Какие факторы приводят к недостаточной твердости стали в пресс-формах?
В требовательном мире прецизионного литья под давлением производительность и долговечность пресс-формы в корне зависят от твердости стали, из которой она изготовлена. Недостаточная твердость является критической точкой отказа, приводящей к преждевременному износу, деформации под действием силы смыкания, низкому качеству поверхности детали и, в конечном итоге, к сокращению срока службы пресс-формы .GV MOLD Мы понимаем, что достижение и поддержание заданной твердости является обязательным требованием для высококачественного изготовления пресс-форм . В этой статье рассматриваются основные факторы, которые могут снизить твердость инструментальной стали , и способы их предотвращения.
Критическая роль твердости в характеристиках пресс-формы
Твердость — это показатель сопротивления материала вдавливанию, пластической деформации и износу. Для пресс-формы под давлением достаточная твердость обеспечивает:
Износостойкость: устойчивость к абразивным пластмассам, стекловолокну и длительной циклической работе направляющих , подъемников и выталкивающих штифтов .
Герметичность под давлением: предотвращает деформацию полости и стержня под воздействием высокого давления впрыска и силы зажима .
Полировка и сохранение текстуры: Обеспечивает высококачественную полировку пресс-форм и гарантирует, что текстурированные поверхности не будут разрушаться со временем.
Устойчивость к отпечаткам: Предотвращает появление царапин или вмятин на стальной поверхности от пластикового материала под давлением.
Основные факторы, приводящие к недостаточной твердости
1. Неправильный выбор материалов
Основой для определения твердости является выбор правильной марки инструментальной стали .
Использование неправильной марки стали: выбор марки стали, не предназначенной для закалки (например, низкоуглеродистой стали, такой как P20, для применения в условиях интенсивного износа без надлежащей закалки), никогда не позволит достичь требуемой твердости.
Некачественная или несертифицированная сталь: Использование стали из несертифицированных источников может привести к непостоянному химическому составу (например, низкому содержанию углерода или легирующих элементов), что делает невозможным достижение целевой твердости путем термообработки .
2. Недостатки процесса термообработки
Термическая обработка — это контролируемый процесс нагрева и охлаждения стали для изменения ее микроструктуры и достижения желаемых механических свойств, включая твердость. Это наиболее критическая фаза, на которой часто возникают проблемы.
Неправильная температура аустенитизации: если сталь не нагрета до точно требуемой температуры для конкретного сорта, необходимая трансформация микроструктуры не произойдет в полном объеме.
Недостаточное время выдержки: сталь должна выдерживаться при температуре аустенитизации достаточно долго, чтобы все поперечное сечение равномерно преобразовалось. Спешка приводит к размягчению сердцевины.
Неправильное закаливание: Закаливание (быстрое охлаждение) необходимо для «замораживания» твердой микроструктуры. К проблемам относятся:
Низкая скорость закалки: Использование неправильной закалочной среды (масло, воздух или полимер) или прерывистое охлаждение могут привести к образованию более мягких фаз, таких как перлит или бейнит, вместо твердого мартенсита.
Неравномерное охлаждение: Недостаточное перемешивание охлаждающей жидкости или неправильная геометрия детали могут привести к неравномерному охлаждению, образованию мягких участков и высоким внутренним напряжениям.
Недостаточный или неправильный отпуск: После закалки сталь очень твердая, но хрупкая. Отпуск уменьшает хрупкость и снимает напряжение. Однако чрезмерный отпуск (слишком высокая температура или слишком длительное время) чрезмерно снижает твердость. Недостаточный отпуск делает сталь слишком хрупкой.
3. Обезуглероживание в процессе обработки
Обезуглероживание — это потеря углерода из поверхностного слоя стали в результате воздействия кислорода при высоких температурах (во время ковки, прокатки или термообработки ). Обезуглероженный поверхностный слой значительно мягче, чем его внутренняя часть. Если этот мягкий слой не удалить достаточной механической обработкой или шлифовкой после термообработки, он остается на рабочих поверхностях полости или стержня , что приводит к быстрому износу и трудностям при полировке.
4. Неправильная механическая обработка или шлифовка после термообработки.
Электроэрозионная обработка (ЭЭО) и шлифовка, выполняемые после закалки, могут создавать тонкий, измененный поверхностный слой, называемый «белым слоем» или слоем переплавки. Этот слой, хотя часто и очень твердый, обычно хрупкий и может растрескиваться до микротрещин. Под ним чрезмерное тепловое воздействие от этих процессов может вызвать перегрев , создавая мягкую, ослабленную зону («зону термического воздействия») непосредственно под поверхностью, которая может отслаиваться или изнашиваться.
5. Недостаточное тестирование и проверка твердости.
Использование одной контрольной точки или неразрушающих методов (например, портативных твердомеров) без надлежащей подготовки поверхности и калибровки может привести к ложным показаниям. Непоследовательное или неточное измерение твердости не позволяет выявить мягкие участки или градиенты под поверхностью.
Протокол GV MOLD: обеспечение оптимальной твердости и производительности.
ВGV MOLD Мы применяем строгий, контролируемый процесс, гарантирующий заданную твердость и целостность каждой изготовленной нами формы.
Закупка сертифицированных материалов: Мы закупаем только сертифицированную, отслеживаемую листовую сталь у авторитетных заводов, обеспечивая неизменность химического состава с самого начала.
Стратегический подход к проектированию для термообработки: конструкция нашей пресс-формы учитывает равномерную толщину стенок в критически важных компонентах, что способствует равномерному нагреву и охлаждению во время термообработки , минимизируя деформации и образование мягких участков.
Партнерство со специализированными предприятиями по термообработке: Мы сотрудничаем с аккредитованными предприятиями по термообработке, которые используют печи с контролируемой атмосферой для предотвращения обезуглероживания и применяют точные процессы закалки и отпуска с регистрацией данных.
Экспертиза в области постобработки: После термообработки мы обеспечиваем достаточное удаление материала для устранения обезуглероженного слоя. Мы тщательно контролируем параметры электроэрозионной обработки и шлифовки, чтобы минимизировать зону термического воздействия, которая может нанести вред.
Комплексная проверка: Мы проводим систематическое измерение твердости с использованием калиброванных твердомеров Роквелла или Виккерса в нескольких критически важных местах (стенки полости, стержни керна, поверхности скольжения), чтобы убедиться, что вся рабочая зона соответствует спецификации, а не только одна точка.
Не позволяйте скрытой проблеме недостаточной твердости стали поставить под угрозу ваши инвестиции в пресс-формы. Сотрудничайте с GV MOLD, чтобы объединить материаловедение и высокоточную инженерию для создания долговечных и высокоэффективных пресс-форм для литья под давлением . Свяжитесь с нами сегодня, чтобы обсудить, как наш дисциплинированный подход обеспечивает долговечность и надежность вашей оснастки.
GV MOLD – Гарантия твердости, а не риск.
