Пресс-форма: прочная основа современного промышленного производства

Сталь для пресс-форм является одним из наиболее важных материалов в современном производстве и широко используется при производстве пресс-форм в таких отраслях, как автомобильная, аэрокосмическая, бытовая техника и электроника. Качество и срок службы пресс-формы не только определяют эффективность производства, но и напрямую влияют на качество конечного продукта. Благодаря своим превосходным свойствам, таким как высокая твердость, износостойкость, ударная вязкость и термическая стабильность, пресс-форма стала незаменимым материалом при производстве пресс-форм. В этой статье Longteng  исследует ключевые требования к производительности и практическому применению стальных форм, а также то, как они обеспечивают надежную техническую поддержку промышленного производства.

Ключевые требования к производительности литейной стали

В практическом применении сталь пресс-формы должна выдерживать высокое давление, высокие температуры, износ и сложные условия работы, что делает требования к ее эксплуатационным характеристикам ужесточенными. При выборе литейной стали необходимо учитывать как ее механические свойства, так и конкретные процессы и условия работы. Ниже приведены основные требования к производительности пресс-формы:

1. Высокая твердость и износостойкость.

Твердость является одним из основных свойств литейной стали, напрямую определяющим способность формы поддерживать эффективные рабочие условия с течением времени. Формы должны выдерживать удары высокого давления и трение о заготовку. Недостаточная твердость может привести к быстрому износу, сокращению срока службы пресс-формы и снижению непрерывности и эффективности производства. Обычно твердость литейной стали после закалки и отпуска должна достигать примерно 50–60 HRC, чтобы обеспечить достаточную износостойкость. Еще одним преимуществом высокой твердости является повышенная износостойкость. Пресс-форма из стали с высокой твердостью устойчива к деформации и износу в интенсивных условиях, что имеет решающее значение в таких применениях, как штампы для штамповки и штампы для холодной ковки. Износостойкость также повышает точность формы во время обработки, помогая поддерживать стабильное качество, особенно в процессах, требующих высокой точности, таких как штамповка и литье под давлением. Износостойкая сталь пресс-формы не только улучшает качество продукции, но и снижает затраты на техническое обслуживание за счет продления срока службы пресс-формы.

2. Прочность и ударопрочность

Прочность — еще одна ключевая характеристика, особенно важная в условиях высоких нагрузок и ударов. Сталь пресс-формы часто подвергается ударным нагрузкам во время процессов литья под давлением или холодной штамповки, горячей ковки и литья под высоким давлением. Без достаточной прочности сталь может треснуть или сломаться, что поставит под угрозу эффективность производства. Сталь пресс-формы с хорошей вязкостью рассеивает и поглощает энергию удара, снижая риск растрескивания или поломки. Например, при литье под высоким давлением расплавленный металл заполняет форму под высоким давлением. Сталь пресс-формы должна сочетать высокую твердость (чтобы противостоять трению) с достаточной вязкостью (чтобы выдерживать быстрое течение и удары металла). Баланс между прочностью и твердостью имеет решающее значение для поддержания ударопрочности формы без ущерба для ее долговечности.

3. Сопротивление термической усталости

Сопротивление термической усталости особенно важно для форм, работающих при высоких температурах. При горячей ковке, литье под давлением и литье стальная форма подвергается воздействию экстремальных температур и резким изменениям температуры. Плохое сопротивление термической усталости может привести к термическому растрескиванию, сокращению срока службы формы и увеличению производственных затрат и простоев. Сталь для пресс-форм с высоким сопротивлением термической усталости может выдерживать частые колебания температуры и сохранять стабильные механические свойства. Сталь для пресс-форм для горячей обработки часто усиливается легирующими элементами, такими как хром, молибден и ванадий, для повышения ее устойчивости к термической усталости. Эти элементы обеспечивают сохранение твердости и трещиностойкости стали даже при высоких температурах. Например, формы для литья под давлением обычно выдерживают температуры от 150 ℃ до 600 ℃ или выше. Сталь пресс-формы должна иметь превосходную стойкость к термической усталости, чтобы обеспечить долговечность и устойчивость к термическому растрескиванию.

4. Хорошая стабильность размеров.

Стабильность размеров жизненно важна для поддержания точности пресс-формы в течение длительного времени. В процессах, требующих высокой точности, любые изменения размеров стали пресс-формы после термообработки могут повлиять на конечную точность пресс-формы. Высокие температуры и давления во время эксплуатации могут изменить внутреннюю структуру стали, что приведет к деформации или отклонению размеров. Правильные процессы термообработки могут оптимизировать стабильность размеров стальной формы, гарантируя, что форма сохранит свою первоначальную точность при длительном использовании. Это снижает необходимость частой регулировки или замены пресс-форм, повышая общую эффективность производства.

5. Хорошие характеристики полировки и коррозионная стойкость.

Характеристики полировки и устойчивость к коррозии особенно важны для пластиковых форм. При литье пластмасс обработка стальной поверхности формы напрямую влияет на внешний вид продукта и его характеристики отделения от формы. Хорошие характеристики полировки обеспечивают гладкую поверхность формы, уменьшая поверхностные дефекты пластиковых изделий и продлевая срок службы формы. Коррозионная стойкость важна, когда формы вступают в контакт с агрессивными пластиками или химическими веществами, поскольку она предотвращает повреждение формы и продлевает срок ее службы. Легирующие элементы, такие как хром и никель, часто добавляются для улучшения коррозионной стойкости пресс-формы, снижая риск окисления и коррозии с течением времени. Для пластиковых форм, требующих высокой чистоты поверхности, хорошие характеристики полировки обеспечивают зеркальную поверхность формы и плавное извлечение из формы, тем самым повышая эффективность производства.

Применение пресс-форм в промышленном производстве

Пресс-форма широко используется в различных отраслях, где требуется изготовление пресс-форм, обеспечивая надежную поддержку различных производственных процессов. Ниже приведены несколько ключевых применений литейной стали в основных отраслях промышленности:

1. Автомобильное производство

Автомобильная промышленность является крупным потребителем литейной стали. Формовочная сталь используется при штамповке, литье, литье под давлением и литьевых формах при производстве автомобилей. Штамповочные штампы для кузовов автомобилей должны выдерживать удары высокого давления и частое трение, требуют высокой твердости и износостойкости. Высококачественная литейная сталь обеспечивает гладкость деталей корпуса и уменьшает дефекты, вызванные износом формы. При производстве двигателей формы для литья под давлением должны выдерживать высокотемпературное воздействие расплавленного металла. Сталь пресс-формы должна обладать высокой твердостью и термостойкостью. Например, пресс-форма из стали H13 обычно используется при отливке цилиндров и поршней двигателей из-за ее превосходной стойкости к термическому растрескиванию и высокотемпературной прочности. Для литья под давлением пластиковых деталей, таких как салоны и экстерьеры автомобилей, требуется пластиковая пресс-форма, такая как P20 или 718, которые поддерживают точность размеров во время литья под высоким давлением и предотвращают отклонения или дефекты поверхности.

2. Производство бытовой техники и электроники

В производстве бытовой техники и электроники пресс-форма из стали используется в формах для литья и штамповки пластмасс. Литье под давлением формирует корпуса приборов, а качество полировки и коррозионная стойкость стали формы имеют решающее значение для внешнего вида и точности продукта. Сталь пресс-формы обеспечивает гладкую поверхность и длительный срок службы формы. В производстве электроники прецизионные литьевые формы для корпусов мобильных телефонов и ноутбуков требуют высокой точности и износостойкости. Пресс-форма из стали с хорошей стабильностью размеров и коррозионной стойкостью обеспечивает высококачественное и стабильное производство. Например, сталь марки 718 широко используется для изготовления форм корпусов мобильных телефонов благодаря ее превосходным характеристикам полировки и устойчивости к коррозии.

3. Производство аэрокосмической и тяжелой техники

В аэрокосмической промышленности литейная сталь используется для изготовления высокоточных и высокопрочных деталей, таких как конструктивные элементы самолетов и лопатки двигателей. Эти детали требуют высокой механической прочности и точности, а литейная сталь обеспечивает необходимую твердость и стабильность размеров. В производстве тяжелого машиностроения литейная сталь используется при ковке и литейных формах для изготовления крупных и высокопрочных деталей. Износостойкость стали и сопротивление термической усталости имеют решающее значение для обеспечения высокой точности и прочности этих деталей.

Пресс-форма – незаменимый материал в современном промышленном производстве. Его свойства напрямую влияют на качество и срок службы пресс-форм, влияя на эффективность и стоимость всего производственного процесса. Благодаря правильному выбору материала и термической обработке пресс-форма демонстрирует превосходную износостойкость, ударопрочность и стабильность размеров, адаптируясь к различным сложным условиям работы. В таких отраслях, как автомобилестроение, электроника, бытовая техника и аэрокосмическая промышленность, стальные формы играют ключевую роль в повышении эффективности производства, снижении затрат и обеспечении качества продукции.