق واسع-يتم خلط الحديد المخلوط مع الصلب الخردة; الأكسجين يضبط محتوى الكربون. تضاف السبائك بعد الانتهاء لتجنب الأكسدة.

2. عمليات المتداول

• المتداول الساخن: سبيكة المنصهرة يتم إلقاؤها في سبائك, تسخين إلى 1،100-1،200 درجة مئوية, وتدحرجت في لوحات أو كتل. يتدحرج الساخن يكسر الكربيد والأشكال الفراغات العفن (على سبيل المثال, 500×500 كتل MM لقوالب الحقن).
• المتداول البارد: تستخدم لمكونات العفن الرقيقة (على سبيل المثال, ختم يموت إدراج)—. تلبيس ما بعد التلف (700-750درجة مئوية) يعيد قابلية الآلات.

3. المعالجة الحرارية (مصمم على التطبيق)

• الصلب: تسخين إلى 800-900 درجة مئوية ل 2-4 ساعات, تبريد ببطء إلى ~ 600 درجة مئوية. يقلل من الصلابة إلى 200-250 برينيل, مما يجعلها قابلة للآلة وتخفيف التوتر.
• التبريد:
• الفولاذ العفن البلاستيكي: تسخين إلى 850-900 درجة مئوية, تم إخماده في النفط 50-55 HRC (تركز المتانة).
• يموت الصلب الصلب: تسخين إلى 1000-1-050 درجة مئوية, تم إخمادها في الماء - 58-60 HRC (تركز الصلابة الساخنة).
• تقع:
• القوالب البلاستيكية: خفف من 500-550 درجة مئوية ل 1-2 ساعات - تقلبات الصلابة وارتداء المقاومة.
• يموت ختم: خفف من 300-350 درجة مئوية ل 1-2 ساعات - ذات أول صلابة لمقاومة التآكل.
• الإجهاد تخفيف الصلب: إلزامي-تم توخيله إلى 600-650 درجة مئوية ل 1 بعد ساعة من التصنيع لتقليل التوتر, منع تزييف العفن أثناء الاستخدام.

4. التكوين والمعالجة السطحية

• تشكيل الأساليب:
• اضغط على تشكيل: مكابس هيدروليكية (5,000-10,000 طن) تشكل كتل العفن الكبيرة في الخطوط العريضة للتجويف - مون قبل المعالجة الحرارية.
• الآلات: مصانع CNC مع أدوات كربيد قطعت تجاويف العفن (على سبيل المثال, أشكال حالة الهاتف الذكي) في الصلب الصلب - يمنع المولد ارتفاع درجة الحرارة.
• طحن: بعد المعالجة الحرارية, عجلات الماس صقل أسطح العفن إلى RA 0.1 μM خشونة - الأجزاء البلاستيكية لها تشطيبات سلسة.
• المعالجة السطحية:
• نيترنج: تسخين إلى 500-550 درجة مئوية في النيتروجين لتشكيل أ 5-10 μM طبقة النيتريد - تعزز ارتداء المقاومة بواسطة 30% (مثالي لختمات يموت).
• طلاء (PVD/CVD): نيتريد التيتانيوم (PVD) يتم تطبيق الطلاء على نوى العفن البلاستيكية - يحرم البلاستيك, تحسين إطلاق الجزء.
• تصلب: المعالجة الحرارية النهائية (التبريد + تقع) يكفي لمعظم القوالب - لا يلزم تصلب إضافي.

5. ضبط الجودة (العفن دقة ضمان)

• اختبار الصلابة: اختبارات Rockwell C تتحقق من صلابة ما بعد التدفق (50-60 HRC)- تتطابق الحالات مع احتياجات التطبيق.
• تحليل البنية المجهرية: يؤكد توزيع كربيد موحد (لا توجد كربيدات كبيرة تسبب ارتداء العفن).
• التفتيش الأبعاد: CMMS تحقق من تجاويف العفن من أجل الدقة (± 0.001 مم)- حرجة بالنسبة للأجزاء البلاستيكية مثل المحاقن الطبية.
• اختبار التآكل: اختبارات رذاذ الملح (ASTM B117) يؤكد مقاومة التآكل-أسس لقوالب الطبية أو الغذائية.
• اختبار الشد: يتحقق من قوة الشد (1200-2000 MPA) لضمان صمود الضغط على ضغط الضغط.

4. دراسة حالة: الفولاذ الصلب في قوالب المصد البلاستيكي للسيارات

تستخدم شركة تصنيع سيارات الصلب المنخفض لسبائك لقوالب المصد البلاستيكي ولكنها واجهت مسألتين: تآكل العفن من راتنجات الوفير (تسبب في تلطيخ جزء) وارتداء بعد 200,000 دورات. تحولوا إلى كروم عالية (10%) الصلب العفن, مع النتائج التالية:

• مقاومة التآكل: لا تلطيخ على مصدات - انخفضت معدلات الاسترداد من 8% ل 1%.
• ارتداء المقاومة: استمرت القوالب 500,000 دورات (150% أطول)- انخفضت تكاليف استبدال بول $80,000 سنويا.
• وفورات التكلفة: بالرغم من 30% ارتفاع تكلفة العفن مقدما, تم حفظ الشركة المصنعة $120,000 سنويًا عن طريق الرفض والبدائل المنخفضة.

5. العفن الصلب مقابل. مواد أخرى

كيف يقارن الصلب العفن بالمواد البديلة لتطبيقات صب? دعنا نقسمه:

ملاءمة التطبيق

• قوالب الحقن البلاستيكية: أرصدة الفولاذ ذات العفن العالي والروبيوم-مقاومة التآكل-من A2 (سوء التآكل) وأرخص من 440 درجة مئوية.
• يموت القوالب الصب: الفولاذ المضافة من موليبدينوم لديه صلابة حار أفضل من الألومنيوم-وهو من السهل للمعادن 600 درجة مئوية+.
• يموت ختم: الصلب أداة D2 لديه مقاومة ارتداء أعلى ولكن من الصعب على الماكينة - استخدام الصلب العفن لتشكيل أسهل ومتانة كافية.
• القوالب الطبية: 440C لديه مقاومة تآكل أفضل ولكن تكلف أكثر-استخدم الفولاذ العالي كروموهيوم لقوالب متوافقة حيوية فعالة من حيث التكلفة.

عرض تقنية Yigu على الصلب

في Yigu Technology, الصلب القالب هو مادة أساسية لعملائنا الدقيق. قابل للتعديل التكوين الكيميائي يتيح لنا تخصيصه لاحتياجات محددة - كروم عالي للقوالب الطبية, الموليبدينوم للموت صب, وانخفاض الكربون للقوالب البلاستيكية الكبيرة. نوصي به على بدائل مثل الألومنيوم (ارتداء سوء) أو D2 (من الصعب الجهاز) بالنسبة لمعظم التطبيقات. بينما أكثر تكلفة من الفولاذ الأساسي, تتماشى حياتها الطويلة وصيانة منخفضة مع هدفنا المتمثل, حلول تصنيع فعالة من حيث التكلفة للسيارات, الفضاء, والصناعات الطبية.

التعليمات

1. ما هو نوع الصلب الذي هو أفضل لصباح حقن البلاستيك?

عالية الكروم (8-12%) الصلب القالب مثالي - إنه يقدم مقاومة تآكل جيدة (لمقاومة الراتنجات البلاستيكية) والصلابة المتوازنة (50-55 HRC) من أجل المتانة أثناء الإنتاج ذو الحجم العالي. للطعام/القوالب الطبية, أضف النحاس لتعزيز التوافق الحيوي.

2. يمكن إصلاح الصلب الفولاذ إذا كان يرتدي أو تشققات?

نعم, ولكن مع توخي الحذر - يتطلب محتوى الكربون العالي من Mold Steel التمسك (250-350درجة مئوية) قبل اللحام, تليها تقع بعد الليباد لاستعادة المتانة. يمكن أيضًا إصلاح نقاط التآكل الصغيرة عن طريق الطحن أو إعادة التخلص.

3. هل العفن أكثر تكلفة من الألومنيوم للقوالب?

نعم - يكلف الصلب ذات العولد ~ 40 ٪ أكثر مقدمة من الألمنيوم. لكن قوالب الألومنيوم تلبس 5-10x أسرع (على سبيل المثال, 50,000 مقابل. 500,000 دورات للقوالب البلاستيكية), لذا فإن الصلب القالب يوفر قيمة طويلة الأجل أفضل للإنتاج ذو الحجم العالي.