Aço do molde: Propriedades, Aplicações, Guia de fabricação

Mold Steel é uma liga especializada projetada para criar durável, Moldes de alta precisão usados ​​em injeção plástica, morrer de elenco, e formação de metal. Está personalizado Composição química- com carbono ajustável, cromo, e adições de liga - diários um equilíbrio único de Excelente resistência ao desgaste, alta tenacidade, e estabilidade da temperatura, tornando -o indispensável para indústrias como automotivo, Aeroespacial, e fabricação de dispositivos médicos. Neste guia, Vamos quebrar suas características principais, Usos do mundo real, processos de fabricação, e como ele se compara a outros materiais, Ajudando você a selecionar o aço de molde certo para suas necessidades específicas de moldagem.

1. Propriedades do material -chave do aço mofo

O desempenho da Mold Steel está enraizado em seu flexível Composição química, que podem ser ajustados para combinar com diferentes requisitos de moldagem-de moldes de plástico resistentes à corrosão a ferramentas de fundição resistentes ao calor.

Composição química

A fórmula da Mold Steel varia de acordo com a aplicação, Mas os elementos centrais se enquadram nesses intervalos para equilibrar a força e a usabilidade:

• Teor de carbono: 0.30-1.40% (baixo carbono para moldes de plástico que precisam de tenacidade; alto carbono para matrizes de formação de metais exigindo resistência ao desgaste)
• Conteúdo de cromo: 0.30-12.00% (alto cromo para resistência à corrosão em moldes de injeção plástica; Baixo cromo para matrizes de forjamento econômico)
• Conteúdo de molibdênio: 0.00-1.00% (Aumenta a força de alta temperatura para moldes de fundição)
• Conteúdo de vanádio: 0.00-1.00% (refina o tamanho do grão, Melhorando a resistência e resistência ao desgaste para carimbo matrizes)
• Conteúdo de manganês: 0.20-1.00% (Aumenta a hardenabilidade sem criar carbonetos grossos)
• Conteúdo de silício: 0.10-1.00% (Ajuda a desoxidação durante a fabricação e estabiliza o desempenho de alta temperatura)
• Teor de fósforo: ≤0,03% (estritamente controlado para evitar a fragilidade fria, crítico para moldes usados ​​em ambientes de baixa temperatura)
• Teor de enxofre: ≤0,03% (Ultra-baixo para manter resistência e evite rachaduras durante a formação de mofo)
• Elementos de liga adicionais: Níquel (Aumenta a tenacidade para moldes plásticos grandes), cobalto (Aumenta a dureza quente para o elenco), e cobre (Melhora a resistência à corrosão para moldes de dispositivos médicos)

Propriedades físicas

Propriedades mecânicas

Após tratamento térmico específico para aplicação, Mold Steel oferece desempenho adaptado ao seu estojo de uso:

• Resistência à tracção: ~ 1200-2000 MPa (mais alto para matrizes de formação de metal; menor para grandes moldes de plástico que precisam de ductilidade)
• Força de escoamento: ~ 800-1500 MPa (Garante que os moldes mantenham a forma sob pressão de injeção ou cargas de fundição)
• Alongamento: ~ 10-20% (em 50 mm - mais alto para moldes de plástico para evitar rachaduras durante a montagem do molde)
• Dureza (Rockwell C escala): 50-60 HRC (Após o tratamento térmico-50-55 HRC para moldes plásticos resistentes; 58-60 HRC para matrizes de estampagem resistentes ao desgaste)
• Força de fadiga: ~ 500-800 MPA (em 10⁷ ciclos-crítico para moldes de alto volume usados 100,000+ vezes)
• Tenacidade de impacto: Moderado a alto (~ 30-50 J/cm² à temperatura ambiente)- Higher para moldes grandes para suportar a tensão de montagem.

Outras propriedades críticas

• Excelente resistência ao desgaste: Carbonetos de carbono e cromo resistem à abrasão, estendendo a vida do molde (Por exemplo, 500,000+ Ciclos para moldes de injeção plástica).
• Boa resistência à corrosão: Variantes de alto-cromo (Por exemplo, 420 Aço de mofo à base de aço inoxidável) Resista de resinas plásticas ou fluidos de fundição, Evitando a coloração de mofo.
• Alta tenacidade: Equilibrado com dureza, Então os moldes suportam a pressão de fixação (até 10,000 KN para grandes moldes de injeção) sem quebrar.
• MACHINABILIDADE: Aço mofo moderado - anunciado (dureza ~ 200-250 Brinell) é máquinável com ferramentas de carboneto; Variantes mais difíceis (58-60 HRC) requer moagem.
• Soldabilidade: Com cautela - o alto teor de carbono aumenta o risco de rachadura; pré -aquecimento (250-350° c) e a temperamento pós-lava-se é necessária para reparos de mofo.

2. Aplicações do mundo real do mofo aço

A versatilidade da Mold Steel o torna ideal para diversos processos de moldagem, Da produção de peças plásticas ao fundição de metal. Aqui estão seus usos mais comuns:

Moldagem por injeção de plástico

• Moldes para peças plásticas: Moldes para peças internas automotivas (Por exemplo, painéis) Use aço de mofo de baixo carbono-a tendência suporta 1,000+ Ciclos de aperto diariamente, e Resistência à corrosão resiste a produtos químicos de resina plástica.
• Componentes de núcleo e cavidade: Núcleos de precisão (Para orifícios em peças de plástico) Use aço mofo de alto-cromo-a resistência de roupas mantém tolerância a buracos (± 0,001 mm) sobre 300,000 ciclos.

Exemplo de caso: Um fabricante de peças de plástico usou o aço carbono padrão para moldes de estojo para smartphones, mas o desgaste de frente depois 150,000 ciclos. Eles mudaram para o aço mofo de alto-cromo, e os moldes duraram 400,000 ciclos (167% mais longo)- Custos de substituição de mofo por $50,000 anualmente.

Morrer de elenco

• Moldes para fundição de metal: Moldes de fundição de matrizes de alumínio (Para suportes de motor automotivo) Use aço mofo com molibdênio aprimorado-alta dureza quente suporta alumínio fundido de 650 ° C, e a resistência à fadiga térmica evita rachaduras.
• Componentes de núcleo e cavidade: Os núcleos de fundição de zinco usam aço mofo de vanádio-alças de resistência de roupas 500,000+ Ciclos de fundição sem deriva dimensional.

Forjando e estampando

• Stamping morre: Feteca de chapas METAL DIES (Para painéis de corpo automotivo) Use aço mofo de alto carbono-resistência ao desgaste resiste ao atrito do metal, garantindo bordas de painel limpo sobre 200,000 estampamentos.
• Forjando matrizes: Morre de forjamento quente (Para parafusos de aço) Use aço de mofo resistente ao calor-a textura suporta 1.200 ° C temperaturas de forjamento e impacto no martelo.

Aeroespacial, Automotivo & Indústrias médicas

• Indústria aeroespacial: Moldes para peças aeroespaciais compostas (Por exemplo, Blades de turbina) Use aço de molde de alta tensão-pressão de resistência durante a cura composta, e a precisão mantém a tolerância de peças.
• Indústria automotiva: Moldes para vedações de borracha ou pára-choques de plástico usam aço de molde resistente à corrosão-evita a degradação do molde de fluidos automotivos.
• Indústria médica: Moldes para seringas plásticas ou ferramentas cirúrgicas usam aço mofo de alto-cromo-Resistência à corrosão suporta esterilização de autoclave, e a biocompatibilidade garante não lixiviação tóxica.

3. Técnicas de fabricação para aço mofo

A produção de aço mofo requer precisão para corresponder à aplicação pretendida-de variantes de molde de plástico de baixo carbono a graus de fundição de alta liga. Aqui está o processo detalhado:

1. Processos metalúrgicos (Controle de composição)

• Forno de arco elétrico (Eaf): Método primário - aço de arranhão, cromo, molibdênio, e outras ligas são derretidas a 1.650-1.750 ° C. Monitor de sensores Composição química para ajustar elementos (Por exemplo, 10-12% cromo para moldes resistentes à corrosão, 0.30% Carbono para moldes plásticos resistentes).
• Forno de oxigênio básico (BOF): Para produção em larga escala-o ferro de soltamento é misturado com sucata de aço; Oxigênio ajusta o teor de carbono. As ligas são adicionadas após o sopro para evitar a oxidação.

2. Processos de rolamento

• Rolamento a quente: Liga fundida é lançada em lingotes, aquecido a 1.100-1.200 ° C., e rolou em pratos ou blocos. O rolamento quente quebra carbonetos e molda os espaços em branco do molde (Por exemplo, 500×500 MM blocos para moldes de injeção).
• Rolamento frio: Usado para componentes finos de molde (Por exemplo, Inserções de estampagem)-Collado rolado à temperatura ambiente para melhorar o acabamento da superfície. Recozimento pós-rolamento (700-750° c) Restaura a usinabilidade.

3. Tratamento térmico (Adaptado à aplicação)

• Recozimento: Aquecido a 800-900 ° C para 2-4 horas, resfriado lentamente a ~ 600 ° C. Reduz a dureza para 200-250 Brinell, Tornando o estresse máquinável e aliviando.
• Tireização:
• Aço de molde de plástico: Aquecido a 850-900 ° C., extinto em petróleo - Handens para 50-55 HRC (focado em resistência).
• Mold de molde de fundição aço: Aquecido a 1.000-1.050 ° C., extinto em água - havia 58-60 HRC (dureza quente focada em dureza).
• Temering:
• Moldes de plástico: Temperado a 500-550 ° C para 1-2 Horas - equilibrar resistência à resistência e desgaste.
• Stamping morre: Temperado a 300-350 ° C para 1-2 Horas - prioriza a dureza para resistência ao desgaste.
• Recozimento do alívio do estresse: Obrigatório-com raio de 600-650 ° C para 1 hora após a usinagem para reduzir o estresse, impedindo a deformação do molde durante o uso.

4. Formação e tratamento de superfície

• Métodos de formação:
• Pressione formação: Imprensa hidráulica (5,000-10,000 toneladas) moldar grandes bloqueios de moldes em esboços de cavidade - vasculhar o tratamento térmico.
• Usinagem: Mills CNC com ferramentas de carboneto cortam cavidades de molde (Por exemplo, Caso de smartphone formas) em aço recozido - resfriado impede o superaquecimento.
• Moagem: Após o tratamento térmico, Rodas de diamante refinam superfícies de mofo para RA 0.1 A rugosidade de μm - prevê as peças plásticas têm acabamentos suaves.
• Tratamento de superfície:
• Nitretagem: Aquecido a 500-550 ° C em nitrogênio para formar um 5-10 Camada de nitreto de μM - Boosts Wear Resistência por 30% (Ideal para carimbar matrizes).
• Revestimento (PVD/CVD): Nitreto de titânio (PVD) Os revestimentos são aplicados a núcleos de moldes de plástico - reduz a aderência de plástico, melhorando a liberação de peças.
• Endurecimento: Tratamento térmico final (Tireização + temering) é suficiente para a maioria dos moldes - não é necessário endurecer adicional.

5. Controle de qualidade (Garantia de precisão do molde)

• Teste de dureza: Rockwell C Testes Verifique a dureza pós-temperamento (50-60 HRC)- As garantias correspondem às necessidades de aplicativos.
• Análise de microestrutura: Confirma a distribuição uniforme de carboneto (Sem carbonetos grandes que causam desgaste do molde).
• Inspeção dimensional: CMMS Verifique as cavidades do molde para precisão (± 0,001 mm)- Crítico para peças plásticas como seringas médicas.
• Teste de corrosão: Testes de pulverização de sal (ASTM B117) verificar Resistência à corrosão-essencial para moldes médicos ou de qualidade alimentar.
• Teste de tração: Verifica a força de tração (1200-2000 MPA) Para garantir que o molde suporta a pressão de fixação.

4. Estudo de caso: Molde de aço em moldes de pára -choque plástico automotivo

Um fabricante automotivo usou aço de baixa liga para moldes de pára-choques de plástico, mas enfrentou dois problemas: Corrosão do molde de resina de pára -choques (causando coloração de peças) e desgaste depois 200,000 ciclos. Eles mudaram para o alto-cromo (10%) Aço do molde, com os seguintes resultados:

• Resistência à corrosão: Nenhuma coloração nos pára -choques - as taxas de rejeição caíram de 8% para 1%.
• Resistência ao desgaste: Moldes duraram 500,000 ciclos (150% mais longo)- Os custos de substituição de que caíram $80,000 anualmente.
• Economia de custos: Apesar de 30% maior custo de molde inicial, o fabricante salvo $120,000 anualmente por meio de rejeições e substituições mais baixas.

5. Mold Steel vs.. Outros materiais

Como o mofo aço se compara a materiais alternativos para aplicações de moldagem? Vamos quebrá -lo:

Adequação do aplicativo

• Moldes de injeção plástica: Desgaste de balões de aço de molde de alto-cromo e resistência à corrosão-mais mais que A2 (baixa corrosão) e mais barato que 440c.
• Moldes de fundição: O aço mofo-adiado por molibdênio tem melhor dureza quente que o alumínio-ideal para 600 ° C+ metais fundidos.
• Stamping morre: D2 Tool Steel tem maior resistência ao desgaste, mas é mais difícil de usinar - use o aço de mofo para facilitar a modelagem e a durabilidade suficiente.
• Moldes médicos: 440C tem melhor resistência à corrosão, mas custa mais-use aço de mofo de alto-cromo para moldes biocompatíveis econômicos.

Vista da tecnologia Yigu no mofo aço

Na tecnologia Yigu, Mold Steel é um material central para nossos clientes de moldagem de precisão. É ajustável Composição química Permite adaptá -lo a necessidades específicas - alto cromo para moldes médicos, molibdênio para o elenco, e baixo carbono para moldes plásticos grandes. Recomendamos isso sobre alternativas como alumínio (mal desgaste) ou d2 (Difícil de máquina) Para a maioria das aplicações. Enquanto mais caro que aços básicos, sua vida longa e baixa manutenção se alinham com nosso objetivo de sustentável, soluções de fabricação econômicas para automotivo, Aeroespacial, e indústrias médicas.

Perguntas frequentes

1. Que tipo de aço de molde é melhor para moldagem por injeção de plástico?

Alto cromo (8-12%) O aço mofo é ideal - oferece ofertas boa resistência à corrosão (Para resistir a resinas plásticas) e dureza equilibrada (50-55 HRC) para resistência durante a produção de alto volume. Para alimentos/moldes médicos, Adicione o cobre para aumentar a biocompatibilidade.

2. O aço de molde pode ser reparado se usar ou rachaduras?

Sim, Mas com cautela - o alto teor de carbono da Modold Steel requer pré -aquecimento (250-350° c) antes da soldagem, seguido de temperamento pós-soldado para restaurar a resistência. Pequenos pontos de desgaste também podem ser reparados por meio de moagem ou redefinição.

3. O aço do molde é mais caro que o alumínio para moldes?

Sim - o aço em que o aço custa ~ 40% mais adiantado que o alumínio. Mas os moldes de alumínio se desgastam 5-10x mais rápido (Por exemplo, 50,000 vs.. 500,000 Ciclos para moldes plásticos), Portanto, o Mold Steel oferece um melhor valor a longo prazo para produção de alto volume.