Материалы деталей

6.2.1 Требования к материалам пресс-форм

Выбор материалов для изготовления форм имеет не менее важное значение, чем вопросы выбора оборудования, гнездности и другие, оказывающие решающее влияние на экономику процесса производства деталей из пластмасс.

При выборе материала следует стремиться обеспечить не максимально возможный, а необходимый срок службы формы, который, как правило, определяется стойкостью формообразу-ющих деталей (ФОД).

ФОД можно изготовлять из различных материалов. Если тре-буется обеспечить высокие стойкость, точность, качество поверх-ности, то применяют стали различных марок. При изготовлении небольшой партии деталей методом литья под давлением с успе-хом можно использовать сплавы на основе меди, цинка, алюминия. В опытном производстве, когда требуется в короткие сроки экономичным способом изготовить небольшое число отливок, можно использовать металлоплаетмассовые композиции- В особых случаях, когда необходимо изготовление ФОД с глубокими полостями и сложной конфигурацией, нсяользуют метод гальва-нопластики. Этот метод позволяет изготовить ФОД с высокими точностью, микротвердостью и малой шероховатостью поверхно-сти и практически не требует их доработки, за исключением обработки торцов и посадочных поверхностей, Иногда для из-готовления отливок со сложными полостями, которые невозможно получить другими способами, используют эластичные ФОД [11].

6.2.2 Инструментальные стали

Жесткость формы в широкой степени определяет­ся выбором материала, так как модуль упругости у всех обычных инструментальных сталей прак­тически идентичен. Но в зависимости от оценки требований им могут соответствовать разные материалы:

—цементуемые стали;

—улучшаемые стали (предварительно улуч­шенные);

—прокаливаемые стали;

—коррозионностойкие стали;

—специальные сплавы.

Цементуемые стали. Применяются малоуглеродистые стали (С < 0, 3%), которые за счет цементации должны получить твер­дую, износостойкую поверхность.

При цементации или цементировании (темпе­ратура обработки от 900 до 1000 ⁰ С) углерод диф­фундирует в околоповерхностные зоны заготовки. Глубина прокалки зависит от времени и температу­ры. При продолжительной цементации (несколько дней) достигается глубина насыщения углеродом около 2 мм. Твердая, износостойкая поверхность достигается за счет закалки науглероженной заго­товки, причем при условии достаточной толщины заготовки сердцевина остается в целом вязкой.

Улучшаемые стали. Улучшение является термической обработкой для достижения высокой вязкости при определенной прочности на разрыв. Обработка осуществляется за счет закаливания с последующим отпуском до температур 300-700'С в зависимости от мате­риала н требований. Полученные таким образом стали (табл. 4) подвергаются металлорежущей обработке в предварительно улучшенном состо­янии. Последующее закаливание деталей формы исключается.

Тем самым избегается риск получения закалоч­ных трещин или коробления от закалки.

Прокаливаемые стали. Для получения равномерной структуры метал­ла по более крупным сечениям заготовок пользу­ются прокаливаемыми (легированными) сталями), чья твердость или прочность и вязкость могут индивидуально адаптироваться к соответ­ствующим требованиям за счет улучшения (закал­ки и отпуска). Эти характеристики оптимально ре­гулируются за счет выбора величины температу­ры. Прокаливаемые стали хорошо зарекомендова­ли себя при переработке пластмасс с абразивным действием на форму (например, с наполнителями из стекловолокна).

Коррозионностойкие стали. Для защиты от корродирующего действия резин или их добавок формы можно гальванизировать. Недостатком при этом может быть отслоение нанесенного слоя на замыкающих кромках как следствие высокого контактного напряжения. Поэтому рекомендуется применение коррозионностойких сталей. Азотирование коррозионностойких сталей из-за связанного с этим ухуд­шения коррозийной стойкости не рекомендуется.

8.2.5 Выбор материалов деталей пресс-формы, допусков и качества обработки поверхности.

Выберем стали, которые рекомендуются для изготовления формообразующих деталей согласно ГОСТ 27358. Для этого воспользуемся таблицей 27, [3] c.116:

1) матрица и пуансон – сталь У8А ГОСТ 1435-90 с термообработкой до твердости 45…55 HRC;

2) полуматрица – сталь 30Х13 с термообработкой до твердости 45…55 HRC;

3) знак – 40Х ГОСТ 4543‑ 71 с термообработкой до твердости 45…55 HRC;

4) толкатель – сталь У8А с термообработкой до твердости 45…55 HRC.

Выберем стали для конструкционных деталей оснастки по таблице 28, [3], с 117. Результаты выбора отобразим в виде таблицы 6.1

Таблица 6.1 – Материалы для изготовления конструкционых деталей оснастки