วัสดุอะไรให้เลือกสำหรับแม่พิมพ์ฉีด?
รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับแม่พิมพ์เหล็ก
เหล็กแม่พิมพ์สามารถแบ่งออกกว้าง ๆ ได้เป็น 3 ประเภท ได้แก่ เหล็กแม่พิมพ์งานเย็น เหล็กแม่พิมพ์งานร้อน และเหล็กแม่พิมพ์พลาสติก ซึ่งใช้สำหรับการตี การปั๊ม การตัด และการหล่อแบบตายตัว เนื่องจากการใช้แม่พิมพ์ต่างๆ แตกต่างกันและสภาพการทำงานมีความซับซ้อน เหล็กแม่พิมพ์ที่ใช้ในการผลิตแม่พิมพ์จึงควรมีความแข็ง ความแข็งแรงสูง ทนทานต่อการสึกหรอ มีความเหนียวเพียงพอ ตลอดจนมีความสามารถในการชุบแข็งสูง สามารถชุบแข็งได้ และประสิทธิภาพของกระบวนการอื่น ๆ ตามสภาพการทำงาน เนื่องจากการใช้งานที่แตกต่างกันและสภาพการทำงานที่ซับซ้อน ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพสำหรับเหล็กกล้าแม่พิมพ์จึงแตกต่างกันเช่นกัน
เหล็กกล้าแม่พิมพ์งานเย็นรวมถึงแม่พิมพ์ปั๊มเย็น แม่พิมพ์ดึงลวด แม่พิมพ์เจาะลึก แม่พิมพ์นูน แม่พิมพ์รีดเกลียว แม่พิมพ์ขึ้นรูปม้วน แม่พิมพ์หัวเย็น และแม่พิมพ์อัดขึ้นรูปเย็น ตามสภาพการทำงานในการผลิต เหล็กแม่พิมพ์งานเย็นควรมีความแข็ง ความแข็งแรงสูง ทนต่อการสึกหรอ มีความเหนียวเพียงพอ ตลอดจนมีความสามารถในการชุบแข็งสูง สามารถชุบแข็งได้ และประสิทธิภาพของกระบวนการอื่น ๆ เหล็กกล้าเครื่องมือผสมที่ใช้เพื่อวัตถุประสงค์เหล่านี้โดยทั่วไปเป็นของเหล็กกล้าผสมคาร์บอนสูง- โดยมีเศษส่วนมวลคาร์บอนมากกว่า 0.80% โครเมียมเป็นองค์ประกอบโลหะผสมที่สำคัญในเหล็กประเภทนี้ และเศษส่วนมวลของมันมักจะไม่เกิน 5% อย่างไรก็ตาม สำหรับเหล็กกล้าแม่พิมพ์บางชนิดที่ต้องการความต้านทานการสึกหรอสูงและการเสียรูปเล็กน้อยหลังจากการชุบแข็ง เศษส่วนมวลโครเมียมสูงสุดสามารถเข้าถึง 13% และเพื่อสร้างคาร์ไบด์จำนวนมาก เศษส่วนมวลคาร์บอนในเหล็กก็สูงมากเช่นกัน สูงถึง 2.0%~2.3% เหล็กกล้าแม่พิมพ์งานเย็นมีปริมาณคาร์บอนค่อนข้างสูงและโครงสร้างจุลภาคส่วนใหญ่เป็นของเหล็กไฮเปอร์ยูเทคตอยด์หรือเหล็กเลดบูไรต์ ประเภทเหล็กที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ เหล็กโลหะผสม-คาร์บอนต่ำ- เหล็กโลหะผสม-คาร์บอนสูง-โครเมียม เหล็กโครเมียม-โมลิบดีนัม และเหล็ก-คาร์บอนโครเมียม-ทังสเตน-แมงกานีส
แม่พิมพ์งานร้อนส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นประเภทการตีค้อน การตีขึ้นรูป การอัดขึ้นรูป และการหล่อแบบตายตัว รวมถึงแม่พิมพ์ตีขึ้นรูปร้อน แม่พิมพ์ตีขึ้นรูปแบบกด แม่พิมพ์ปั๊ม แม่พิมพ์อัดรีดร้อน และแม่พิมพ์หล่อโลหะ แม่พิมพ์งานร้อนต้องเผชิญกับความเครียดทางกลอย่างมากในระหว่างการทำงาน และต้องทนต่อผลกระทบจากการทำความร้อนและความเย็นซ้ำๆ ซึ่งทำให้เกิดความเครียดจากความร้อนขนาดใหญ่ นอกจากความแข็ง ความแข็งแรง ความแข็งสีแดง ความต้านทานการสึกหรอ และความเหนียวสูงแล้ว เหล็กแม่พิมพ์งานร้อนควรมีความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูง-ที่ดี มีความเสถียรต่อความเมื่อยล้าจากความร้อน การนำความร้อน และความต้านทานการกัดกร่อน นอกจากนี้ จำเป็นต้องมีความสามารถในการชุบแข็งสูงเพื่อให้แน่ใจว่ามีคุณสมบัติทางกลที่สม่ำเสมอตลอดทั้งหน้าตัด- สำหรับเหล็กกล้าแม่พิมพ์หล่อตาย ควรมีประสิทธิภาพในการทนต่อการให้ความร้อนและความเย็นซ้ำๆ บนชั้นผิวโดยไม่แตกร้าว และทนต่อแรงกระแทกและการกัดเซาะของการไหลของโลหะเหลว เหล็กประเภทนี้โดยทั่วไปเป็นของเหล็กกล้าโลหะผสมคาร์บอนปานกลาง- โดยมีสัดส่วนมวลคาร์บอน 0.30%~0.60% ซึ่งเป็นเหล็กกล้าไฮโปยูเทคตอยด์ และเหล็กบางชนิดกลายเป็นเหล็กกล้ายูเทคตอยด์หรือเหล็กกล้าไฮเปอร์ยูเทคตอยด์เนื่องจากการเติมธาตุผสมมากขึ้น (เช่น ทังสเตน โมลิบดีนัม วานาเดียม ฯลฯ) ประเภทเหล็กที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ เหล็กโครเมียม-เหล็กแมงกานีส เหล็กโครเมียม-เหล็กนิกเกิล เหล็กโครเมียม และเหล็กทังสเตน-โครเมียม
แม่พิมพ์พลาสติกประกอบด้วยแม่พิมพ์พลาสติกเทอร์โมพลาสติกและแม่พิมพ์พลาสติกเทอร์โมเซตติง เหล็กสำหรับแม่พิมพ์พลาสติกจำเป็นต้องมีคุณสมบัติบางอย่าง เช่น ความแข็งแรง ความแข็ง ความต้านทานการสึกหรอ ความคงตัวทางความร้อน และความต้านทานการกัดกร่อน นอกจากนี้ ยังจำเป็นต้องมีประสิทธิภาพของกระบวนการที่ดี เช่น การเสียรูปด้วยความร้อนเล็กน้อย ความสามารถในการแปรรูปที่ดี ความต้านทานการกัดกร่อนที่ดี ประสิทธิภาพการบดและขัดที่ดี ประสิทธิภาพการเชื่อมซ่อมแซมที่ดี ความหยาบสูง การนำความร้อนที่ดี และขนาดและรูปร่างของสภาพการทำงานที่มั่นคง โดยทั่วไปสามารถเลือกเหล็กแม่พิมพ์งานร้อนสำหรับการฉีดขึ้นรูปหรือแม่พิมพ์อัดขึ้นรูปได้ สามารถเลือกเหล็กแม่พิมพ์งานเย็นสำหรับการขึ้นรูปแบบเทอร์โมเซตติงและแม่พิมพ์ที่ต้องการความต้านทานการสึกหรอสูงและมีความแข็งแรงสูง