Dlaczego stal formierska wymaga obróbki cieplnej
Stal w swoim miękkim, nadającym się do obróbki stanie można łatwo przyciąć do precyzyjnego kształtu wnęki. Ale miękka stal również szybko się zużywa. W każdym cyklu stopione tworzywo sztuczne przepływa po powierzchni wnęki, części ocierają się o nią podczas wyrzucania, a w ciągu tysięcy cykli tarcie powoduje zużycie powierzchni.
Obróbka cieplna utwardza stal, dzięki czemu jest odporna na zużycie. Proces polega na nagrzaniu stali do określonej temperatury, a następnie jej kontrolowanym chłodzeniu, co zmienia wewnętrzną strukturę stali i znacznie ją twardnieje. Odpowiednio utwardzona forma zachowuje swoją powierzchnię i wymiary znacznie dłużej niż miękka.
Producenci stali, tacy jak Uddeholm i Bohler, publikują szczegółowe dane pokazujące, jak radykalnie twardość zwiększa trwałość narzędzi w obliczu zużycia. Krótka wersja jest prosta: w przypadku każdej formy, która wymaga wykonania wielu części, obróbka cieplna stali formierskiej nie jest opcjonalna.
Twardość i dlaczego to ma znaczenie
Twardość mierzy się w skali Rockwella C, zapisywanej jako HRC. Wyższe liczby oznaczają twardszą stal. Przybliżony przewodnik:
Około HRC 30 jest stosunkowo miękki, odpowiedni do form-o małej objętości lub form prototypowych
Około HRC 38 do 42 odpowiada umiarkowanym wielkościom produkcji
Około HRC 48 do 54 jest hartowany do produkcji-na dużą skalę
Powyżej HRC 56 jest bardzo twardy i stosowany tam, gdzie krytyczna jest odporność na zużycie
Właściwa twardość formy wtryskowej zależy od tego, ile części trzeba wykonać i z jakiego materiału jest formowana. Forma do kubków o dużej-objętości znajduje się na twardszym końcu, ponieważ musi przetrwać miliony cykli bez zużywania się wnęki.
Istnieje jednak kompromis.- Twardsza stal jest odporna na zużycie, ale jest bardziej krucha i trudniejsza w obróbce. Sztuka polega na dopasowaniu twardości do zadania, a nie tylko na maksymalnym wysiłku.
Typowe stale na formy i ich obróbka cieplna
Różne stale są przeznaczone do różnych ról i inaczej reagują na obróbkę cieplną. Oto praktyczne porównanie:
| Stal | Typowa twardość | Najlepsze dla | Notatki |
|---|---|---|---|
| P20 | HRC 28-32 (wstępnie hartowane) | Niska i średnia głośność | Łatwy w obróbce, nie wymaga dodatkowego hartowania |
| H13 | HRC 48-52 (hartowany) | Duża głośność, trudne użytkowanie | Doskonała wytrzymałość i odporność na ciepło |
| S136 / 420 | HRC 48-54 (hartowany) | Części przezroczyste i kosmetyczne | Odporny na korozję-, wymaga wysokiego połysku |
| 718 | HRC 33-38 (wstępnie hartowane) | Średnia objętość, duże formy | Dobra równowaga obrabialności i trwałości |
DlaForma wtryskowa plastikowych kubków PSw przypadku przezroczystych lub błyszczących misek przy dużej objętości, S136 utwardzany do około HRC 48 do 52 jest powszechnym i rozsądnym wyborem. Jest odporny na zużycie ze względu na objętość, zapewnia wysoki połysk wymagany przez przezroczyste przyssawki i jest odporny na korozję, która może z biegiem czasu pochodzić z niektórych tworzyw sztucznych.
Jak obróbka cieplna zmienia projekt
Oto część, z której wielu kupujących nie zdaje sobie sprawy: obróbka cieplna może nieznacznie zniekształcić stal. Po podgrzaniu stali do temperatury hartowania i hartowaniu część może się poruszyć, wypaczyć lub nieznacznie zmienić wymiary.
Oznacza to, że formy nie można po prostu obrobić do ostatecznego rozmiaru, a następnie utwardzić, w przeciwnym razie wymiary wykroczą poza tolerancję. Zamiast tego, dobrzewybór stali formierskieja przetwarzanie przebiega zgodnie z zaplanowaną sekwencją:
Obróbka zgrubna stali zbliżonej do kształtu, pozostawiając dodatkowy materiał
Obróbka cieplna do docelowej twardości
Po utwardzeniu wykończyć maszynowo i oszlifować do wymiarów końcowych
Wypoleruj utwardzoną powierzchnię do wymaganego wykończenia
Projektowanie formy oznacza przewidywanie tego. Inżynier pozostawia odpowiednią ilość dodatkowego materiału do wykończenia-po hartowaniu i uwzględnia wszelkie przewidywalne zniekształcenia. Pomiń to planowanie, a otrzymasz utwardzoną formę o niewłaściwym rozmiarze, co jest kosztownym błędem do naprawienia.
Wymiana twardości i obrabialności-Wyłączona
Nie bez powodu formy nie są wykonane z najtwardszej dostępnej stali. Twarda stal jest trudna i powolna w obróbce, a bardzo twarda stal może być wystarczająco krucha, aby pęknąć pod naprężeniem formowania.
Praktyczne podejście równoważy trzy rzeczy:
Wystarczająca twardość, aby przetrwać wielkość produkcji
Wystarczająca wytrzymałość, aby wytrzymać pękanie pod wpływem naprężeń formujących
Rozsądna obrabialność, dzięki czemu forma może być zbudowana wydajnie
Oto scenariusz, który często widzimy. Klient prosi o najtwardszą możliwą stal, myśląc, że ciężej zawsze znaczy lepiej. Jednak przy ich umiarkowanej objętości twarda-stal wstępnie hartowana byłaby tańsza w obróbce, szybka w dostawie i więcej niż wystarczająco trwała. Omawiamy rzeczywistą objętość i wybieramy odpowiednią stal, zamiast nadmiernie-utwardzać się ze względów ostrożności.
Formy do kubków PS: duża objętość oznacza wysoką twardość
Produkcja jednorazowych kubków to-zabawa o dużym wolumenie. SingielForma wtryskowa plastikowych kubków PSmoże pracować w sposób ciągły, wytwarzając ogromne ilości w ciągu swojego życia. Ta objętość stawia rzeczywiste wymagania stali.
Powierzchnia wnęki musi pozostać gładka po oddaniu strzału, ponieważ wszelkie zużycie objawia się bezpośrednio na przezroczystej powierzchni kubka w postaci zadrapań lub zamgleń. Forma wykonuje również szybkie cykle, dlatego jest poddawana dużym naprężeniom termicznym i mechanicznym. Dzięki tej kombinacji-formy do kubków o dużej objętości wymagają odpowiednio hartowanej stali pochodzącej z dobrego źródła, prawidłowo poddanej obróbce cieplnej i wykończonej po hartowaniu.
Zapewnij odpowiednią obróbkę cieplną, a forma będzie działać przez cały okres użytkowania, tworząc czyste kubki. Jeśli się pomylisz, wrócisz do problemu zużycia 200 000 strzałów.
Jak dopasowujemy stal i obróbkę cieplną do Twojej objętości
Nasze podejście zaczyna się od rzeczywistej wielkości produkcji, ponieważ od tej liczby zależy wybór stali i docelowa twardość. Wybieramy gatunek stali, planujemy obróbkę cieplną do odpowiedniej twardości i projektujemy sekwencję obróbki tak, aby forma osiągnęła ostateczne wymiary po hartowaniu, a nie przed.
W przypadku-masowych prac, takich jak formy do kubków, w ramach akceptacji formy dokumentujemy gatunek stali i zmierzoną twardość, dzięki czemu masz dowód, że narzędzie zostało zbudowane tak, aby wytrzymać objętość, za którą płacisz. Certyfikat twardości jest tanim ubezpieczeniem na wypadek przedwczesnego zużycia.
Często zadawane pytania
P: Dlaczego formy wtryskowe wymagają obróbki cieplnej?
Odp.: Ponieważ miękka stal szybko się zużywa pod wpływem tarcia podczas formowania i wyrzucania. Obróbka cieplna utwardza stal, dzięki czemu powierzchnia i wymiary wgłębienia wytrzymują tysiące lub miliony cykli. W przypadku każdej formy produkcyjnej, która wymaga wykonania wielu części, obróbka cieplna stali formierskiej zapewnia trwałość narzędzia.
P: Jaka powinna być twardość formy wtryskowej?
Odp.: To zależy od wielkości produkcji i części. Formy-na małą skalę mogą wytwarzać bardziej miękką stal o twardości około HRC 30, podczas gdy formy produkcyjne-na dużą skalę są zwykle utwardzane do twardości HRC 48 lub wyższej. Forma wtryskowa plastikowych kubków PS, która wystrzeliwuje miliony strzałów, wymaga trudniejszego końca. Właściwa twardość formy wtryskowej równoważy odporność na zużycie z wytrzymałością i obrabialnością.
P: W jaki sposób obróbka cieplna wpływa na żywotność formy?
O: Dramatycznie. Twardsza, odpowiednio-poddana obróbce cieplnej forma jest odporna na zużycie powierzchni, które z biegiem czasu pogarsza jakość części. Miękka forma pozwala na uzyskanie dobrych wczesnych próbek, a następnie ulega zużyciu, zarysowaniu części i utracie dokładności wymiarowej. Dopasowanie twardości do objętości jest jednym z najważniejszych czynników decydujących o tym, czy forma osiągnie obiecany okres użytkowania.
P: Czy obróbka cieplna zmienia wymiary formy?
O: Tak, nieznacznie. Nagrzewanie i hartowanie stali może powodować niewielkie odkształcenia lub zmianę wymiarów. Dlatego formy są poddawane obróbce zgrubnej, następnie utwardzane, a następnie obrabiane wykańczająco i szlifowane do ostatecznego rozmiaru. Dobre plany projektowe dla tej sekwencji, pozostawiając dodatkowy materiał do wykończenia po utwardzeniu.
P: Gdzie mogę znaleźć producenta form wtryskowych do kubków PS, który prawidłowo poddaje obróbce cieplnej?
Odp.: Poszukaj dostawcy, który wybierze gatunek stali na podstawie rzeczywistej objętości, udokumentuje twardość w ramach akceptacji i wykańcza formę po utwardzeniu. Poważna fabryka form do kubków z tworzyw sztucznych wyjaśni wybór stali i przedstawi certyfikat twardości, który będzie dowodem na to, że forma została zbudowana z myślą o trwałości.
Zbuduj formę, która przetrwa całe życie
Jeśli zaopatrujesz się w formę wtryskową plastikowych kubków PS lub jakiekolwiek narzędzie do produkcji-na dużą skalę, gatunek stali i obróbka cieplna powinny od początku być dopasowane do Twojej objętości. Powiedz nam, ile części potrzebujesz przez cały okres użytkowania formy, a my zalecimy odpowiednią stal i twardość.
