Какие материалы используются для пресс-форм литья алюминия под давлением?
Какие материалы используются для пресс-форм литья алюминия под давлением?
Литье алюминия под давлением пресс-формы обычно изготавливаются из инструментальных сталей горячей обработки для полости штампа, сердечника, слайда и вставок, которые контактируют с расплавленным алюминием. Выбор материала пресс-формы для литья алюминия под давлением должен соответствовать температуре расплавленного алюминия, давлению впрыска, геометрии детали, ожидаемому объему производства, риску термической усталости и требованиям к обслуживанию. Практическая проблема RFQ заключается в выборе штамповой стали, материала вставок, термообработки, поверхностной обработки и припуска на механическую обработку до изготовления пресс-формы.
Обычные семейства материалов штампов включают H13, H11, SKD61 и эквивалентные инструментальные стали горячей обработки, в зависимости от анализа оснастки и доступности материала. Специализированные стали, мартенситностареющие стали, никелевые сплавы или кобальтовые сплавы могут рассматриваться для отдельных вставок или зон с сильным износом, но эти материалы не должны использоваться по умолчанию без причины, связанной с конструкцией штампа.
Почему инструментальные стали горячей обработки распространены для пресс-форм литья алюминия под давлением?
Инструментальные стали горячей обработки используются, поскольку пресс-форма для литья алюминия под давлением должна выдерживать термоциклирование, эрозию от потока расплавленного алюминия, нагрузку под давлением, прилипание, термическое растрескивание и многократное напряжение при выталкивании. Материал штампа также должен поддерживать механическую обработку, ЭЭО, полировку, термообработку, сварочный ремонт и обслуживание в течение срока службы инструмента.
Стали типов H13 и H11 распространены, поскольку эти инструментальные стали могут сочетать горячую твердость, вязкость, сопротивление термической усталости и обрабатываемость при правильной термообработке. Точная марка, диапазон твердости и условия термообработки должны выбираться инженером-технологом на основе чертежа детали и производственных допущений.
Какие компоненты штампа могут требовать разных материалов?
Основной блок штампа, вставка полости, штифт сердечника, слайд, выталкиватель, литниковая втулка, контактная зона шнековой гильзы и сменная вставка могут не требовать одного и того же материала. Зона затвора с высоким износом может потребовать другой стратегии вставки, чем большая косметическая поверхность полости. Маленький штифт сердечника, подверженный сильному нагреву и затрудненному выталкиванию, может потребовать другого материала и термообработки, чем большая опорная плита.
Сменные вставки могут помочь, когда локальная зона подвержена эрозии, прилипанию, растрескиванию или размерному износу. Покупатели должны определить критические особенности, тонкие ребра, глубокие бобышки, резьбу, уплотнительные зоны и высококосметические поверхности, чтобы конструктор штампа мог решить, оправдана ли отдельная вставка или поверхностная обработка.
Как термообработка и поверхностная обработка влияют на производительность штампа?
Термообработка контролирует твердость, вязкость, размерную стабильность и поведение при термической усталости. Плохая термообработка может сделать штамп слишком хрупким, слишком мягким или размерно нестабильным после механической обработки. Снятие напряжений также может потребоваться во время черновой обработки, термообработки, ЭЭО и чистовой обработки для снижения риска деформации.
Поверхностная обработка может использоваться для уменьшения прилипания, эрозии, износа или термического растрескивания в выбранных зонах штампа. Азотирование, PVD-покрытие, полировка и локальная финишная обработка поверхности могут рассматриваться, когда алюминиевый сплав, разделительный агент, расположение затвора и объем производства оправдывают дополнительный процесс. План поверхностной обработки должен быть совместим с потребностями ремонта и обслуживания штампа.
Как материал пресс-формы должен соответствовать требованиям алюминиевой детали?
Материал пресс-формы следует выбирать исходя из требований к литой детали. Герметичный алюминиевый корпус, косметическая крышка, радиатор и структурный кронштейн могут подвергать штамп различным термическим, потоковым и финишным нагрузкам. Сплав, толщина стенки, расположение затвора, линия разъема, система выталкивания и припуск на обработку влияют на напряжение материала штампа.
Конструкция детали также влияет на выбор материала штампа. Тонкие стенки и длинные пути потока могут увеличить термическое и эрозионное напряжение возле затворов. Толстые секции могут увеличить тепловую нагрузку и потребность в охлаждении. Глубокие ребра, острые углы и маленькие штифты сердечника могут создавать риск растрескивания или износа. Эти зоны следует проанализировать перед окончательным выбором штамповой стали и расположения вставок.
Какие этапы механической обработки и контроля используются для компонентов штампа?
Компоненты штампа обычно требуют обработки на станках с ЧПУ, ЭЭО, проволочной ЭЭО, сверления, шлифования, полировки, термообработки, снятия напряжений, пригонки, притирки и сборки. Критические зоны включают поверхности полости, геометрию затвора и литникового канала, каналы охлаждения, отверстия под выталкиватели, направляющие слайдов, поверхности запирания и поверхности линии разъема.
Доказательства контроля для компонентов штампа могут включать размерный контроль, отчет КИМ, проверку твердости, запись термообработки, проверку шероховатости поверхности, контроль пригонки и анализ пробных отливок. Во время пробной отливки дефекты литья, такие как облой, прилипание, эрозия, термическое растрескивание, пористость, холодный шов или усадка, могут указать, требуют ли корректировки материал штампа, конструкция вставок, охлаждение или настройки процесса.
Компонент штампа | Типичное семейство материалов | Производственный риск для проверки | Необходимая информация в RFQ |
Основные вставки полости и сердечника | H13, H11, SKD61 или эквивалентная инструментальная сталь горячей обработки | Термическое растрескивание, эрозия, прилипание, термическая усталость и размерный износ | Алюминиевый сплав, количество деталей, сечения стенок, косметические поверхности и критические размеры |
Слайды и подвижные сердечники | Инструментальная сталь горячей обработки или специализированный материал вставок по результатам анализа оснастки | Износ, задиры, растрескивание, напряжение при выталкивании и несоосность запирания | Поднутрения, ход слайда, геометрия сердечника, поверхности запирания и потребности в смазке |
Зоны затвора, литникового канала и литника | Износостойкий материал вставок или обработанная сталь горячей обработки, если обосновано | Эрозия расплавленным металлом, прилипание, вымывание и локальная концентрация тепла | Расположение затвора, путь потока, стратегия заполнения, ожидаемое количество и план обслуживания |
Выталкиватели и штифты сердечника | Инструментальная сталь, выбранная по износу, нагреву и геометрии штифта | Изгиб штифта, износ, заедание, термическое растрескивание и следы на отливке | Глубина бобышки, глубина ребра, направление выталкивания, косметические ограничения и стратегия замены |
Зоны с поверхностной обработкой | Азотированная, с покрытием или полированная штамповая сталь, если анализ процесса это поддерживает | Износ покрытия, сложность ремонта, прилипание и несоответствие чистовой обработки поверхности | Чистота поверхности, требования к разделению, план ремонта и критерии приемки пробных отливок |
Что должны предоставить покупатели для анализа материала пресс-формы литья алюминия под давлением?
Полезный RFQ должен включать 2D-чертеж, 3D-модель, алюминиевый сплав, ожидаемое количество, стадию производства, критические размеры, косметические поверхности, требования к герметичности или утечкам, припуск на механическую обработку, предпочтения по линии разъема, ограничения по затвору, ограничения по выталкиванию, чистоту поверхности и требования к контролю.
Решение о материале пресс-формы должно приниматься с учетом конструкции штампа, схемы охлаждения, стратегии вставок, термообработки и плана обслуживания. Одна штамповая сталь не решает всех проблем литья под давлением; полная система штампа управляет тем, как алюминиевая деталь заполняется, охлаждается, выталкивается и воспроизводится в процессе производства.
Часто задаваемые вопросы
Распространенные дефекты и решения при литье алюминия под давлением
Какие существуют распространенные виды поверхностной обработки для литья алюминия под давлением?
Что такое линия разъема в производстве литья алюминия под давлением?
Самая тонкая стенка при литье алюминия под давлением: насколько тонкой она может быть?
Литье цинка под давлением против литья алюминия под давлением: в чем разница?
