Schimmelstahl: Eigenschaften, Anwendungen, Fertigungshandbuch

Formstahl ist eine spezialisierte Legierung, die für die Herstellung von langlebig entwickelt wurde, Hochvorbereitete Formen, die bei Plastikinjektion verwendet werden, sterben, und Metallformung. Es ist maßgeschneidert Chemische Zusammensetzung- mit einstellbarem Kohlenstoff, Chrom, und legierte Ergänzungen - zeichnen sich ein einzigartiges Gleichgewicht von Ausgezeichneter Verschleißfestigkeit, hohe Zähigkeit, und Temperaturstabilität, Dadurch für Branchen wie Automobile unverzichtbar machen, Luft- und Raumfahrt, und medizinische Geräteherstellung. In diesem Leitfaden, Wir werden seine Schlüsselmerkmale aufschlüsseln, reale Verwendungen, Herstellungsprozesse, und wie es im Vergleich zu anderen Materialien ist, Helfen Sie, den richtigen Formstahl für Ihre spezifischen Formanforderungen auszuwählen.

1. Schlüsselmaterialeigenschaften von Formstahl

Die Leistung von Mold Steel ist in seiner flexiblen Wurzelung verwurzelt Chemische Zusammensetzung, Dies kann so eingestellt werden, dass sie unterschiedliche Formanforderungen entsprechen-von korrosionsbeständigen Kunststoffformen bis hin zu hitzebeständigen Stempelgusswerkzeugen.

Chemische Zusammensetzung

Die Formel von Form Stahl variiert je nach Anwendung, aber Kernelemente fallen in diese Bereiche, um Stärke und Benutzerfreundlichkeit auszugleichen:

• Kohlenstoffgehalt: 0.30-1.40% (Niedriger Kohlenstoff für Kunststoffformen, die Zähigkeit benötigen; hoher Kohlenstoff für metallbildende Stanze erfordert Resistenz tragen)
• Chromgehalt: 0.30-12.00% (hohes Chrom zur Korrosionsbeständigkeit in Plastikinjektionsformen; Niedriges Chrom für kostengünstige Schmiedestirme)
• Molybdängehalt: 0.00-1.00% (Verbessert die Hochtemperaturfestigkeit für Würfelgussformen)
• Vanadiuminhalt: 0.00-1.00% (verfeinert die Korngröße, Verbesserung der Zähigkeit und Verschleißfestigkeit für Stempelstirme)
• Manganinhalt: 0.20-1.00% (Steigert die Härtbarkeit, ohne grobe Carbide zu erzeugen)
• Siliziumgehalt: 0.10-1.00% (AIDS-Desoxidation während der Herstellung und stabilisiert Hochtemperaturleistung)
• Phosphorgehalt: ≤ 0,03% (streng kontrolliert, um kalte Brechtigkeit zu verhindern, kritisch für Formen, die in Umgebungen mit niedriger Temperatur verwendet werden)
• Schwefelgehalt: ≤ 0,03% (Ultra-niedrig zu pflegen Zähigkeit und vermeiden Sie das Knacken während der Formbildung)
• Zusätzliche Legierungselemente: Nickel (Fördert die Zähigkeit für große Plastikformen), Kobalt (verbessert heiße Härte für das Casting), und Kupfer (verbessert die Korrosionsresistenz für Formen für Medizinprodukte)

Physische Eigenschaften

Mechanische Eigenschaften

Nach anwendungsspezifischer Wärmebehandlung, Mold Steel liefert die Leistung, die auf seine Anwendungshülle zugeschnitten ist:

• Zugfestigkeit: ~ 1200-2000 MPa (höher für metallbildende Würfel; niedriger für große Kunststoffformen, die Duktilität benötigen)
• Ertragsfestigkeit: ~ 800-1500 MPa (stellt sicher)
• Verlängerung: ~ 10-20% (In 50 MM - Scheuchter für Plastikformen, um das Knacken während der Schimmelpilzbaugruppe zu vermeiden)
• Härte (Rockwell C -Skala): 50-60 HRC (Nach Wärmebehandlung-50-55 HRC für harte Plastikformen; 58-60 HRC für Verschleiß-resistente Stempelstirme)
• Ermüdungsstärke: ~ 500-800 MPa (bei 10⁷ Zyklen-kritisch für verwendete hochvolumige Formen 100,000+ mal)
• Aufprallzählung: Moderat bis hoch (~ 30-50 J/cm² bei Raumtemperatur)- hochwertig für große Formen, um der Montagespannung standzuhalten.

Andere kritische Eigenschaften

• Ausgezeichneter Verschleißfestigkeit: Carbide aus Kohlenstoff- und Chromresist -Abrieb, Den Schimmellebensdauer verlängern (Z.B., 500,000+ Zyklen für Kunststoffeinspritzformen).
• Gute Korrosionsbeständigkeit: Hochchromvarianten (Z.B., 420 Schimmelpilzstahl auf Edelstahlbasis) Konstruieren Sie Plastikharzen oder Würfelgussflüssigkeiten, Schimmelpilzfärbung vermeiden.
• Hohe Zähigkeit: Mit Härte ausgeglichen, So halten Formen dem Klemmdruck stand (bis zu 10,000 KN für große Injektionsformen) ohne zu knacken.
• Verarbeitbarkeit: Mäßig - angereicherer Schimmelpilzstahl (Härte ~ 200-250 Brinell) ist maschinell mit Carbid -Werkzeugen; Härtere Varianten (58-60 HRC) erfordern.
• Schweißbarkeit: Mit Vorsicht - Hochkohlenstoffgehalt erhöht das Rissrisiko; Vorheizen (250-350° C) und Temperaturen nach dem Schweigen sind für Schimmelpilzreparaturen benötigt.

2. Reale Anwendungen von Formstahl

Die Vielseitigkeit von Schimmel Steel macht es ideal für verschiedene Formprozesse, Von der Plastik -Teilproduktion bis zum Metallguss. Hier sind seine häufigsten Verwendungszwecke:

Plastikspritzformung

• Formen für Kunststoffteile: Formen für Kfz -Innenteile (Z.B., Dashboards) Verwenden Sie mit kohlenstoffarmen Schimmelpilzstahl-die Tiegerin stand 1,000+ Zyklen täglich klemmen, Und Korrosionsbeständigkeit widersteht Plastikharzchemikalien.
• Kern- und Hohlraumkomponenten: Präzisionskerne (Für Löcher in Plastikteilen) Verwenden Sie hochromium-Schimmelpilzstahl-Wäschewiderstand hält die Lochtoleranz beibehalten (± 0,001 mm) über 300,000 Zyklen.

Fallbeispiel: Ein Hersteller von Kunststoffteilen verwendete Standardkohlenstoffstahl für Smartphone -Gehäuseformen, aber danach konfrontiert 150,000 Zyklen. Sie wechselten zu hohem Chromiumformstahl, und Formen dauerten 400,000 Zyklen (167% länger)- Die Kosten für Schimmelpilze durchsetzen $50,000 jährlich.

Sterben

• Formen für Metallguss: Aluminium -Würfelgussformen (Für Automobilhalterungen) Verwenden Sie Molybdän-verstärkten Schimmelstahl-hohe heiße Härte stand 650 ° C geschmolzenes Aluminium stand, und thermischer Müdigkeitswiderstand vermeiden Risse.
• Kern- und Hohlraumkomponenten: Zink-Würfel-Gusskerne Verwenden 500,000+ Zyklen ohne dimensionale Drift.

Schmieden und Stempeln

• Stempeln stirbt: Blechstempel stirbt stirbt (Für Automobilkörperwände) Verwenden Sie mit hohem Kohlenstoffform Stahl-Resistenz tragen widersteht Metallreibung, Gewährleistung sauberer Panelkanten über 200,000 Stempel.
• Schmieden stirbt: Heißes Schmieden stirbt (Für Stahlschrauben) Verwenden Sie hitzebeständigen Schimmelpilzstahl-die Trefferheit stand 1.200 ° C Schmiedetemperaturen und Hammeraufprall.

Luft- und Raumfahrt, Automobil & Medizinische Industrie

• Luft- und Raumfahrtindustrie: Formen für Komposit -Luft- und Raumfahrtteile (Z.B., Turbinenklingen) Verwenden Sie High Tougness Form Stahl-Resistenten Druck während der Verbundhärtung, und Präzision behält die Teiltoleranz bei.
• Automobilindustrie: Formen für Gummidichtungen oder Kunststoff-Stoßstangen verwenden korrosionsresistente Schimmelpilzstahl-Vermeidung von Formabbau von Automobilflüssigkeiten.
• Medizinische Industrie: Formen für Plastikspritzen oder chirurgische Werkzeuge verwenden hohe Chromiumformstahl-Korrosionsbeständigkeit stand der Autoklavensterilisation, und Biokompatibilität sorgt für kein giftiges Auslaugen.

3. Herstellungstechniken für Schimmelstahl

Die Herstellung von Schimmelstahl erfordert Präzision, um der beabsichtigten Anwendung übereinstimmen-von Kohlenstoffform-Formvarianten bis hin zu hochrangigen Gussnoten mit hoher Alloy-Stempel. Hier ist der detaillierte Prozess:

1. Metallurgische Prozesse (Kompositionskontrolle)

• Elektrischer Lichtbogenofen (EAF): Primärmethode - STAELSCHRAFT, Chrom, Molybdän, und andere Legierungen werden bei 1.650-1.750 ° C geschmolzen. Sensoren Monitor Chemische Zusammensetzung Elemente einstellen (Z.B., 10-12% Chrom für korrosionsbeständige Formen, 0.30% Kohlenstoff für harte Kunststoffformen).
• Basis -Sauerstoffofen (Bof): Für groß an; Sauerstoff passt den Kohlenstoffgehalt ein. Legierungen werden nach dem Blowing hinzugefügt, um Oxidation zu vermeiden.

2. Rollprozesse

• Heißes Rollen: Geschmolzene Legierung wird ingots geworfen, erhitzt auf 1.100-1.200 ° C., und in Teller oder Blöcken gerollt. Heiße Rollen bricht Carbide und Formen formen Blanks (Z.B., 500×500 mm Blöcke für Injektionsformen).
• Kaltes Rollen: Wird für dünne Schimmelpomponenten verwendet (Z.B., Stempelstempeleinsätze)-Schnalte mit Raumtemperatur, um die Oberflächenbeschaffung zu verbessern. Nach dem Rollenglühen (700-750° C) stellt die Verarbeitbarkeit wieder her.

3. Wärmebehandlung (Auf die Anwendung zugeschnitten)

• Glühen: Auf 800-900 ° C erhitzt für 2-4 Std., langsam auf ~ 600 ° C abgekühlt. Reduziert die Härte zu 200-250 Brinell, es messbar machen und Stress lindern.
• Quenching:
• Kunststoffformstahl: Erhitzt auf 850-900 ° C., in Öl abgestoßen - Laschen zu 50-55 HRC (Zähigkeit ausgerichtet).
• Gussformstahl sterben: Erhitzt auf 1.000-1.050 ° C., in Wasser abgestoßen - Laschen zu 58-60 HRC (Heiße Härte ausgerichtet).
• Temperieren:
• Plastikformen: Bei 500-550 ° C gemildert für 1-2 Stunden - Ausgleichsziel- und Verschleißfestigkeit.
• Stempeln stirbt: Bei 300-350 ° C gemildert für 1-2 Stunden - Voraussetzung der Härte für den Verschleißfestigkeit.
• Stressabbau Glühen: Obligatorisch-auf 600-650 ° C erhitzt für 1 Stunde nach der Bearbeitung, um Stress zu reduzieren, Verhinderung von Schimmelpilzen während des Gebrauchs.

4. Bildung und Oberflächenbehandlung

• Formenmethoden:
• Drücken Sie die Formung: Hydraulische Pressen (5,000-10,000 Tonnen) Formen Sie große Schimmelpilzblöcke in Hohlraumrisse - vor der Wärmebehandlung.
• Bearbeitung: CNC -Mühlen mit Carbidwerkzeugen schneiden Formhohlräume ab (Z.B., Smartphone -Hülle Formen) in geglühtem Stahl - das Kühlmittel verhindert eine Überhitzung.
• Schleifen: Nach Wärmebehandlung, Diamanträder verfeinern Formflächen zu RA 0.1 μm Rauheit - Förderung Kunststoffteile haben glatte Oberflächen.
• Oberflächenbehandlung:
• Nitriding: Erhitzt auf 500-550 ° C in Stickstoff, um a zu bilden 5-10 μm Nitridschicht - steigt den Verschleiß Widerstand durch 30% (Ideal zum Stempeln stempeln).
• Beschichtung (PVD/CVD): Titannitrid (PVD) Beschichtungen werden auf Kunststoffformkerne aufgetragen - reduziert Plastikkleben, Teileveröffentlichung verbessern.
• Härten: Endgültige Wärmebehandlung (Quenching + Temperieren) ist für die meisten Formen ausreichend - keine zusätzliche Härtung erforderlich.

5. Qualitätskontrolle (Schimmelprezisionssicherung)

• Härteprüfung: Rockwell C-Tests überprüfen die Härte nach der Temperation (50-60 HRC)- Die Anstrengungen entsprechen den Anwendungsanforderungen.
• Mikrostrukturanalyse: Bestätigt eine gleichmäßige Carbidverteilung (Keine großen Carbide, die Schimmelbeschwerden verursachen).
• Dimensionale Inspektion: CMMs prüfen Schimmelpilzhöhlen auf Präzision (± 0,001 mm)- kritisch für Kunststoffteile wie medizinische Spritzen.
• Korrosionstest: Salzspray -Tests (ASTM B117) verifizieren Korrosionsbeständigkeit-Wesentlich für medizinische oder Lebensmittelformen.
• Zugprüfung: Überprüft die Zugfestigkeit (1200-2000 MPA) Um sicherzustellen, dass Schimmel den Druck des Klemms stand.

4. Fallstudie: Stahl in Automobilplastik ihren Stoßfängerformen formen

Ein Automobilhersteller verwendete mit niedrigem Alloy-Stahl für Plastikummenschaltformen, hatte jedoch zwei Ausgaben: Formenkorrosion aus Stoßfängerharz (Teilfärbung verursachen) und tragen Sie danach 200,000 Zyklen. Sie wechselten zu High-Christum (10%) Schimmelstahl, mit den folgenden Ergebnissen:

• Korrosionsbeständigkeit: Keine Färbung für Stoßstangen - Die Ausleitungsraten wurden von gesunken 8% Zu 1%.
• Resistenz tragen: Formen dauerten 500,000 Zyklen (150% länger)- Die Ersatzkosten sanken um $80,000 jährlich.
• Kosteneinsparungen: Trotz 30% höhere Vorabschimmelkosten, Der Hersteller spart $120,000 jährlich über niedrigere Ablehnungen und Ersatz.

5. Schimmelstahl vs. Andere Materialien

Wie ist Schimmelstahl im Vergleich zu alternativen Materialien für Formanwendungen im Vergleich? Lassen Sie es uns aufschlüsseln:

Anwendungseignung

• Kunststoffeinspritzformen: Stahlbalancen mit hoher Chromiumabrechnung und Korrosionsbeständigkeit-Blocker als A2 (schlechte Korrosion) und billiger als 440 ° C.
• Sterben Gussformen: Molybdän-addierte Formstahl hat eine bessere heiße Härte als Aluminium-ideal für 600 ° C+ geschmolzene Metalle.
• Stempeln stirbt: D2 -Werkzeugstahl hat eine höhere Verschleißfestigkeit, ist jedoch schwerer zu maschine. Verwenden Sie Schimmel -Stahl, um die Formung und eine ausreichende Haltbarkeit zu erleichtern.
• Medizinische Formen: 440C hat eine bessere Korrosionsbeständigkeit, kostet aber mehr-Verwenden Sie einen hohen Chromiumform-Stahl für kostengünstige biokompatible Formen.

Ansicht der Yigu -Technologie auf Formstahl

Bei Yigu Technology, Formstahl ist ein Kernmaterial für unsere Präzisionsformpersonen. Es ist einstellbar Chemische Zusammensetzung Lassen Sie es uns auf bestimmte Bedürfnisse anpassen - hochwertiges Chrom für medizinische Formen, Molybdän für das Casting, und niedriger Kohlenstoff für große Kunststoffformen. Wir empfehlen es für Alternativen wie Aluminium (schlechte Verschleiß) oder d2 (Schwer zu maschinell) Für die meisten Anwendungen. Während teurer als grundlegende Stähle, Seine lange Lebensdauer und wartungsarme Wartung entsprechen unserem Ziel von nachhaltigem Ziel, Kosteneffiziente Fertigungslösungen für Automobile, Luft- und Raumfahrt, und medizinische Industrie.

FAQ

1. Welche Art von Schimmelstahl ist am besten für Plastikinjektionsformungen geeignet?

Hochchrom (8-12%) Formstahl ist ideal - es bietet Gute Korrosionsbeständigkeit (Plastikharzen widerstehen) und ausgewogene Härte (50-55 HRC) für Zähigkeit während der Produktion mit hoher Volumen. Für Lebensmittel/medizinische Formen, Kupfer hinzufügen, um die Biokompatibilität zu steigern.

2. Kann Stahlform reparieren, wenn er abnimmt oder Risse?

Ja, Aber mit Vorsicht - der hohe Kohlenstoffgehalt von Mold Steel erfordert Vorheizen (250-350° C) vor dem Schweißen, gefolgt von Tempering nach der Schweiß, um die Zähigkeit wiederherzustellen. Kleine Abnutzungsflecken können auch durch Schleifen oder Wiederherstellen repariert werden.

3. Ist Schimmelstahl teurer als Aluminium für Formen?

Ja - Mold Stahl kostet ~ 40% mehr im Voraus als Aluminium. Aber Aluminiumformen tragen 5-10x schneller ab (Z.B., 50,000 vs. 500,000 Zyklen für Kunststoffformen), Schimmelstahl bietet also einen besseren langfristigen Wert für die Produktion mit hoher Volumen.