Koje materijale odabrati za kalupe za brizganje?
Uvod u kalupni čelik
Čelik za kalupe može se općenito podijeliti u 3 kategorije: čelik za kalupe za hladni rad, čelik za kalupe za vruću obradu i čelik za plastične kalupe, koji se koriste za kovanje, štancanje, rezanje i lijevanje pod pritiskom. Budući da su upotrebe raznih kalupa različite i radni uvjeti su složeni, čelik za kalupe koji se koristi za proizvodnju kalupa treba imati visoku tvrdoću, čvrstoću, otpornost na habanje, dovoljnu žilavost, kao i visoku sposobnost kaljenja, kaljivost i druge performanse procesa u skladu s radnim uvjetima. Zbog različitih namjena i složenih radnih uvjeta, zahtjevi za performanse čelika za kalupe također su različiti.
Čelik za kalupe za hladnu obradu uključuje matrice za hladno utiskivanje, matrice za izvlačenje žice, matrice za duboko izvlačenje, matrice za utiskivanje, matrice za valjanje navoja, matrice za oblikovanje valjaka, matrice za hladno utiskivanje i matrice za hladno istiskivanje. Čelik za kalupe za hladni rad, u skladu s radnim uvjetima proizvodnje, treba imati visoku tvrdoću, čvrstoću, otpornost na trošenje, dovoljnu žilavost, kao i visoku sposobnost kaljenja, kaljenja i druge performanse procesa. Legirani alatni čelik koji se koristi u te svrhe općenito pripada visoko-ugljičnom legiranom čeliku, s masenim udjelom ugljika od preko 0,80%. Krom je važan legirajući element u ovoj vrsti čelika, a njegov maseni udio obično nije veći od 5%. Međutim, za neke kalupne čelike koji zahtijevaju visoku otpornost na habanje i vrlo malu deformaciju nakon kaljenja, maksimalni maseni udio kroma može doseći 13%, a da bi se stvorila velika količina karbida, maseni udio ugljika u čeliku također je vrlo visok, do 2,0%~2,3%. Čelik za kalupe za hladni rad ima relativno visok sadržaj ugljika, a svojom mikrostrukturom uglavnom pripada hipereutektoidnom čeliku ili ledeburitnom čeliku. Obično korištene vrste čelika uključuju visoko-nisko{13}}legirani čelik s-ugljikom-kromom, krom-molibden čelik i srednje{17}}ugljik-volfram-manganski čelik.
Kalupi za vrući rad uglavnom se dijele na vrste kovanja čekićem, kovanja pod pritiskom, ekstruzije i lijevanja pod pritiskom, uključujući kalupe za vruće kovanje, kalupe za prešanje, kalupe za utiskivanje, kalupe za vruće istiskivanje i kalupe za lijevanje metala pod pritiskom. Kalupi za vrući rad izloženi su velikom mehaničkom naprezanju tijekom rada, a moraju izdržati i učinke opetovanog zagrijavanja i hlađenja, što uzrokuje velika toplinska naprezanja. Uz visoku tvrdoću, čvrstoću, crvenu tvrdoću, otpornost na habanje i žilavost, čelik za kalupe za vrući rad također bi trebao imati dobru čvrstoću pri visokim -temperaturama, stabilnost na toplinski zamor, toplinsku vodljivost i otpornost na koroziju. Nadalje, potrebna je visoka kaljivost kako bi se osigurala ujednačena mehanička svojstva kroz cijeli-presjek. Što se tiče čelika za kalupe za tlačno lijevanje, također bi trebao imati performanse da izdrži opetovano zagrijavanje i hlađenje na površinskom sloju bez pucanja, te da izdrži udar i eroziju protoka tekućeg metala. Ova vrsta čelika općenito pripada srednje{7}}ugljičnim legiranim čelicima, s masenim udjelom ugljika od 0,30% ~ 0,60%, koji je hipoeutektoidni čelik, a neki čelici postaju eutektoidni ili hipereutektoidni čelici zbog dodatka više legirajućih elemenata (kao što su volfram, molibden, vanadij itd.). Uobičajene vrste čelika uključuju krom-manganski čelik, krom-nikl čelik, krom-volfram čelik.
Plastični kalupi uključuju termoplastične plastične kalupe i termoreaktivne plastične kalupe. Čelik za plastične kalupe mora imati određena svojstva kao što su čvrstoća, tvrdoća, otpornost na trošenje, toplinska stabilnost i otpornost na koroziju. Osim toga, također se zahtijevaju dobre performanse procesa, kao što su mala deformacija toplinske obrade, dobra obradivost, dobra otpornost na koroziju, dobra izvedba brušenja i poliranja, dobra izvedba zavarivanja pri popravci, visoka hrapavost, dobra toplinska vodljivost i stabilna veličina i oblik u radnim uvjetima. Općenito, čelik za kalupe za vrući rad može se odabrati za kalupe za injekcijsko prešanje ili ekstruziju; čelik za kalupe za hladni rad može se odabrati za termoreaktivno kalupljenje i kalupe koji zahtijevaju visoku otpornost na trošenje i veliku čvrstoću.