Какой металл лучше всего подходит для форм для литья под давлением? (Анализ материала)

При создании формы для литья под давлением , вопросы «какой материал использовать для формы» и «какой материал использовать для изделия» — это два разных вопроса.
Идеальный материал формы должен быть похож на «железный бургер», способный противостоять эрозии высокотемпературных жидкостей и не трескаться во время частых циклов нагрева и охлаждения.

Ниже приведены некоторые из наиболее часто используемых металлических материалов в промышленности:

1. «Скелет» самой формы: инструментальная сталь для горячей обработки.

Это основной материал для изготовления форм для литья под давлением. Поскольку во время литья под давлением расплавленный металл очень горячий, обычная сталь при контакте размягчается.
Сталь H13 (наиболее часто используемая): это «универсал» в производстве пресс-форм. Он не только обладает высокой твердостью, но, что самое главное, очень термостоек. Даже после многократного воздействия высокотемпературного расплавленного металла он не склонен к растрескиванию (в промышленности это называется термической усталостью). Это предпочтительный выбор для изготовления форм из алюминиевых и магниевых сплавов.
Улучшенная высококачественная сталь: для пресс-форм, требующих чрезвычайно высокой производительности и непрерывного производства сотен тысяч изделий, используется сталь с более высокими эксплуатационными характеристиками. Эти материалы имеют меньше примесей и большую прочность, что позволяет форме служить дольше.

2. «Пошив» материалов под разные изделия.

Выбор стали для формы во многом зависит от того, какой металл вы в нее заливаете:
При литье алюминиевых сплавов: Алюминий имеет высокую температуру плавления, что более вредно для формы. Необходимо использовать высокопрочную сталь для горячих работ, прошедшую строгую термическую обработку.
При литье сплавов цинка: Цинк имеет относительно низкую температуру плавления, как медленное кипячение лягушки, поэтому вред для формы не так велик. Таким образом, при изготовлении форм для литья под давлением из цинковых сплавов диапазон выбора стали может быть немного шире, а срок службы формы обычно намного больше, чем у форм из алюминиевых сплавов.
При литье медных сплавов: Температура расплавленной меди очень высока, и обычную сталь трудно выдержать в течение длительного времени. В этом случае могут даже потребоваться некоторые дорогие специальные сплавы или материалы со специальной обработкой поверхностного упрочнения.

3. «Поддерживающие» материалы для оснастки пресс-форм.

Полная форма для литья под давлением — это не просто две большие стальные пластины; он также содержит много частей:
Основание формы (внешняя оболочка): не требуется прямой контакт с высокотемпературным расплавленным металлом, поэтому обычно достаточно обычной среднеуглеродистой стали, что позволяет сэкономить затраты. Толкатели и направляющие стойки: это детали, которые испытывают частое движение и трение, поэтому они обычно изготавливаются из легированной стали с отличной износостойкостью, а их поверхности делаются очень гладкими.
Трубы охлаждающей воды. Чтобы быстро охладить форму, внутрь встраивают медные трубы или в стали сверлят отверстия, чтобы использовать циркуляцию воды для рассеивания тепла.

4. Почему нельзя использовать обычный утюг?

Многие спрашивают, а нельзя ли использовать чугун или обычную сталь, которую можно найти повсюду на обочинах дорог? Ответ: абсолютно нет.
Обычное железо «отслаивается»: после нагрева поверхность быстро окисляется и шелушится, в результате чего на поверхности появляются ямки.
Обычное железо деформируется: под давлением зажима в несколько сотен тонн обычное железо сжимается и деформируется, как глина, из-за чего форма не закрывается должным образом и расплавленный металл бесконтрольно разбрызгивается.