Вы когда-нибудь задумывались, что делает сложные формы, используемые в повседневных предметах, такими точными и прочными? В этой статье рассматриваются 24 наиболее часто используемых металлических материала для обработки пресс-форм. От углеродистых до нержавеющих сталей - откройте для себя уникальные свойства и области применения каждого материала. Приготовьтесь раскрыть секреты металлов, которые формируют наш мир!
Существует более 100 видов материалов, которые могут использоваться для обработки пресс-форм, включая металлы, пластмассы, неорганические неметаллы и воск.
Похожие статьи: Тип металла
Однако каждый материал имеет свое специфическое назначение и требования, исходя из реальных потребностей.
Сегодня мы обсудим 24 наиболее часто используемых металлических материала при обработке пресс-форм.
Ключевые особенности:
AISI 1045 (эквивалент #45 в некоторых стандартах) - это универсальная среднеуглеродистая сталь, широко используемая в обрабатывающей промышленности. Эта марка обеспечивает превосходный баланс прочности, вязкости и износостойкости при правильной термообработке. Содержание углерода (обычно 0,42-0,50%) позволяет значительно упрочнить сталь путем закалки и отпуска, что приводит к улучшению механических свойств.
Однако из-за среднего содержания углерода сталь #45 обладает умеренной прокаливаемостью, что может привести к проблемам с достижением равномерной твердости в больших сечениях или при использовании менее жестких закалочных составов. Для уменьшения потенциальных проблем с растрескиванием при закалке в воде, особенно в деталях со сложной геометрией или различной толщиной, часто предпочитают использовать закалку в масле или полимерные закалочные составы.
Для достижения оптимальных результатов:
Приложения:
Сталь 45 находит широкое применение в производстве ответственных несущих и подвижных деталей, требующих высокой прочности и износостойкости. К числу распространенных областей применения относятся:
При сварке стали #45 необходимо соблюдать надлежащие меры предосторожности:
Придерживаясь этих рекомендаций, производители могут в полной мере использовать возможности стали #45, снижая при этом потенциальные трудности при изготовлении.
Ключевые особенности:
Q235A, также известная как сталь А3, является низкоуглеродистой конструкционной сталью, которая предлагает отличный баланс свойств и экономической эффективности. Этот материал обладает высокой пластичностью и вязкостью, превосходной свариваемостью, отличной способностью к холодной штамповке, умеренной прочностью (с пределом текучести около 235 МПа) и хорошими показателями холодной гибки. Содержание углерода в нем обычно варьируется от 0,14% до 0,22%, что способствует его универсальности в различных производственных процессах.
Приложения:
Q235A широко используется в деталях и сварных конструкциях с общими требованиями к несущей способности. Сочетание свойств этой стали позволяет использовать ее в различных областях, включая:
Хорошая пластичность материала позволяет эффективно использовать такие производственные процессы, как гибка, штамповка и сварка, что делает его популярным выбором как для крупномасштабных структурных приложений, так и для небольших замысловатых компонентов. Его умеренная прочность и высокая пластичность обеспечивают хороший коэффициент безопасности в конструкциях, где необходимо избежать внезапного разрушения.
При выборе Q235A для конкретных применений инженеры должны учитывать такие факторы, как требования к нагрузке, условия окружающей среды, а также возможность усталостной или ударной нагрузки. Хотя Q235A обеспечивает отличные характеристики общего назначения, для более сложных задач могут потребоваться более высокопрочные стали.
Ключевые особенности:
40Cr характеризуется превосходным балансом механических свойств, включая значительную ударную вязкость при низких температурах и пониженную чувствительность к надрезу после закалки и отпуска. Его превосходная прокаливаемость позволяет достичь высокой усталостной прочности при масляном охлаждении, хотя сложные геометрические формы могут быть подвержены растрескиванию при водяном охлаждении.
Материал обладает умеренной пластичностью при холодном изгибе и хорошей обрабатываемостью в закаленном или закаленном и отпущенном состоянии. Однако его плохая свариваемость требует предварительного нагрева до 100-150°C для снижения риска растрескивания в процессе сварки. 40Cr обычно используется в закаленном и отпущенном состоянии, с дополнительными вариантами обработки поверхности, включая карбонитрирование и высокочастотную поверхностную закалку для улучшения эксплуатационных характеристик.
Приложения:
Способность этого универсального сплава подвергаться различным видам термообработки и модификации поверхности делает его идеальным выбором для широкого спектра инженерных применений, особенно там, где требуется сочетание прочности, износостойкости и вязкости.
Приложения:
HT150, марка серого чугуна, находит широкое применение в промышленности и автомобилестроении благодаря своей превосходной литейной способности, обрабатываемости и виброгасящим свойствам. Этот универсальный материал обычно используется в производстве:
Высокая теплопроводность материала делает его пригодным для деталей, подверженных перепадам температур, а самосмазывающиеся свойства графитовых хлопьев повышают его эффективность в приложениях с поверхностями скольжения. При проектировании с использованием HT150 инженеры должны учитывать его относительно низкую прочность на разрыв по сравнению со сталью, но могут воспользоваться его экономичностью и отличной липучестью для изготовления крупных сложных деталей.
Ключевые особенности:
Эта среднеуглеродистая марка стали отличается сбалансированным сочетанием прочности и пластичности, что делает ее универсальной для различных производственных процессов. Ее отличительные характеристики включают:
Приложения:
Этот материал широко используется в производстве ответственных компонентов, требующих сочетания прочности, вязкости и усталостной прочности:
Способность материала выдерживать высокие циклические нагрузки в сочетании с хорошей обрабатываемостью и термообработкой делает его отличным выбором для компонентов, требующих надежной работы в сложных условиях. Широкая доступность и отработанные технологии обработки способствуют его популярности при изготовлении различных стандартных деталей и крепежа во многих отраслях промышленности.
Приложения:
65Mn широко используется в производстве различных пружинных компонентов, благодаря своей превосходной упругости и усталостной прочности. Эта высокоуглеродистая марганцевая сталь особенно хорошо подходит для изготовления пружин малого и среднего размера в различных отраслях промышленности.
Основные области применения включают:
Сочетание прочности, пластичности и износостойкости 65Mn делает его идеальным выбором для применений, требующих высоких циклических нагрузок и стабильной работы в течение длительного времени. Однако конструкторам следует учитывать его умеренную коррозионную стойкость и возможность водородного охрупчивания в определенных условиях.
Особенности:
0Cr18Ni9, также известная как нержавеющая сталь 18/8, является универсальной аустенитной хромоникелевой нержавеющей сталью. Ее химический состав обычно включает 18% хрома и 8-10% никеля, что обеспечивает превосходную коррозионную стойкость, формуемость и механические свойства. Эта марка предлагает:
Приложения:
Благодаря выдающемуся сочетанию свойств, 0Cr18Ni9 находит широкое применение в различных отраслях промышленности:
Его универсальность в сочетании с превосходной коррозионной стойкостью и формуемостью делает 0Cr18Ni9 оптимальным выбором для широкого спектра применений, требующих баланса производительности, долговечности и экономичности.
Особенности:
Сталь Cr12 - это высокоуглеродистая, высокохромистая ледебуритная инструментальная сталь, широко используемая в холодной обработке. Ее химический состав обычно включает 1,9-2,2% C и 11-13% Cr, что обеспечивает отличную прокаливаемость и превосходную износостойкость. Высокое содержание хрома образует сложные карбиды, повышая устойчивость стали к абразивному и адгезивному износу. Cr12 демонстрирует хорошую стабильность размеров при термообработке, сохраняя свою форму и размеры с минимальными искажениями.
Приложения:
Несмотря на выдающуюся износостойкость, высокое содержание углерода в стали Cr12 (около 2%) приводит к относительно низкой ударной вязкости и повышенной восприимчивости к хрупкому разрушению. Образование крупных, неравномерно распределенных эвтектических карбидов может еще больше снизить ее вязкость. Однако эти недостатки часто перевешиваются ее исключительной износостойкостью во многих областях холодной обработки.
Сталь Cr12 находит широкое применение в производстве:
Для оптимизации характеристик сталь Cr12 обычно подвергается тщательно контролируемому процессу термообработки, включающему аустенизацию при 920-980°C, закалку в масле и отпуск при 180-220°C для достижения твердости 58-62 HRC. Для задач, требующих повышения вязкости, могут применяться передовые методы термообработки, такие как глубокая криогенная обработка или несколько циклов отпуска.
При выборе стали Cr12 для конкретных применений инженеры должны тщательно продумать баланс между требованиями к износостойкости и вязкости, часто рассматривая варианты обработки поверхности или альтернативные марки инструментальной стали для деталей, подвергающихся высоким ударным нагрузкам.
Особенности:
DC53 - это высокопроизводительная штамповая сталь для холодной обработки, разработанная компанией Daido Steel, известным производителем специальной стали в Японии. Этот передовой материал демонстрирует исключительное сочетание высокой прочности, превосходной вязкости и отличной стабильности размеров. Пройдя специализированный высокотемпературный процесс отпуска, DC53 достигает замечательных характеристик:
Уникальный состав сплава DC53, включающий оптимизированные уровни хрома, молибдена и ванадия, способствует его выдающимся характеристикам в сложных условиях холодной обработки.
Приложения:
DC53 получил широкое распространение в прецизионных операциях холодной обработки, где срок службы инструмента и точность размеров имеют решающее значение. К числу распространенных областей применения относятся:
Исключительные свойства DC53 делают его особенно подходящим для крупносерийного производства, где долговечность инструмента и стабильное качество деталей являются залогом эффективности работы и рентабельности.
Dccr12mov - это усовершенствованная износостойкая хромистая сталь, которая обладает превосходными эксплуатационными характеристиками по сравнению с традиционной Cr12-сталью. Этот отечественный вариант отличается пониженным содержанием углерода и улучшенной карбидной однородностью за счет стратегического добавления молибдена (Mo) и ванадия (V). Мо эффективно снижает карбидную сегрегацию и улучшает прокаливаемость, а V улучшает структуру зерна и значительно повышает вязкость.
Эта марка стали обладает исключительной прокаливаемостью, позволяющей производить полную закалку в профилях толщиной до 400 мм. Она сохраняет отличную твердость и износостойкость при повышенных температурах от 300 до 400°C, превосходя многие традиционные инструментальные стали. Повышенная вязкость по сравнению со сталью Cr12 в сочетании с минимальным изменением объема при термообработке обеспечивает стабильность размеров в сложных инструментах.
Ключевые свойства Dccr12mov включают:
Эти характеристики делают Dccr12mov идеальным материалом для изготовления широкого спектра высокопроизводительной оснастки, в том числе:
Универсальность и долговечность Dccr12mov делают его предпочтительным выбором для приложений, требующих увеличенного срока службы инструмента, жестких допусков и устойчивости к сложным условиям эксплуатации в современных производственных условиях.
SKD11, также известная как D2 в стандарте AISI, - это высокоуглеродистая, высокохромистая инструментальная сталь, известная своей исключительной износостойкостью и стабильностью размеров. Разработанный в Японии вариант SKD11 компании Hitachi представляет собой значительный прогресс в технологии производства стали. Эта улучшенная версия отличается усовершенствованной микроструктурой, характеризующейся:
Эти металлургические усовершенствования приводят к превосходному балансу механических свойств по сравнению с обычной сталью Cr12MoV (D2):
Следовательно, штампы и инструменты, изготовленные из стали типа SKD11 Hitachi, демонстрируют увеличенный срок службы, особенно в областях применения, связанных с:
Превосходные характеристики стали SKD11 Hitachi позволяют сократить время простоя, снизить затраты на инструмент и повысить качество деталей при обработке металлов давлением и резанием.
Сталь D2, первоначально разработанная в США, является инструментальной сталью высшего класса для закалки на воздухе, широко известной своими исключительными свойствами. Эта высоколегированная сталь характеризуется высоким содержанием углерода (обычно 1,4-1,6%) и хрома (11-13%), что способствует ее выдающимся характеристикам при холодной обработке.
Основные характеристики стали D2 включают:
Термическая обработка:
Сталь D2 отлично подходит для изготовления:
Хотя D2 обладает многочисленными преимуществами, пользователи должны помнить о его относительно высокой стоимости и необходимости соответствующей термической обработки для достижения оптимальных свойств. Кроме того, его обрабатываемость в отожженном состоянии затруднена, часто требуется шлифовка для придания окончательной формы.
SKD11, также известная как SLD, - это высокопроизводительная инструментальная сталь, разработанная и производимая компанией Hitachi Metals в Японии. Эта передовая марка стали характеризуется исключительным сочетанием износостойкости, вязкости и стабильности размеров.
Уникальный состав SKD11 отличается повышенным содержанием молибдена (Mo) и ванадия (V), которые значительно улучшают микроструктуру стали. Эти легирующие элементы способствуют улучшению зерновой структуры и морфологии карбидов, что приводит к улучшению механических свойств по сравнению с традиционными инструментальными сталями, такими как SKD1 и D2.
Основные преимущества SKD11 включают:
SKD11 широко используется в областях с высокими требованиями, в частности, в производстве:
Превосходные свойства SKD11 делают его идеальным выбором для применений, требующих увеличенного срока службы инструмента, жестких допусков и устойчивости к сложным условиям работы.
DC53 - это инструментальная сталь премиум-класса для холодной обработки, разработанная японской компанией Daido Steel специально для высокопроизводительных штампов.
Этот передовой сплав демонстрирует превосходные характеристики твердости после термической обработки по сравнению с обычной сталью SKD11 (AISI D2). Благодаря оптимизированным процессам высокотемпературного отпуска DC53 может достигать впечатляющего диапазона твердости 62-63 HRC, превосходящего типичные уровни твердости SKD11.
Уникальный состав и термическая обработка DC53 обеспечивают удивительное сочетание прочности, износостойкости и вязкости. В частности, его ударная вязкость примерно в два раза выше, чем у SKD11, что значительно повышает его устойчивость к хрупкому разрушению в условиях высоких нагрузок.
Исключительная вязкость DC53 обеспечивает превосходную трещиностойкость и стабильность размеров при изготовлении и эксплуатации штампов для холодной обработки. Эта характеристика значительно продлевает срок службы штампов и инструментов, сокращая время простоя и затраты на замену в промышленности.
Ключевым преимуществом DC53 является низкий уровень остаточного напряжения, который еще больше снижается после высокотемпературного отпуска. Это свойство способствует повышению стабильности размеров и снижению риска коробления при механической обработке и эксплуатации.
DC53 демонстрирует превосходные характеристики обрабатываемости и электроэрозионной обработки (ЭЭО) по сравнению с SKD11. Снижение склонности к растрескиванию и деформации в процессе электроэрозионной обработки проволокой позволяет более точно и эффективно изготавливать штампы сложной формы.
Обычно DC53 применяется в высокоточных штампах для штамповки, штампах для холодной ковки и штампах для глубокой вытяжки, особенно в отраслях, где требуются жесткие допуски и увеличенный срок службы инструмента. Благодаря своим сбалансированным свойствам она особенно подходит для штампов большого сечения и штампов, подвергающихся высоким ударным нагрузкам.
SKH-9, разработанная и произведенная японской компанией Hitachi Metals, - это высокопроизводительная быстрорежущая сталь (HSS), известная своим исключительным сочетанием износостойкости, вязкости и прочности. Эта универсальная инструментальная сталь широко используется при изготовлении критически важных промышленных деталей, особенно подверженных высоким нагрузкам и износу.
Основные области применения SKH-9 включают:
Превосходные свойства SKH-9 объясняются тщательно сбалансированным химическим составом и оптимизированным процессом термообработки. Типичные легирующие элементы включают вольфрам, молибден, ванадий и кобальт, которые способствуют образованию твердых карбидов и стабильной мартенситной матрицы.
По сравнению с обычными быстрорежущими сталями, SKH-9 предлагает:
Эти характеристики делают SKH-9 идеальным выбором для применения в областях, требующих длительного срока службы инструмента, стабильной производительности и возможности обработки сложных материалов. Несмотря на более высокую начальную стоимость по сравнению с некоторыми стандартными марками быстрорежущей стали, увеличенный срок службы и повышенная производительность часто приводят к снижению общей стоимости каждой изготовленной детали.
ASP 23 - это высокоскоростная сталь премиум-класса с порошковой металлургией, разработанная и произведенная в Швеции. Этот передовой материал славится своей исключительной микроструктурой, характеризующейся равномерным и тонким распределением карбидов. Эта уникальная структура является результатом процесса порошковой металлургии, который заключается в распылении расплавленной стали на мелкие частицы порошка и последующем их уплотнении под высоким давлением и температурой.
Ключевые атрибуты ASP 23 включают:
ASP 23 находит широкое применение в высокопроизводительных режущих инструментах, особенно тех, которые требуют длительного срока службы в сложных условиях. К распространенным областям применения относятся:
Сочетание износостойкости, прочности и термической стабильности делает ASP 23 идеальным выбором для инструментов, работающих как в режимах прерывистого, так и непрерывного резания, особенно при обработке абразивных или труднообрабатываемых материалов.
P20 - это универсальная предварительно закаленная формовочная сталь, широко используемая в индустрии литья пластмасс под давлением для выполнения задач общего назначения. Эта марка стали обеспечивает превосходный баланс обрабатываемости, полируемости и износостойкости. Она легко обрабатывается как обычными методами, так и электроэрозионной обработкой (EDM). В предварительно закаленном состоянии P20 обычно имеет твердость в диапазоне 30-34 HRC (примерно 285-320 HB), что исключает необходимость дополнительной термообработки в большинстве случаев.
Если требуется более высокая твердость, P20 можно подвергнуть дополнительной термообработке. После соответствующей закалки и отпуска она может достичь твердости до 50-54 HRC, что повышает ее износостойкость и несущую способность. Эта марка стали характеризуется равномерной твердостью по всему сечению, хорошей стабильностью размеров и отличной свариваемостью. Эти свойства делают P20 идеальным выбором для изготовления крупных пресс-форм, оснастки для прототипов и пресс-форм для литья пластмасс с малым и средним объемом производства.
Сталь P20 находит применение не только в пресс-формах для литья пластмасс, но и в штампах для литья под давлением, экструзионных штампах и различных компонентах промышленной оснастки, где важно сочетание прочности и износостойкости. Ее сбалансированный состав, обычно включающий хром, молибден и марганец, способствует превосходной работе в сложных условиях формовки.
Модифицированная AISI P20 (DIN 1.2738), премиальная формовочная сталь шведского производства, специально разработана для больших и малых пластиковых форм с высокими техническими требованиями. Этот универсальный материал обладает исключительной обрабатываемостью методами электроэрозионной обработки (EDM). Он поставляется в предварительно закаленном состоянии, демонстрируя твердость в диапазоне от 290 до 330 HB (по Бринеллю). Если требуется дополнительная износостойкость, его можно подвергнуть сквозной закалке до твердости 52 HRC (Rockwell C).
Основные характеристики этой формовочной стали включают:
Эти свойства делают 718 идеальным выбором для сложных, высокопроизводительных литьевых, компрессионных и выдувных пресс-форм в индустрии пластмасс, особенно для автомобильной промышленности, бытовой электроники и медицинского оборудования.
Японская компания Daido Steel Co., Ltd. производит Nak80 - предварительно закаленную формовочную сталь, известную своими исключительными свойствами при высокоточном литье пластмасс. Эта сталь премиум-класса имеет твердость 37-40 HRC (приблизительно 370-400 HB) и может быть подвергнута дальнейшей термообработке для достижения твердости до 52 HRC.
Nak80 специально разработан для удовлетворения высоких требований к зеркальному покрытию и высокоточным пластиковым формам. Его ключевые характеристики включают:
Благодаря этим свойствам Nak80 особенно подходит для изготовления форм, используемых при производстве высококачественных пластиковых компонентов для таких отраслей промышленности, как автомобилестроение (например, линзы фар), бытовая электроника (например, корпуса смартфонов) и медицинское оборудование (например, прецизионные компоненты).
При работе с Nak80 производители пресс-форм должны учитывать рекомендации по термообработке и оптимальные параметры обработки, чтобы в полной мере использовать его превосходные характеристики и добиться наилучших результатов при высокоточном литье пластмасс.
S136, также известная как AISI 420 или DIN 1.2083, - это нержавеющая формовочная сталь высшего класса, производимая в Швеции. Этот материал обладает исключительным сочетанием свойств, которые делают его идеальным для высокопроизводительных пластиковых форм:
Типичные области применения включают пресс-формы для коррозионных пластмасс, медицинских компонентов, оптических линз и деталей, требующих высокого качества поверхности или соответствия пищевым стандартам. Универсальность материала делает его пригодным как для литья под давлением, так и для выдувного формования.
Инструментальная сталь H13 широко используется в высокотемпературных и высоконагруженных областях, в частности, в литье под давлением и смежных процессах. Уникальное сочетание свойств делает ее идеальной для:
Основные характеристики, которые делают H13 подходящим для этих целей, включают в себя:
Обычно термическая обработка H13 для литья под давлением включает аустенизацию при 1000-1040°C (1830-1900°F), последующую воздушную или масляную закалку и отпуск при 550-650°C (1020-1200°F) для достижения рабочей твердости 44-52 HRC.
Для достижения оптимальных эксплуатационных характеристик штампы H13 часто подвергаются поверхностной обработке, например, азотированию или нанесению PVD-покрытия для дальнейшего повышения износостойкости и увеличения срока службы инструмента.
SKD61, инструментальная сталь премиум-класса для горячей обработки, производимая японской компанией Hitachi Metals, изготавливается с использованием передовой технологии электрошлакового переплава (ESR). Этот сложный процесс значительно улучшает микроструктуру стали, что приводит к превосходным эксплуатационным характеристикам по сравнению с обычной сталью H13. Метод ESR обеспечивает исключительную чистоту, однородность и изотропность материала.
Основные преимущества SKD61 включают:
Благодаря этим свойствам SKD61 особенно хорошо подходит для:
При правильной термообработке и поверхностной обработке (например, с использованием PVD-покрытий) SKD61 позволяет значительно сократить время простоя, повысить производительность и качество деталей в крупносерийных производственных процессах.
Произведенная в Швеции инструментальная сталь 8407 - это материал премиум-класса, специально разработанный для высокопроизводительного литья под давлением, особенно для штампов горячей штамповки и штампов для экструзии алюминия. Эта марка стали обладает исключительным сочетанием свойств, которые делают ее идеальной для этих сложных процессов:
Типичные области применения инструментальной стали 8407 для литья под давлением включают сложные автомобильные компоненты, конструкционные аэрокосмические детали и высокоточные экструзионные профили. При правильной термообработке и обслуживании штампы, изготовленные из этого материала, могут значительно повысить производительность, качество деталей и общую экономичность процесса в передовых операциях литья под давлением.
Сталь FDAC (Fine Die Air Cooling) - это специализированная предварительно закаленная формовочная сталь с добавлением серы для улучшения обрабатываемости. Твердость этого материала перед закалкой находится в диапазоне 38-42 HRC, что позволяет производить прямую механическую обработку без дополнительных процессов термообработки, таких как закалка и отпуск. Добавка серы способствует образованию включений сульфида марганца (MnS), которые действуют как внутренние стружкоотделители во время обработки, что приводит к улучшению образования и удаления стружки.
Эта высокопроизводительная сталь особенно хорошо подходит для задач, требующих быстрого и экономичного производства. Она находит широкое применение в пресс-формах для мелкосерийного производства, геометрически простых пресс-формах и различной оснастке для изделий из смолы. Кроме того, FDAC является отличным выбором для изготовления скользящих компонентов и деталей пресс-форм, требующих быстрого выполнения заказа. Общие области применения включают:
Сочетание умеренной твердости и повышенной обрабатываемости делает FDAC идеальным материалом для получения высококачественных поверхностей и жестких допусков при изготовлении пресс-форм, одновременно снижая износ инструмента и время цикла обработки. Этот уникальный баланс свойств способствует общему снижению затрат и повышению производительности в процессах изготовления пресс-форм.
Как основатель MachineMFG, я посвятил более десяти лет своей карьеры металлообрабатывающей промышленности. Мой обширный опыт позволил мне стать экспертом в области производства листового металла, механической обработки, машиностроения и станков для обработки металлов. Я постоянно думаю, читаю и пишу об этих предметах, постоянно стремясь оставаться на переднем крае своей области. Позвольте моим знаниям и опыту стать преимуществом для вашего бизнеса.
RU 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
KO