SchimmelDie Materialauswahl ist ein sehr wichtiger Schritt im gesamten Formenbauprozess.
Bei der Auswahl des Formmaterials müssen drei Prinzipien erfüllt sein. Die Form muss die Arbeitsanforderungen wie Verschleißfestigkeit und Zähigkeit erfüllen, die Prozessanforderungen erfüllen und wirtschaftlich anwendbar sein.
(1) DieSchimmelerfüllt die Anforderungen der Arbeitsbedingungen
1. Verschleißfestigkeit
Wird der Rohling im Formhohlraum plastisch verformt, fließt und gleitet er an dessen Oberfläche entlang. Dies führt zu starker Reibung zwischen Formhohlraum und Rohling und schließlich zum Verschleiß der Form. Daher ist die Verschleißfestigkeit des Materials eine der grundlegendsten und wichtigsten Eigenschaften einer Form.
Die Härte ist der Hauptfaktor, der die Verschleißfestigkeit beeinflusst. Im Allgemeinen gilt: Je höher die Härte der Formteile, desto geringer der Verschleiß und desto besser die Verschleißfestigkeit. Darüber hinaus hängt die Verschleißfestigkeit auch von Art, Menge, Form, Größe und Verteilung der Karbide im Material ab.
2. Hohe Zähigkeit
Die meisten Arbeitsbedingungen derSchimmelsind sehr schlecht, und einige sind häufig hohen Stoßbelastungen ausgesetzt, was zu Sprödbrüchen führt. Um plötzliche Sprödbrüche von Formteilen während des Betriebs zu verhindern, muss die Form eine hohe Festigkeit und Zähigkeit aufweisen.
Die Zähigkeit der Form hängt hauptsächlich vom Kohlenstoffgehalt, der Korngröße und dem Gefügezustand des Materials ab.
3. Ermüdungsbruchverhalten
Während des Formbearbeitungsprozesses tritt unter der langfristigen Einwirkung zyklischer Belastung häufig Ermüdungsbruch auf. Zu den Bruchformen zählen Ermüdungsbruch durch mehrfache Stoßbelastung mit geringer Energie, Zugermüdungsbruch, Kontaktermüdungsbruch und Biegeermüdungsbruch.
Das Ermüdungsbruchverhalten desSchimmelhängt hauptsächlich von seiner Festigkeit, Zähigkeit, Härte und dem Gehalt an Einschlüssen im Material ab.
4. Hochtemperaturverhalten
Bei höheren Betriebstemperaturen der Form nehmen Härte und Festigkeit ab, was zu vorzeitigem Verschleiß oder Verformung und schließlich zum Versagen des Formmaterials führen kann. Daher sollte das Formmaterial eine hohe Anlassbeständigkeit aufweisen, um die hohe Härte und Festigkeit der Form bei Betriebstemperatur zu gewährleisten.
5. Beständigkeit gegen Hitze- und Kälteermüdung
Manche Formen werden während des Bearbeitungsprozesses wiederholt erhitzt und abgekühlt. Dadurch entstehen an der Oberfläche des Formhohlraums Zug-, Druck- und Spannungsbelastungen, die zu Oberflächenrissen und Abplatzungen führen. Dies erhöht die Reibung, behindert die plastische Verformung und verringert die Maßgenauigkeit, was letztendlich zum Versagen der Form führen kann. Warm- und Kaltmüdung ist eine der Hauptursachen für das Versagen von Warmumformwerkzeugen. Diese Werkzeuge müssen daher eine hohe Beständigkeit gegen Warm- und Kaltmüdung aufweisen.
6. Korrosionsbeständigkeit
Wenn einigeFormenBei der Bearbeitung von Kunststoffformen, beispielsweise aufgrund des Vorhandenseins von Chlor, Fluor und anderen Elementen im Kunststoff, zersetzen sich nach dem Erhitzen stark korrosive Gase wie HCl und HF, die die Oberfläche des Formhohlraums erodieren, dessen Oberflächenrauheit erhöhen und den Verschleiß verschlimmern.
(2) Die Form erfüllt die Prozessleistungsanforderungen
Die Herstellung von Formen erfordert in der Regel mehrere Arbeitsschritte wie Schmieden, Schneiden und Wärmebehandlung. Um die Fertigungsqualität der Form zu gewährleisten und die Produktionskosten zu senken, sollte der Werkstoff gute Schmiede-, Bearbeitbarkeits-, Härtbarkeits- und Schleifeigenschaften aufweisen. Zudem sollte er eine geringe Oxidations-, Entkohlungs- und Abschreckempfindlichkeit sowie eine geringe Verformungs- und Rissneigung besitzen.
1. Schmiedbarkeit
Es weist einen geringen Widerstand gegen Warmumformung, eine gute Plastizität, einen breiten Schmiedetemperaturbereich, eine geringe Neigung zu Schmiederissen und Kaltrissen sowie zur Ausscheidung von Netzwerkkarbiden auf.
2. Glühtechnologie
Der Temperaturbereich für die Kugelglühung ist groß, die Glühhärte ist gering und die Schwankungsbreite ist klein, und die Kugelglührate ist hoch.
3. Bearbeitbarkeit
Die Zerspanungsmenge ist groß, der Werkzeugverlust gering und die Oberflächenrauheit der bearbeiteten Oberfläche gering.
4. Empfindlichkeit gegenüber Oxidation und Entkohlung
Bei Erhitzung auf hohe Temperaturen weist es eine gute Oxidationsbeständigkeit, langsame Entkohlung, Unempfindlichkeit gegenüber dem Heizmedium und eine geringe Neigung zu Lochfraß auf.
5. Härtbarkeit
Es weist nach dem Abschrecken eine gleichmäßige und hohe Oberflächenhärte auf.
6. Härtbarkeit
Nach dem Abschrecken kann eine tiefe, gehärtete Schicht erzielt werden, die durch Verwendung eines milden Abschreckmediums weiter gehärtet werden kann.
7. Neigung zur Verformungsrissbildung bei Abschreckung
Die Volumenänderung beim konventionellen Abschrecken ist gering, die Form ist verzogen, die Verformung gering und die Neigung zu anomalen Verformungen niedrig. Konventionelles Abschrecken weist eine geringe Rissempfindlichkeit auf und ist unempfindlich gegenüber der Abschrecktemperatur und der Werkstückform.
8. Mahlbarkeit
Der relative Materialverlust der Schleifscheibe ist gering, die maximale Schleifmenge ohne Verbrennung ist groß, und sie reagiert nicht empfindlich auf die Qualität der Schleifscheibe und die Kühlbedingungen. Außerdem ist es nicht leicht, Abrieb und Schleifrisse zu verursachen.
(3) Die Form erfüllt die wirtschaftlichen Anforderungen
Bei der Auswahl vonSchimmelBei der Materialauswahl muss das Prinzip der Wirtschaftlichkeit beachtet werden, um die Herstellungskosten so weit wie möglich zu reduzieren. Daher sollte, unter der Voraussetzung, dass die Leistungsfähigkeit gewährleistet ist, zunächst der günstigste Preis gewählt werden. Wenn Kohlenstoffstahl verwendet werden kann, ist legierter Stahl nicht erforderlich, und wenn heimische Materialien verwendet werden können, sind keine importierten Materialien notwendig.
Darüber hinaus sollten bei der Materialauswahl auch die Produktions- und Versorgungslage am Markt berücksichtigt werden. Die Auswahl der Stahlsorten sollte möglichst wenige, aber dafür gut gebündelte und leicht erhältliche Sorten umfassen.