Плесень стали: Характеристики, Приложения, Руководство по производству

Сталь для плесени - это специализированный сплав, предназначенный для создания долговечного, Высокие формы, используемые в пластиковой инъекции, умирать кастинг, и формирование металла. Его адаптировано химический состав- с регулируемым углеродом, хром, и сплав сплай Отличная износостойкость, Высокая прочность, и стабильность температуры, Сделать его незаменимым для таких отраслей, как Automotive, аэрокосмическая, и производство медицинских устройств. В этом руководстве, Мы разбим его ключевые черты, Реальное мир использует, производственные процессы, и как это сравнивается с другими материалами, Помогая выбирать правую сталь для формирования для ваших конкретных потребностей в литье.

1. Ключевые свойства материала плесени стали

Производительность плесени Steel основана на гибкой химический состав, которые можно отрегулировать в соответствии с различными требованиями к литью-от коррозионных пластиковых форм до теплостойких инструментов литья матрицы.

Химический состав

Формула плесени Steel варьируется в зависимости от применения, Но основные элементы попадают в эти диапазоны, чтобы сбалансировать силу и удобство использования:

• Содержание углерода: 0.30-1.40% (Низкий углерод для пластиковых форм, нуждающихся в жесткости; высокий углерод для металлических умираний, требующих износостойкость)
• Содержание хрома: 0.30-12.00% (Высокий хром для коррозионной устойчивость; Низкий хром для экономически эффективных умираний)
• Содержание молибдена: 0.00-1.00% (Увеличение высокой температурной прочности для форм литья матрицы)
• Содержание ванадиума: 0.00-1.00% (Уточняет размер зерна, Улучшение стойкости и износа для штамповки умирает)
• Содержание марганца: 0.20-1.00% (Укрепляет закаленность без создания грубых карбидов)
• Содержание кремния: 0.10-1.00% (СПИД-окисление во время производства и стабилизирует высокотемпературные характеристики)
• Содержание фосфора: ≤0,03% (строго контролируется, чтобы предотвратить холодную хрупкость, Критические для форм, используемых в низкотемпературных средах)
• Содержание серы: ≤0,03% (Ультра-низкий для поддержания стойкость и избегать растрескивания во время формирования плесени)
• Дополнительные изделия: Никель (повышает прочность для больших пластиковых форм), кобальт (повышает горячую твердость для литья матрицы), и медь (Улучшает коррозионную стойкость для форм медицинского устройства)

Физические свойства

Механические свойства

После тепловой обработки специфичной для применения, Плесень Steel обеспечивает производительность, адаптированные к варианту использования:

• Предел прочности: ~ 1200-2000 МПа (выше для металлических умираний; ниже для больших пластиковых форм, нуждающихся в пластичности)
• Урожайность: ~ 800-1500 МПа (Обеспечивает обеспечение формы под давлением или нагрузкой на литье)
• Удлинение: ~ 10-20% (в 50 мм - более высокий для пластиковых форм, чтобы избежать растрескивания во время сборки плесени)
• Твердость (Роквелл C Шкала): 50-60 HRC (После термообработки-50-55 HRC для жестких пластиковых форм; 58-60 HRC для устойчивой к износостойкой штамповки умирает)
• Усталость сила: ~ 500-800 МПа (При 10⁷ циклов-критические для используемых форм с большими объемами 100,000+ раз)
• Воздействие на выносливость: От умеренного до высокого (~ 30-50 J/см² при комнатной температуре)- Более крупные для больших форм, чтобы противостоять напряжению сборки.

Другие критические свойства

• Отличная износостойкость: Карбиды из углерода и хрома, Продолжая жизнь плесени (НАПРИМЕР., 500,000+ Циклы для пластиковых форм для инъекций).
• Хорошая коррозионная стойкость: Варианты высокогоххромия (НАПРИМЕР., 420 Сталь плесени на основе нержавеющей стали) сопротивляться пластиковым смолам или литья литье, избегая окрашивания плесени.
• Высокая прочность: Сбалансирован с твердостью, Таким образом, формы выдерживают давление зажима (до 10,000 кН для больших форм для инъекций) без трещин.
• Механизм: Умеренный - аннулированная плесень стали (Твердость ~ 200-250 Бринелл) Оборочен с помощью карбидных инструментов; более сложные варианты (58-60 HRC) требуется шлифование.
• Сварка: С осторожностью - высокое содержание углерода увеличивает риск растрескивания; предварительно нагреть (250-350° C.) и послепродажи необходимы для ремонта плесени.

2. Реальное применение стали плесени

Универсальность плесени Steel делает его идеальным для разнообразных процессов литья, от производства пластической части до металлического литья. Вот его наиболее распространенное использование:

Пластиковая литья

• Формы для пластиковых деталей: Формы для автомобильных деталей интерьера (НАПРИМЕР., Монитоны) Используйте низкоуглеродистую сталь плесени-далее выдерживается 1,000+ Циклы зажима ежедневно, и коррозионная стойкость сопротивляется химикатам пластиковой смолы.
• Компоненты ядра и полости: Точные ядра (Для отверстий в пластиковых частях) Используйте высокую хромийную сталь-устойчивость (± 0,001 мм) над 300,000 цикл.

Пример случая: Производитель пластиковых деталей использовал стандартную углеродную сталь для форм для смартфона, но износ с поверхностью 150,000 цикл. Они переключились на сталь с высоким хромий плесень, и плесень длились 400,000 цикл (167% дольше)- вытягивание затрат на замену плесени по $50,000 ежегодно.

Умирать кастинг

• Формы для металлического литья: Алюминиевые формы литья (Для автомобильных кронштейнов двигателя) Используйте молибденамную плесени сталь-Высокая горячая твердость выдерживает 650 ° C расплавленный алюминий, и термическая устойчивость к усталости избегает растрескивания.
• Компоненты ядра и полости: Цинковые листовые ядра используют ванадий с добавлением стали плесени- 500,000+ Циклы литья без размерного дрейфа.

Кова и штамповка

• Штамповка умирает: Штамповка листового металла умирает (Для автомобильных панелей кузова) Используйте высокоуглеродную плесень сталь-износостойкость сопротивляется металлическим трениям, обеспечение чистых краев панелей над 200,000 штампы.
• Ковкость умирает: Горячая корова умирает (Для стальных болтов) Используйте термостойкую сталь для плесени-на данный момент выдерживает 1200 ° C, температура ковена и удара молотка.

Аэрокосмическая, Автомобиль & Медицинская промышленность

• Аэрокосмическая промышленность: Формы для композитных аэрокосмических частей (НАПРИМЕР., турбинные лезвия) Используйте высококачественную плесени сталь-резист давление во время композитного отверждения, и точность поддерживает толерантность к частичной.
• Автомобильная промышленность: Формы для резиновых уплотнений или пластиковых бамперов используют устойчивую к коррозионной стали плесени-распадает распад плесени из автомобильных жидкостей.
• Медицинская индустрия: Формы для пластиковых шприцев или хирургических инструментов используют высокоххромийную плесени сталькоррозионная стойкость Выдерживает автоклавную стерилизацию, и биосовместимость не гарантирует токсичного выщелачивания.

3. Методы производства для стали плесени

Создание стали для плесени требует точности, чтобы соответствовать предполагаемому нанесению-от низкоуглеродных вариантов пластиковой плесени до высокосвязанных литейных сортов.. Вот подробный процесс:

1. Металлургические процессы (Контроль композиции)

• Электрическая дуговая печь (Eaf): Основной метод - сталь, хром, молибден, и другие сплавы расплавлены при 1650-1,750 ° C. Датчики мониторинг химический состав Чтобы настроить элементы (НАПРИМЕР., 10-12% хром для коррозионных форм, 0.30% Углерод для жестких пластиковых форм).
• Основная кислородная печь (Боф): Для крупномасштабного производства-Молтенское железо смешивается с лом; кислород корректирует содержание углерода. Сплавы добавляются после взрыва, чтобы избежать окисления.

2. Процессы прокатки

• Горячая катящика: Расплавленный сплав бросает в слитки, Нагревается до 1100-1,200 ° C., и перевернулся в тарелки или блоки. Горячие катящики разбивают карбиды и формируют бланки плесени (НАПРИМЕР., 500×500 ММ блоки для форм для инъекций).
• Холодный катание: Используется для тонких компонентов плесени (НАПРИМЕР., штамповка вставки)—Оолд-рост при комнатной температуре, чтобы улучшить отделку поверхности. Отжиг после роллинга (700-750° C.) Восстанавливает механизм.

3. Термическая обработка (Адаптировано к применению)

• Отжиг: Нагревается до 800-900 ° C для 2-4 часы, медленно охлаждается до ~ 600 ° C. Уменьшает твердость 200-250 Бринелл, Сделать его обрабатывающим и снимающим стресс.
• Гашение:
• Пластиковая плесень сталь: Нагревается до 850-900 ° C., утол 50-55 HRC (Сфокусирован на выносливость).
• Сталь для литья: Нагревается до 1000-1050 ° C., утомил воду - выдерживает 58-60 HRC (Горячая твердость).
• Отпуск:
• Пластиковые формы: Смягченный при 500-550 ° С для 1-2 Часы - укладывает выносливость и устойчивость к износу.
• Штамповка умирает: Придерживался 300-350 ° C для 1-2 часы - приписывают твердость для износостойкости.
• Снятие стресса отжиг: Обязательно-до 600-650 ° C для 1 Час после обработки, чтобы уменьшить стресс, предотвращение деформации плесени во время использования.

4. Формирование и обработка поверхности

• Формирующие методы:
• Нажатие формирования: Гидравлические прессы (5,000-10,000 тонны) формируйте большие блоки плесени в контуры полости - перед термической обработкой.
• Обработка: Заводы с ЧПУ с карбидными инструментами разрезают полости плесени (НАПРИМЕР., Формы корпуса смартфона) в отожженную сталь - культура предотвращает перегрев.
• Шлифование: После термической обработки, Алмазные колеса уточняют поверхности плесени в RA 0.1 мкм шероховатость - пластиковые детали из -за гладкой отделки.
• Поверхностная обработка:
• Нитринг: Нагревается до 500-550 ° C в азоте, чтобы сформировать 5-10 мкм нитридного слоя - устойчивости к износу 30% (Идеально подходит для штамповки штампов).
• Покрытие (PVD/CVD): Нитрид титана (Pvd) Покрытия наносятся на пластиковые ядра плесени - уменьшают прилипку пластика, Улучшение выпуска части.
• Укрепление: Окончательная термообработка (гашение + отпуск) Достаточно для большинства форм - никакого дополнительного упрочнения не требуется.

5. Контроль качества (Обеспечение точности плесени)

• Тест на твердость: Тесты Rockwell C Проверяют твердость после тему (50-60 HRC)–Ensures соответствует потребностям приложения.
• Анализ микроструктуры: Подтверждает равномерное распределение карбида (Нет больших карбидов, которые вызывают износ плесени).
• Проверка размерных: CMMS проверьте полости плесени на точность (± 0,001 мм)- Критические для пластиковых деталей, таких как медицинские шприцы.
• Коррозионное тестирование: Тесты соляного распыления (ASTM B117) проверять коррозионная стойкость-Рассмотрен для медицинских или пищевых форм.
• Тестирование на растяжение: Проверяет прочность на растяжение (1200-2000 МПА) Для обеспечения давления зажатия плесени зажимает давление.

4. Тематическое исследование: Плесень стали в автомобильных пластиковых форм

Автомобильный производитель использовал низкопластную сталь для пластиковых форм, но столкнулся с двумя проблемами: Коррозия формы из бамперной смолы (вызывает окрашивание части) и носить после 200,000 цикл. Они перешли на высокий хромий (10%) плесень стали, со следующими результатами:

• Коррозионная стойкость: Нет окрашивания на бамперы - показателю отброшены с 8% к 1%.
• Износостойкость: Формы длились 500,000 цикл (150% дольше)- затраты на замену упали на $80,000 ежегодно.
• Экономия стоимости: Несмотря на 30% более высокая стоимость пресс -формы, Производитель спас $120,000 Ежегодно через нижние отклонения и замены.

5. Плесень стали против. Другие материалы

Как сталь плесени сравнивается с альтернативными материалами для формованного применения? Давайте разберем это:

Применение пригодности

• Пластиковые формы: Высоко-хромий плесень стальной баланс и устойчивость к коррозии-лучше, чем A2 (плохая коррозия) и дешевле, чем 440c.
• Формы для литья: Сталь с добавлением молибдена имеет лучшую горячую твердость, чем алюминий-доступ для 600 ° C+ расплавленные металлы.
• Штамповка умирает: D2 Tool Steel обладает более высокой износостойкой стойкостью, но его сложнее - использовать стали плесени для облегчения формирования и достаточной долговечности.
• Медицинские формы: 440C обладает лучшей коррозионной стойкостью, но стоит дороже-используйте высокую хромиевую плесень стали для экономически эффективных биосовместимых форм.

Взгляд технологии Yigu на плесени сталь

В Yigu Technology, Сталь для плесени является основным материалом для наших клиентов с точным литьем. Это регулируется химический состав Позволяет нам адаптировать его к конкретным потребностям - высокий хром для медицинских форм, молибден для литья матрицы, и низкий углерод для больших пластиковых форм. Мы рекомендуем это по сравнению с такими альтернативами, как алюминий (Плохое износ) или D2 (Трудно машина) Для большинства приложений. Хотя это дороже базовые стали, его долгая жизнь и низкое обслуживание соответствуют нашей цели устойчивого, Экономические производственные решения для автомобилей, аэрокосмическая, и медицинские отрасли.

Часто задаваемые вопросы

1. Какой тип стали плесени лучше всего подходит для литья пластиковой инъекции?

Высокий хромий (8-12%) плесень сталь идеально подходит - предлагает Хорошая коррозионная стойкость (противостоять пластиковым смолам) и сбалансированная твердость (50-55 HRC) Для выносливости во время масштабного производства. Для еды/медицинских плесени, Добавить медь, чтобы повысить биосовместимость.

2. Можно ли отремонтировать стали, если она носит или трещины?

Да, Но с осторожностью - высокое содержание углерода в LOLD STEEL требует предварительного нагрева (250-350° C.) перед сваркой, Затем последовало отшлака, чтобы восстановить прочность. Небольшие пятна износа также могут быть отремонтированы с помощью шлифования или переосмысления.

3. Является ли сталь плесени дороже, чем алюминий для форм?

Да, страдающая сталь стоит ~ 40% больше авансового, чем алюминий. Но алюминиевые формы изнашиваются в 5-10 раз быстрее (НАПРИМЕР., 50,000 против. 500,000 Циклы для пластиковых форм), Таким образом, плесень стали обеспечивает лучшую долгосрочную ценность для масштабного производства.