W branży produkcji form wybór materiału bezpośrednio określa żywotność formy, precyzję i wydajność produkcji. W różnych warunkach pracy (np. formowanie wtryskowe, tłoczenie, kucie) wymagania dotyczące form, takie jak odporność na temperaturę, odporność na zużycie i odporność na zmęczenie, znacznie się różnią. Cztery podstawowe typymateriały na formyzostały zaprojektowane z docelowymi cechami. Zapewniają precyzyjne rozwiązania do produkcji form w takich dziedzinach, jak sprzęt gospodarstwa domowego, motoryzacja i maszyny. Pomagają przedsiębiorstwom obniżyć koszty wymiany i poprawić stabilność jakości produktu.
Materiały na formy z tworzyw sztucznych są projektowane specjalnie do procesu formowania wtryskowego i muszą wytrzymywać korozyjne działanie stopionego tworzywa sztucznego oraz spełniać wymagania dotyczące wyjmowania z formy z dużą częstotliwością.
Kluczowe właściwości: Wysoka polerowalność (zapewniająca gładką powierzchnię części z tworzyw sztucznych), odporność na korozję (odporność na korodujące tworzywa sztuczne, takie jak PCV) i dobra obrabialność.
Typowe materiały: P20, 718H. Nadają się one do form produkujących części z tworzyw sztucznych, takie jak obudowy urządzeń gospodarstwa domowego, elementy wnętrz samochodów i artykuły codziennego użytku. Na przykład formy używane do produkcji przezroczystych plastikowych kubków wymagają materiałów, które można wypolerować na wysoki połysk. Pozwala to uniknąć zarysowań powierzchni tworzywa sztucznego i zapewnia jakość wyglądu produktu. Jednocześnie odporność na korozję wydłuża żywotność formy. Zmniejsza także przestoje spowodowane częstą konserwacją.
Materiały na matryce do pracy na zimno są przeznaczone do obróbki metali w temperaturze pokojowej i muszą wytrzymywać wysoki poziom uderzeń i tarcia.
Właściwości rdzenia: Wysoka twardość, wysoka odporność na zużycie i udarność. Są odporne na procesy takie jak tłoczenie, ścinanie i wytłaczanie na zimno.
Typowe materiały: Cr12MoV i DC53. Nadaje się do wykrojników do tłoczenia blach samochodowych, wykrojników do okuć i wykrojników do tłoczenia na zimno elementów złącznych. Na przykład formy do tłoczenia blachy drzwi samochodowych wymagają materiałów o wysokiej odporności na zużycie. Materiały te są w stanie wytrzymać wielokrotne tarcie powodowane przez blachy. Zapobiega to odchyłkom wymiarowym wytłoczonych części (spowodowanym nadmiernym zużyciem krawędzi formy) i zapewnia precyzję w produkcji masowej.
Gorąca pracamateriały na formynadają się do obróbki metali w wysokich temperaturach i muszą wytrzymywać utlenianie w wysokiej temperaturze i przemienny szok termiczny.
Właściwości rdzenia: Odporność na wysoką temperaturę (wytrzymuje 800-1200°C), odporność na zmęczenie cieplne (zapobiega pękaniu w wyniku cykli termicznych) i dobra przewodność cieplna.
Typowe materiały: H13 i 5CrNiMo. Nadają się one do form do odlewania ciśnieniowego stopów aluminium, form do kucia i form do wytłaczania na gorąco. Na przykład formy odlewnicze do bloków cylindrów ze stopów aluminium w silnikach samochodowych wymagają materiałów odpornych na wysokie temperatury. Materiały te są odporne na szorowanie cieczą aluminiową o wysokiej temperaturze. Odporność na zmęczenie cieplne zmniejsza pęknięcia formy spowodowane powtarzającymi się cyklami termicznymi. Wydłuża to żywotność formy.
Specjalne materiały na formy rozwiązują „niekonwencjonalne warunki pracy” i wypełniają luki aplikacyjne tradycyjnych materiałów:
Typy rdzeni:
Ceramiczne materiały na formy (odporne na wysoką temperaturę, odporne na zużycie, odpowiednie do precyzyjnego formowania części ceramicznych);
Kompozytowe materiały na formy (lekkie, o dużej wytrzymałości, odpowiednie na formy lekkich elementów lotniczych);
Materiały na formy do metalurgii proszków (wysoka gęstość, odpowiednie do form precyzyjnych części z metalurgii proszków);
Przykład: Formy do formowania na gorąco elementów ze stopów tytanu w przemyśle lotniczym wymagają materiałów kompozytowych odpornych na wysokie temperatury.
Materiały te zapewniają wytrzymałość, jednocześnie zmniejszając masę formy, poprawiając elastyczność operacyjną i spełniając specjalne wymagania wysokiej klasy produkcji form.
| Typ materiału formy | Charakterystyka podstawowa | Odpowiednie warunki pracy/procesy | Typowe przypadki zastosowań |
|---|---|---|---|
| Materiały na formy z tworzyw sztucznych | Wysoka polerowalność, odporność na korozję, dobra obrabialność | Formowanie wtryskowe tworzyw sztucznych | Formy do obudów sprzętu AGD, elementów wnętrz samochodowych |
| Materiały na formy do pracy na zimno | Wysoka twardość, wysoka odporność na zużycie, udarność | Tłoczenie metali na zimno, ścinanie, wytłaczanie na zimno | Formy do blach samochodowych, cięcie okuć |
| Materiały na formy do pracy na gorąco | Odporność na wysoką temperaturę, odporność na zmęczenie cieplne, dobra przewodność cieplna | Odlewanie ciśnieniowe metali, kucie, wytłaczanie na gorąco | Formy do bloków cylindrów ze stopów aluminium, części kute |
| Specjalne materiały na formy | Odporność na wysoką temperaturę/lekkość/wysoka gęstość | Precyzyjne formowanie ceramiki, produkcja komponentów lotniczych | Formy do ceramiki precyzyjnej, elementy ze stopów tytanu |
Obecnie,materiały na formyewoluują w kierunku „rozwoju o wysokiej wydajności”: optymalizacja składu stopów w celu poprawy odporności materiału na zużycie i odporność na zmęczenie oraz rozwój technologii nanopowłok w celu dalszego wydłużenia żywotności formy – wszystko po to, aby sprostać wymaganiom precyzyjnych form w zaawansowanych dziedzinach produkcyjnych, takich jak nowe pojazdy energetyczne i przemysł lotniczy. Jako „podstawowy fundament” produkcji form, te cztery typy materiałów zapewniają precyzyjne wsparcie dla różnych warunków pracy, pomagając przedsiębiorstwom w osiąganiu wydajnej i wysokiej jakości produkcji form.
