Fähigkeiten zur Auswahl von Kunststoffformmaterialien

Gegenwärtig finden Kunststoffprodukte zunehmend Verbreitung im täglichen Leben, wovon etwa 80% auf die Spritzgusstechnik entfallen. Spritzguss wird in vielen Bereichen wie Automobile, Bauwesen, Haushaltsgeräte, Lebensmittel, Medizin usw. aufgrund seiner Eigenschaften des einmaligen Formens, der genauen Größe, der Einsätze, der hohen Produktivität, der einfachen Modernisierung und des geringen Nachbearbeitungsvolumens häufig verwendet . Die Auswahl von Kunststoffformen ist entscheidend dafür, ob die Kunststoffindustrie einen guten wirtschaftlichen Nutzen erzielen kann. Daher ist es für Formenkonstrukteure notwendig, die grundlegenden Anforderungen an Formmaterialien zu verstehen und die geeigneten Materialien auszuwählen.

Die Arbeitsbedingungen von Kunststoffformen unterscheiden sich von Kaltformen. Im Allgemeinen müssen sie bei 150°C-200°C betrieben werden. Neben einem gewissen Druck müssen sie auch durch die Temperatur beeinflusst werden. Entsprechend den unterschiedlichen Bedingungen und Verarbeitungsverfahren von Kunststoff-Formwerkzeugen lassen sich die grundsätzlichen Leistungsanforderungen an Kunststoff-Formenstahl grob wie folgt zusammenfassen:

1. Ausreichende Oberflächenhärte und Verschleißfestigkeit
Die Härte der Kunststoffform liegt normalerweise unter 50-60HRC. Die wärmebehandelte Form sollte eine ausreichende Oberflächenhärte aufweisen, um sicherzustellen, dass die Form eine ausreichende Steifigkeit besitzt. Aufgrund des Füllens und Fließens von Kunststoffen muss die Form einer höheren Druckspannung und Reibung standhalten, wodurch die Formgenauigkeit und Maßhaltigkeitsstabilität der Form erhalten bleiben muss, um eine ausreichende Lebensdauer der Form zu gewährleisten. Die Verschleißfestigkeit der Form hängt von der chemischen Zusammensetzung des Stahls und der Härte der Wärmebehandlung ab, so dass eine Erhöhung der Härte der Form der Verbesserung der Verschleißfestigkeit förderlich ist.

2. Gute thermische Stabilität
Die Form von Kunststoff-Spritzgussteilen ist nach dem Abschrecken oft komplizierter und schwieriger zu verarbeiten, daher sollte sie möglichst mit guter thermischer Stabilität gewählt werden. Wenn der Formgebungsprozess wärmebehandelt wird, ist der lineare Ausdehnungskoeffizient klein, die Wärmebehandlungsverformung ist gering und die durch Temperaturunterschiede verursachte Dimensionsänderung Die Geschwindigkeit ist gering, die metallographische Struktur und die Größe der Form sind stabil, und die die Verarbeitung kann reduziert oder nicht mehr verarbeitet werden, wodurch die Anforderungen an die Formgrößengenauigkeit und Oberflächenrauheit sichergestellt werden können.

3. Der Kohlenstoffstahl der Güteklasse 50 hat eine gewisse Festigkeit und Verschleißfestigkeit und wird nach der Temperbehandlung hauptsächlich für Formgrundwerkstoffe verwendet. Werkzeugstahl mit hohem Kohlenstoffgehalt und niedriglegierter Werkzeugstahl weisen nach der Wärmebehandlung eine hohe Festigkeit und Verschleißfestigkeit auf und werden hauptsächlich zum Umformen von Teilen verwendet. Aufgrund seiner großen Wärmebehandlungsverformung ist Werkzeugstahl mit hohem Kohlenstoffgehalt jedoch nur für die Herstellung von Formteilen mit geringer Größe und einfacher Form geeignet.

Mit der Entwicklung der Kunststoffindustrie werden die Komplexität und Präzision von Kunststoffprodukten immer höher und auch an Formstoffe werden höhere Anforderungen gestellt. Zur Herstellung komplexer, präziser und korrosionsbeständiger Kunststoffformen können vorgehärteter Stahl (wie PMS), korrosionsbeständiger Stahl (wie PCR) und kohlenstoffarmer Maraging-Stahl (wie 18Ni-250) verwendet werden Schneidleistung , Wärmebehandlung und Polierleistung und höhere Festigkeit.

4. Ausgezeichnete Bearbeitbarkeit
Neben der EMD-Bearbeitung erfordern die meisten Kunststoffformwerkzeuge auch bestimmte Schneidvorgänge und Monteurreparaturen. Um die Lebensdauer von Schneidwerkzeugen zu verlängern, die Schneidleistung zu verbessern und die Oberflächenrauheit zu reduzieren, muss die Härte von Kunststoffformenstahl angemessen sein.

5. Gute Polierleistung
Hochwertige Kunststoffprodukte erfordern einen geringen Oberflächenrauheitswert. Zum Beispiel muss der Oberflächenrauhigkeitswert des Spritzgussformhohlraums kleiner als Ra0,1–0,25 sein, und die optische Oberfläche erfordert Ra < 0,01 nm. Die Kavität muss poliert werden, um den Wert der Oberflächenrauheit zu verringern. Der hierfür verwendete Stahl erfordert weniger Materialverunreinigungen, gleichmäßiges Gefüge, keine Faserorientierung und keine Lochfraß- oder orangefarbenen Fehler beim Polieren.