Wie wählt man Formmaterialien aus?

Herkömmliche Formmaterialien werden in Formmaterialien für Kaltarbeit, Formmaterialien für Warmarbeit und Kunststoffformmaterialien unterteilt. Die Auswahl der Formmaterialien sollte die Anforderungen an Verschleißfestigkeit, Zähigkeit, Ermüdungsbruchleistung, Hochtemperaturleistung, Korrosionsbeständigkeit sowie Kälte- und Wärmeermüdungsbeständigkeit erfüllen. Die Prozessleistung sollte die Anforderungen an Schmiedbarkeit, große Schnittmenge, geringen Werkzeugverlust, geringe Rauheit der bearbeiteten Oberfläche, Oxidations- und Entkohlungsempfindlichkeit, Schleifbarkeit und wirtschaftliche Anforderungen erfüllen.

In der modernen industriellen Produktion ist die Form das wichtigste grundlegende Prozessequipment. Das Material und die Herstellungstechnologie der Form sind der Schlüssel zur Sicherstellung der hohen Qualität und Langlebigkeit des geformten Produkts. Die Auswahl der Formmaterialien muss basierend auf den spezifischen Arbeitsbedingungen der Form und der Leistung der Materialien ausgewählt werden.

Formen werden häufig in Automobilen, Flugzeugen, mechanischen und elektrischen Produkten, Haushaltsgeräten, Kunststoffprodukten und anderen Industrien verwendet. Die Art des Formmaterials ist einer der wichtigen Faktoren, die die Lebensdauer der Form beeinflussen.

Arbeitsbedingungen von Schimmel

1. Die Wahl des Formmaterials variiert je nach Arbeitsbedingungen.

(1) Während des Arbeitsprozesses der Form ändern sich die Anforderungen an die Zähigkeit des Materials mit der Schlagkraft, der es ausgesetzt wird, und die Anforderungen an die Festigkeit des Materials ändern sich mit seiner erforderlichen Tragfähigkeit.

(2) Heißarbeitswerkzeug und Kaltarbeitswerkzeug.

Das Warmarbeitswerkzeug ist während des Arbeitsprozesses hauptsächlich von hoher Temperatur und thermischer Belastung betroffen. Daher muss das Material der Warmarbeitswerkzeuge eine gute Ermüdungsbeständigkeit und thermische Stabilität aufweisen, und der geeignete Warmarbeitswerkzeugstahl wird im Allgemeinen entsprechend der tatsächlichen Arbeitstemperatur ausgewählt.

Das Kaltarbeitswerkzeug wird hauptsächlich durch die Schlagkraft und die Reibungskraft während des Arbeitsprozesses beeinflusst. Daher erfordert Kaltarbeitswerkzeug eine gute Festigkeit, Härte und Zähigkeit, und Kaltarbeitswerkzeugstahl wird im Allgemeinen als Hauptmaterial verwendet.

2. Im Allgemeinen muss die Auswahl der Formmaterialien die folgenden Anforderungen erfüllen:

(1) Verschleißfestigkeit. Wenn der Rohling im Hohlraum des Präzisionsstanzwerkzeugs plastisch verformt wird, fließt und gleitet es entlang der Oberfläche des Hohlraums, wodurch eine starke Reibung zwischen der Oberfläche des Hohlraums und dem Rohling verursacht wird, wodurch das Werkzeug aufgrund von Verschleiß versagt. Daher ist die Verschleißfestigkeit des Materials eine der grundlegendsten und wichtigsten Eigenschaften der 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 der Art, Menge, Form, Größe und Verteilung der Karbide im Material ab.

(2) Starke Zähigkeit. Die meisten Arbeitsbedingungen von Präzisionsstanzwerkzeugen sind sehr schlecht, und einige tragen oft große Stoßbelastungen, was zu Sprödbrüchen führt. Daher sind eine höhere Festigkeit und Zähigkeit erforderlich.

Die Zähigkeit der Form hängt hauptsächlich vom Kohlenstoffgehalt, der Korngröße und dem Organisationszustand ab.

(3) Ermüdungsbruchleistung. Während des Arbeitsprozesses von Präzisionsformen wird Ermüdungsbruch häufig durch die langfristige Einwirkung zyklischer Beanspruchung verursacht. Zu seinen Formen gehören Ermüdungsbruch bei geringer Energie durch mehrfachen Aufprall, Zugermüdungsbruch, Kontaktermüdungsbruch und Biegeermüdungsbruch.

Das Ermüdungsbruchverhalten der Form hängt hauptsächlich von ihrer Festigkeit, Zähigkeit, Härte und dem Gehalt an Einschlüssen im Material ab.

(4) Hochtemperaturleistung. Wenn die Arbeitstemperatur der Präzisionsform hoch ist, nehmen Härte und Festigkeit ab, was zu vorzeitigem Verschleiß der Form oder plastischer Verformung und Versagen führt. Denn der Formstoff sollte eine hohe Anlassstabilität aufweisen, um sicherzustellen, dass die Form bei Arbeitstemperatur eine hohe Härte und Festigkeit aufweist.

(5) Hitze- und Kälteermüdungsbeständigkeit. Einige Präzisionsformen werden während des Arbeitsprozesses wiederholt erhitzt und abgekühlt, was zu Oberflächenrissen und -ablösungen führt, die Reibung erhöht, die plastische Verformung behindert und die Maßhaltigkeit verringert, was zu Formversagen führt. Heiß- und Kaltermüdung ist eine der Hauptversagensformen von Warmarbeitswerkzeugen, und solche Werkzeuge sollten eine hohe Beständigkeit gegen Kälte- und Hitzeermüdung aufweisen.

(6) Korrosionsbeständigkeit. Wenn einige Präzisionsformen wie Kunststoffformen arbeiten, werden aufgrund des Vorhandenseins von Chlor, Fluor und anderen Elementen im Kunststoff nach dem Erhitzen stark korrosive Gase zersetzt, die die Oberfläche des Formhohlraums erodieren, seine Oberflächenrauheit erhöhen und verschlimmert Verschleißschäden.

Strukturfaktoren von Schimmel

Unterschiedliche Formaufbauten haben auch unterschiedliche Anforderungen an Formmaterialien. Entsprechend den Unterschieden in den Formstrukturen können unterschiedliche Materialien nach den folgenden Methoden ausgewählt werden:

(1) Je höher die Präzisionsanforderungen an die Form sind, desto geringer ist die Verformung während der Verarbeitung erforderlich. Daher ist es notwendig, Formmaterialien mit unterschiedlichen Verformungsgrößen entsprechend der spezifischen Bearbeitungsgenauigkeit auszuwählen.

(2) Während des Wärmebehandlungsprozesses der Form wird die Gleichmäßigkeit der Erwärmungs- und Abkühlungsraten durch die Querschnittsfläche beeinflusst. Wenn die Querschnittsfläche größer ist, ist die Gleichmäßigkeit schlechter. Unter dieser Bedingung ist es notwendig, Materialien mit besserer Wärmeleitfähigkeit und Härtbarkeit auszuwählen, um die Gleichmäßigkeit der Querschnittseigenschaften zu gewährleisten.

(3) Wenn die Form der Form relativ einfach und leicht zu verarbeiten und zu formen ist, kann kostengünstiger Kohlenstoff-Werkzeugstahl als Hauptmaterial ausgewählt werden. Wenn die Form der Form komplex ist, treten an einigen Stellen wahrscheinlich konzentrierte Spannungen auf. Daher ist es notwendig, Hochleistungslegierungsmaterialien auszuwählen und sie mit einem angemessenen Abschreckverfahren zu verarbeiten.

Prozessleistung des Formmaterials

Die Herstellbarkeit des Formmaterials wirkt sich direkt auf die Herstellungskosten, die Leistung und die Lebensdauer der Form aus.

(1) Schmiedeleistung. Üblicherweise werden die meisten Warmumformwerkzeuge durch Schmieden hergestellt. Es ist zu hoffen, dass das Material einen geringen Verformungswiderstand und eine gute Formbarkeit innerhalb des Schmiedetemperaturbereichs aufweist.

(2) Verarbeitbarkeit der Wärmebehandlung. Es ist erwünscht, dass das Wärmebehandlungsverfahren des Materials gut ist, einschließlich einer hohen Härtbarkeit. Bei größeren Schmiedegesenken kann eine hohe Härtbarkeit die mechanischen Eigenschaften im Wesentlichen über den gesamten Querschnitt gleichmäßig machen. Es ist auch zweckmäßig, ein gemäßigteres Kühlmedium zum Abschrecken zu verwenden, um die Neigung zu Rissen und Verformungen zu vermeiden oder zu verringern. Außerdem ist es erwünscht, dass das Material während der Wärmebehandlung eine geringe Tendenz zur oxidativen Entkohlung und zum Kornwachstum aufweist und dass der Wärmebehandlungsverzug gering ist

(3) Gute Formbarkeit. Die meisten Hohlräume oder Zubehörteile der Form müssen durch Schneiden oder Erodieren hergestellt werden, daher muss das Material eine gute Dreh-, Fräs-, Schleif- und Erodierleistung aufweisen. Der Formstoff sollte die Anforderungen an eine große Zerspanungsmenge und einen geringen Werkzeugverlust erfüllen. Darüber hinaus muss das Material auch eine gewisse Schweißbarkeit aufweisen, um die Reparatur zu erleichtern.

(4) Nach dem Abschrecken hat es eine gleichmäßige, aber relativ hohe Oberflächenhärte.

(5) Oxidations- und Entkohlungsempfindlichkeit. Hochtemperaturerhitzen erfordert eine gute Antioxidationsleistung, langsame Entkohlung, Unempfindlichkeit gegenüber dem Heizmedium und es ist nicht einfach, Lochfraß zu erzeugen.

(6) Schleifbarkeit . Schleifrisse und Abrieb treten nicht leicht auf.

(7) Tendenz zur Rissbildung bei Abschreckung. Unempfindlich gegenüber Abschrecktemperatur und Werkstückform und geringe Empfindlichkeit gegenüber herkömmlicher Abschreckrissbildung.

(8) Die Auswahl der Formstoffe sollte auch den wirtschaftlichen Anforderungen genügen.

Die Auswahl der Formmaterialien muss viele Faktoren berücksichtigen, JTR kann die spezifischen Anforderungen der Kunden umfassend berücksichtigen und professionelle Vorschläge machen. JTR kann professionelle und kostengünstige Dienstleistungen vom Werkzeugdesign bis zur Werkzeugherstellung anbieten . Kunden aus der ganzen Welt können uns gerne kontaktieren.