Welcher Werkzeugstahl eignet sich für Spritzgießwerkzeuge?

Ein Spritzgießwerkzeug ist ein komplexes, aus mehreren Komponenten bestehendes Werkzeug, das Qualität und Ausstoß von Kunststoffprodukten entscheidend beeinflusst. Daher ist die Materialauswahl für seine Bearbeitung besonders wichtig. Sie muss sich an den konkreten Anforderungen des Werkzeugs und den Merkmalen der Produktherstellung orientieren, damit geeignete Werkstoffe ausgewählt werden.

Spritzgusswerkzeuge sind Spezialwerkzeuge zur Herstellung verschiedenster Kunststoffprodukte. Unterschiedliche Arten von Spritzgusswerkzeugen erfordern jedoch unterschiedliche Stähle, deren Härte und Festigkeit an den jeweiligen Einsatzzweck angepasst werden müssen. In diesem Artikel stellen wir häufig verwendete Stahlsorten für Spritzgusswerkzeuge und ihre Eigenschaften vor.

Ⅰ. Häufig verwendeter Stahl für Spritzgussformen

P20-Stahl, auch bekannt als 3Cr2Mo-Stahl, ist ein universell einsetzbarer Formenstahl. Er ist bekannt für seine Verschleißfestigkeit und hohe Härte. Er hat eine gute Zähigkeit und Bearbeitbarkeit, aber im Vergleich zu anderen Spezialstählen sind seine Härte und Verschleißfestigkeit etwas geringer. P20-Stahl ist ein niedrig legierter, korrosionsbeständiger Stahl mit guter Gesamtleistung und Bearbeitbarkeit. Er ist für die Herstellung kleiner bis mittelgroßer Spritzgussformen geeignet.

Der 718-Stahl basiert auf dem P20-Stahl und fügt Elemente wie V und Mo hinzu, um die Härte und Verschleißfestigkeit zu erhöhen, wodurch er sich für die Herstellung größerer Spritzgussformen eignet.

H13-Stahl ist bekannt für seine hohe Verschleißfestigkeit und thermische Stabilität. Er wird häufig in der Spritzgussindustrie verwendet. Er hat eine hohe Härte, Zähigkeit, Verschleißfestigkeit und Wärmebeständigkeit. Er ist für Hochdruck- und Hochtemperaturanwendungen geeignet. Es handelt sich um einen Warmarbeitsstahl, der für die Herstellung von Warmarbeitsformen, Druckgussformen und Spritzgussformen verwendet wird.

S136-Stahl ist ein hochwertiger rostfreier Stahl, der hauptsächlich aus Cr13 besteht und für seine hohe Härte und Korrosionsbeständigkeit bekannt ist. Bei Spritzgussformen sind die Oberflächen von S136-Stahl leicht zu polieren, was die Oberflächengüte der spritzgegossenen Teile verbessert und die Lebensdauer der Form effektiv verlängert.

NAK80-Stahl ist ein hochwertiger legierter Stahl mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften und Zerspanungsleistungen. Er wurde von DAC (Osaka Special Steel Company) in Japan entwickelt. NAK80-Stahl hat eine gute Korrosionsbeständigkeit, Beständigkeit gegen Wasserstoffversprödung und thermische Stabilität, wodurch er sich für den Formenbau, das Spritzgießen und vertikale Operationen eignet. Seine Oberflächenhärte, Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit sind besser als die von H13-Stahl.

Ein niedrig legierter Formenstahl mit guter Zerspanungsleistung und guten Wärmebehandlungseigenschaften, geeignet für die Herstellung von Kunststoffformen, Druckgussformen und Spritzgussformen.

Ein hochlegierter Formenstahl mit guter Hitzebeständigkeit und Verschleißfestigkeit, geeignet für die Herstellung von Hochtemperaturformen, Druckgussformen und Spritzgussformen.

Sie sind für Glasfaserformen geeignet. Es handelt sich um Elektroschlackenstähle mit guter Oberflächengüte und Verschleißfestigkeit, die sich zum Hochglanzpolieren eignen.

Die Wahl des Stahls hängt von den spezifischen Anforderungen der Spritzgussform ab, wie Verschleißfestigkeit, Zähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Verarbeitungsschwierigkeiten. Bei speziellen Anwendungen kann es auch erforderlich sein, die Stabilität der Stahlgröße und die Wärmebehandlungsleistung zu berücksichtigen.

SKD61 ist ein Formenstahl mit hoher Wärmebeständigkeit, hoher Festigkeit, hoher Zähigkeit und leichter Bearbeitbarkeit. Er hat eine gute Verschleißfestigkeit und Ermüdungsbeständigkeit und eignet sich für die Herstellung von Spritzgussformen, Druckgussformen usw. Aufgrund seiner hervorragenden Eigenschaften wird SKD61-Stahl häufig in der Automobil-, Elektronik- und Haushaltsgeräteindustrie für die Herstellung von Formen verwendet.

718H-Stahl ist ein vorgehärteter Formenstahl mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften und Verschleißfestigkeit. Er wird einer Wärmebehandlung unterzogen, bevor er das Werk verlässt, was die Nachbearbeitungszeit und -kosten reduziert. 718H-Stahl eignet sich für die Herstellung großer Spritzgussformen, Extrusionsformen usw. und wird häufig bei der Herstellung von Kunststoffprodukten, Rohrprodukten usw. verwendet.

Der Stahl 738H ist ein vorgehärteter Formenstahl mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften und Verschleißfestigkeit. Er eignet sich für die Herstellung großer Spritzgussformen, Extrusionsformen usw. und findet breite Anwendung bei der Herstellung von Kunststoffprodukten, Rohrprodukten usw. 738H-Stahl wird vor dem Verlassen des Werks einer Wärmebehandlung unterzogen, was die Nachbearbeitungszeit und -kosten reduziert.

2738-Stahl ist ein vorvergüteter Werkzeugstahl mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften und hoher Verschleißfestigkeit. Er eignet sich unter anderem für die Herstellung großer Spritzgieß- und Extrusionswerkzeuge. Er wird häufig bei der Herstellung von Kunststoffprodukten und Rohrprodukten eingesetzt. 2738-Stahl wird vor der Auslieferung wärmebehandelt, wodurch sich Zeit und Kosten für die Nachbearbeitung reduzieren lassen. Darüber hinaus bietet 2738-Stahl eine hervorragende Polierbarkeit und Korrosionsbeständigkeit und eignet sich damit für hochpräzise Spritzgießwerkzeuge und optische Werkzeuge.

Zusätzlich zu den oben genannten Materialien gibt es auch einige spezielle Materialien, die bei der Verarbeitung von Spritzgussformen verwendet werden können, wie Aluminiumlegierungen, keramische Materialien, Kunststoffe usw. Keramische Werkstoffe werden aufgrund ihrer hohen Härte, Verschleißfestigkeit und Temperaturbeständigkeit für die Herstellung von Hochpräzisionsspritzgießformen und Ultrahochgeschwindigkeits-Spritzgießformen verwendet. Kunststoffe eignen sich aufgrund ihrer guten Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit für die Herstellung von Spritzgussformen mit speziellen Formen.

Dies sind die Listen der am häufigsten verwendeten Spritzgussformenstähle. Jeder Stahl hat seine eigenen Eigenschaften und Anwendungen. Bei praktischen Anwendungen hängt die Wahl des Stahls von den Produktanforderungen, dem Produktionsumfang usw. ab. Darüber hinaus sind eine angemessene Wärmebehandlung und Wartung erforderlich, um die Lebensdauer und Genauigkeit der Formen zu gewährleisten.

Ⅱ. Grundsätze für die Auswahl von Spritzgussstahl

Formenstahl muss hart, stark, zäh und verschleißfest sein, damit sich die Form bei häufigem Gebrauch nicht verformt oder abnutzt und damit sie hohen Druck und hohe Temperaturen aushält, wenn man etwas in sie einspritzt.

Spritzgussformen kommen während des Betriebs mit verschiedenen Chemikalien und geschmolzenen Hochtemperaturkunststoffen in Kontakt. Daher muss der Formenstahl eine gute Korrosionsbeständigkeit aufweisen und resistent gegen Korrosion und Oxidation sein.

Formenstahl muss gut bearbeitbar sein, d. h. er sollte sich leicht schneiden, fräsen, schleifen und andere Bearbeitungsvorgänge durchführen lassen, um komplexe Formen herzustellen.

Wenn Sie die oben genannten Leistungsanforderungen erfüllen, sollten Sie auch die Kosten für Formenstahl berücksichtigen. So können Sie die Produktionskosten senken und trotzdem die Qualitätsanforderungen erfüllen.

Bei der Auswahl von Formenstahl müssen wir sowohl die Wirtschaftlichkeit als auch die Effizienz berücksichtigen. Einerseits kann hochwertiger Stahl die Häufigkeit der Wartung und des Austauschs von Formen verringern und damit die Produktionskosten senken. Andererseits kann der richtige Stahl die Produktionseffizienz verbessern und die Produktionszyklen verkürzen. Daher müssen wir einen Stahl wählen, der die Produktionsanforderungen erfüllt und kosteneffizient ist.

Die Umgebung und die Lebensdauer der Form sind ebenfalls wichtige Faktoren bei der Auswahl des Stahls. Für Formen, die lange Zeit in korrosiven Umgebungen arbeiten, sollten Sie Stahl wählen, der eine gute Korrosionsbeständigkeit aufweist. Für Formen, die präzise sein und lange halten müssen, sollten Sie hochwertigen Stahl mit hoher Härte wählen.

Bei der Auswahl von Stahl sollten wir auch den Service und den Ruf des Lieferanten berücksichtigen. Ein guter Lieferant sollte hochwertigen Stahl, professionelle Beratung und aufmerksamen Service bieten, der uns hilft, Stahl besser zu verstehen und zu verwenden und die Produktionseffizienz und Qualität zu verbessern.

Die Wärmebehandlung ist ein wichtiger Faktor bei der Verwendung von Formenstahl. Wenn Sie es richtig machen, können Sie das Beste aus Ihrem Stahl herausholen und die Lebensdauer Ihrer Form verlängern. Wenn Sie also Ihren Formenstahl auswählen, müssen Sie darüber nachdenken, wie Sie ihn wärmebehandeln und was das mit ihm macht.

Nach der Auswahl des geeigneten Formenstahls müssen wir auch seine richtige Verwendung verstehen. So sollte beispielsweise vor der Verwendung eine Vorwärmbehandlung durchgeführt werden, um Risse in der Form zu vermeiden; während der Verwendung sollten Wartung und Instandhaltung durchgeführt werden, um den Verschleiß der Form zu verhindern; und nach der Verwendung sollte umgehend eine Anlassbehandlung durchgeführt werden, um die Zähigkeit der Form zu verbessern. Die korrekte Verwendung kann die Lebensdauer der Form verlängern und die Produktionseffizienz verbessern.

Ⅲ. Fallanalyse: Vergleich von S136 und 8407

Um die Eigenschaften verschiedener Werkzeugstähle besser zu verstehen, vergleichen wir beispielhaft S136 und 8407. S136 ist ein hochkorrosionsbeständiger Werkzeugstahl, der sich für den Einsatz in korrosiven Umgebungen eignet. Er besitzt eine gute Verschleißfestigkeit und Polierbarkeit und erfüllt die Anforderungen des hochpräzisen Hochglanzspritzgießens. S136 ist jedoch relativ teuer, sodass die Wirtschaftlichkeit berücksichtigt werden muss.

8407 ist ein Formenstahl mit guter Gesamtleistung, der für die meisten Spritzgießformen geeignet ist. Er hat eine gute Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Zähigkeit und erfüllt die Anforderungen der meisten Produktionsanforderungen. Im Vergleich zu S136 ist 8407 kostengünstiger, was ihn unter dem Aspekt der Kosteneffizienz wettbewerbsfähiger macht.

Ⅳ. Die wichtigsten Punkte der Wartung von Spritzgussformen

1. Verarbeitende Unternehmen sollten jeden Satz von Formen mit einer Lebenslaufkarte ausstatten, in der die Verwendung, die Wartung (Schmierung, Reinigung, Rostschutz) und die Schadensfälle detailliert festgehalten werden. Diese Informationen können helfen, beschädigte Teile zu identifizieren, den Grad der Abnutzung zu bestimmen und Informationen für die Problemerkennung und -lösung sowie die Parameter des Formprozesses und die für das Produkt verwendeten Materialien bereitzustellen, was die Zeit für die Erprobung der Formen verkürzt und die Produktionseffizienz verbessert.

2. Die verarbeitenden Unternehmen sollten die verschiedenen Leistungen des Werkzeugs bei normalem Betrieb der Spritzgießmaschine und des Werkzeugs testen und die Endabmessungen der Formteile messen. Auf der Grundlage dieser Informationen kann der Zustand des Werkzeugs bestimmt und die beschädigten Teile wie Hohlräume, Kerne, Kühlsysteme und Trennlinien ermittelt werden. Anhand der Informationen, die die Teile liefern, können der Schadensstatus der Form und die Instandhaltungsmaßnahmen bestimmt werden.

3. Achten Sie auf die Nachlaufinspektion mehrerer wichtiger Teile der Form: Die Aufgabe der Ausstoß- und Führungskomponenten besteht darin, die Öffnungs- und Schließbewegung der Form und den Ausstoß der Formteile zu gewährleisten. Wenn ein Teil aufgrund einer Beschädigung festsitzt, führt dies zu einem Produktionsstillstand. Daher ist es notwendig, die Auswerferstifte und Führungsstifte der Form geschmiert zu halten (unter Verwendung des am besten geeigneten Schmiermittels) und regelmäßig zu überprüfen, ob die Auswerferstifte, Führungsstifte usw. verformt oder oberflächlich beschädigt sind. Nach Abschluss eines Produktionszyklus sollten die Arbeitsfläche, die beweglichen Teile und die Führungen der Form mit einem professionellen Rostschutzöl bestrichen werden, und es sollte besonders auf den Schutz der Zahnrad- und Zahnstangenlagerteile der Form sowie auf die Elastizität der Federform geachtet werden, um sicherzustellen, dass sie sich stets in einem optimalen Betriebszustand befinden.

4. Achten Sie auf die Pflege der Werkzeugoberfläche, da sie die Oberflächenqualität des Produkts direkt beeinflusst, und legen Sie besonderen Wert auf Rostschutz. Die Wahl eines geeigneten, hochwertigen und professionellen Korrosionsschutzöls ist daher besonders wichtig. Nach Abschluss des Produktionsauftrags müssen Rückstände vom Spritzgießen und andere Ablagerungen entsprechend dem jeweils verarbeiteten Material sorgfältig entfernt werden. Dazu eignen sich Kupferstäbe, Kupferdrähte und professionelle Werkzeugreiniger; anschließend wird das Werkzeug luftgetrocknet. Verwenden Sie zur Reinigung keine Eisendrähte, Stahlstäbe oder andere harte Gegenstände, um Kratzer zu vermeiden. Bei Roststellen durch korrosive Spritzgießmaterialien schleifen und polieren Sie die betroffene Stelle, tragen anschließend professionelles Korrosionsschutzöl auf und lagern das Werkzeug trocken, kühl und staubfrei.

5. Rostschutz: Verhindern Sie Rost, der durch Wasserlecks, Kondenswasser, Regen, Fingerabdrücke usw. auf der Form der Spritzgussmaschine entsteht.

6. Anti-Kollision: Verhindert Schäden an der Form, die durch gebrochene oder nicht in ihre ursprüngliche Position zurückkehrende Auswerferstifte verursacht werden.

7. Entgraten: Verhindern Sie Formgrate, die durch Abwischen mit einem Tuch, Spülen mit Material, Abwischen mit der Hand, Berühren mit einer Wasserdüsenzange oder Zusammenstoßen mit einem Messer usw. entstehen.

8. Fehlende Teile: Verhindern Sie Schäden an der Form, die durch fehlende Stäbe, Dichtungen usw. während des Gebrauchs entstehen.

9. Druckvermeidung: Verhindern Sie Druckschäden in der Form, die durch die Blockierung der Form aufgrund von Produktresten verursacht werden.

10. Unter Druck: Verhindern Sie Schimmelpilzschäden, die durch übermäßigen Druck verursacht werden, Schutzdruck.

Ⅴ.Fazit

Mit den Fortschritten in der Spritzgießtechnik entwickelt sich auch der Bereich der Formenstähle weiter. Es gibt zwar viele Arten von Formenstählen, aber der Grund dafür, dass Spezialstähle für Spritzgießformen benötigt werden, ist, dass sich herkömmliche Stähle bei hohen Temperaturen und hohem Druck verformen können und keine gute Verschleißfestigkeit, Härte oder Oberflächenbeschaffenheit der Kavität aufweisen. Man braucht also einen Stahl, der eine bessere Verschleißfestigkeit, Härte und Korrosionsbeständigkeit aufweist. Gleichzeitig sollten wir auch auf die Wärmebehandlung und die Verarbeitungstechnologie von Formenstahl achten, um die Qualität und Lebensdauer der Form zu gewährleisten. Um die für das Spritzgießen am häufigsten verwendeten Formenstähle besser auswählen und einsetzen zu können, müssen wir die Leistungsmerkmale und den Anwendungsbereich der verschiedenen Stähle verstehen. Durch den Vergleich der Leistungsparameter und der tatsächlichen Auswirkungen des Einsatzes verschiedener Stähle können wir das am besten geeignete Material für die spezifischen Anforderungen der Spritzgussformherstellung finden. Gleichzeitig sollten wir auf die Entwicklungstrends und die technologische Dynamik neuer Stähle achten, um rechtzeitig fortschrittlichere Materialien und Technologien einzuführen und die Qualität und Leistung von Spritzgießwerkzeugen zu verbessern.

Zusammengefasst ist die Wahl des richtigen Stahls bei der Herstellung von Spritzgießwerkzeugen äußerst wichtig. Wenn Sie die Eigenschaften und Einsatzgebiete verschiedener Stähle kennen, können Sie den am besten geeigneten Werkstoff auswählen. Dadurch werden die Werkzeuge hochwertiger und langlebiger. Wer zudem neue Entwicklungen bei Werkzeugstählen verfolgt, kann bessere Formen entwickeln und Innovationen vorantreiben.

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