Di cosa sono fatti gli stampi a iniezione?

La scelta del materiale dello stampo è diversa a seconda della quantità.

1. Quantità tra 100 e 200 Lo stampo a iniezione in silicone è detto anche processo di iniezione a bassa pressione o stampaggio a iniezione per reazione.

2. Quantità tra 200 e 500 Stampo a iniezione in resina, detto anche processo di iniezione a bassa pressione o stampaggio a iniezione per reazione.

3. Quantità tra 500 e 1.000 Stampi in alluminio, utilizzabili per lo stampaggio a iniezione, il processo di iniezione a bassa pressione o lo stampaggio a iniezione per reazione.

4. Quantità superiore a 1000 Acciaio standard e processo di stampaggio a iniezione standard.

Diverse materie plastiche selezione ragionevole di acciaio per stampi a iniezione

Materiali plastici corrosivi Molte resine e molti additivi hanno un effetto corrosivo sulla superficie della cavità: il metallo si corrode e si sfalda, le condizioni superficiali peggiorano e la qualità dei componenti in plastica si deteriora.

Per lo stampaggio di fluoro, cloro e altre plastiche corrosive come PVC, POM e vari tipi di plastiche ritardanti di fiamma, se i requisiti del prodotto sono elevati si può utilizzare acciaio anticorrosione importato; per requisiti generali è possibile usare acciaio anticorrosione nazionale.

Materiali plastici temprati e caricati Una buona resistenza all’usura è essenziale: la lucentezza e la precisione della superficie della plastica stampata a iniezione sono direttamente correlate alla resistenza all’usura della cavità dello stampo a iniezione, soprattutto per plastiche contenenti fibra di vetro, cariche inorganiche e determinati pigmenti.

Essi e la plastica si fondono insieme nel canale, la cavità dello stampo scorre ad alta velocità, l’attrito superficiale della cavità è molto grande, se il materiale non è resistente all’usura, si consumerà presto, in modo che la qualità delle parti in plastica da danni.

Per gli stampi che hanno un forte attrito e impatto sull’acciaio, come gli stampi utilizzati per iniettare nylon + materiale in fibra di vetro, è necessario utilizzare l’acciaio di tipo H13, importato o nazionale, con elevata resistenza all’usura, elevata resistenza alla trazione termica ed elevata tenacità.

Materiali plastici per alte temperature Per una buona stabilità dimensionale nello stampaggio a iniezione, la temperatura della cavità dello stampo deve raggiungere almeno 300 °C. Per questo motivo è preferibile utilizzare un acciaio per utensili adeguatamente bonificato, ossia trattato termicamente. In caso contrario, la microstruttura del materiale può cambiare, causando variazioni dimensionali dello stampo a iniezione.

Materiale plastico trasparente ad alta lucentezza Alcuni prodotti richiedono buona trasparenza o una superficie molto lucida. Per gli stampi destinati a prodotti in plastica trasparente, cavità e anima devono essere realizzate con acciai importati di alta qualità e ottima lucidabilità a specchio, come 718 (classe P20 + Ni), NAK80 (classe P21), S136 (classe 420), H13 e altri. Tra questi, 718 e NAK80 sono forniti allo stato pretemprato e non richiedono ulteriore trattamento termico.

Gli acciai S136 e H13 sono allo stato ricotto, la durezza è generalmente HB160-200, dopo la lavorazione grezza devono essere sottoposti a trattamento di tempra e rinvenimento sotto vuoto, la durezza di S136 è generalmente HRC40-50, la durezza dell’acciaio H13 è generalmente HRC45-55 (può essere determinata in base al grado specifico).

Per stampi destinati alla produzione in serie, con elevati requisiti estetici e lunga durata, i materiali delle parti formanti vanno scelti come segue. a) Le cavità devono utilizzare acciai importati di alta qualità e ottima lucidabilità a specchio, come 718 (classe P20 + Ni), NAK80 (classe P21) e altri, forniti allo stato pretemprato e senza necessità di trattamento termico.

b) L’anima può utilizzare acciaio P20 o P20 + Ni di bassa qualità importato, come 618, 738, 2738, 638, 318, ecc., allo stato pre-indurito; per la produzione di un piccolo numero di stampi, è possibile utilizzare anche acciaio per stampi in plastica nazionale o S50C, S55C e altri acciai al carbonio di alta qualità importati.

Per stampi generici con requisiti estetici del prodotto, i materiali delle parti formanti vanno scelti come segue. a) Per cavità e anime di stampi piccoli e di precisione si utilizza acciaio importato di fascia media della classe P20 o P20 + Ni.

b) stampi di medie e grandi dimensioni, la plastica di stampaggio non ha requisiti speciali per l’acciaio, la cavità può scegliere acciaio di bassa qualità importato di classe P20 o P20 + Ni; l’anima può scegliere acciaio di bassa qualità importato di classe P20 o acciaio al carbonio di alta qualità importato S50C, S55C, ecc.

c) Per la cavità del modello di pelle incisa, quando il modello perlato inciso dovrebbe cercare di evitare l’uso di P20 + Ni classe 2738 (738).

Per componenti strutturali interni senza requisiti estetici e stampi nei quali i materiali di stampaggio non impongono requisiti particolari all’acciaio, i materiali delle parti formanti vanno scelti come segue. a) Per stampi medio-grandi, la cavità può essere in acciaio importato economico della classe P20 o P20 + Ni, in acciaio al carbonio importato di alta qualità S55C o S50C, oppure in acciaio nazionale per stampi di plastica P20 o P20 + Ni; per l’anima si può scegliere acciaio al carbonio di alta qualità importato o nazionale.

b) Per stampi piccoli, se la produzione è elevata e la struttura è più complessa, per la cavità si può scegliere un acciaio P20 o P20+Ni importato di fascia bassa, oppure un acciaio nazionale P20 o P20+Ni per stampi plastica; per il maschio si può scegliere un acciaio nazionale per stampi plastica.

c) Per strutture semplici e stampi piccoli con bassa produttività, cavità e anime possono essere realizzate in acciaio nazionale per stampi in plastica o in acciaio al carbonio di alta qualità.

I materiali per stampi in plastica possono essere suddivisi nelle seguenti sei categorie in base alle diverse caratteristiche

Tipo di pre-indurimento

L’aggiunta all’acciaio di zolfo, calcio, piombo, selenio e altri elementi può migliorare efficacemente la lavorabilità degli acciai pretemprati per stampi di plastica. Gli acciai pretemprati per stampi di plastica comunemente usati in Cina sono Y55CrNiMnMoV (SM1), 5NiSCa, 3Cr2Mo, Y20CrNi3AlMnMo (SM2), 4Cr5MoSiVS e 8Cr2Mn-WMoVS (8CrMn).

Tipo carburato

Tra gli acciai da cementazione per stampi plastica figurano lo svedese 8416 e gli statunitensi P2 e P4, ecc.. A livello nazionale si utilizzano spesso ferro puro industriale, come DT1 e DT2, gli acciai 20, 20Cr, 12CrNi3A e 12Cr2Ni4A, nonché il più recente acciaio speciale nazionale per formatura a freddo 0Cr4NiMoV (LJ).

Tipo di tempra

Gli acciai temprati comunemente utilizzati per gli stampi per plastica sono: acciai al carbonio per utensili, come T7A e T8A; acciai basso-legati per stampi da lavorazione a freddo, come 9SiCr, 9Mn2V, CrWMn, GCr15 e 7CrSiMnMoV; acciai di tipo Cr12, come Cr12MoV; acciai rapidi, come W6Mo5Cr4V2; acciai per matrici e alcuni acciai per stampi da lavorazione a caldo.

Tipo di indurimento per invecchiamento

L’acciaio per stampi per plastica indurente per invecchiamento è disponibile nei gradi 18Ni140, 18Ni170 e 18Ni210, oltre a 10Ni3MnCuAl(PMS), 18Ni9Co, 06Ni16MoVTiAl e 25CrNi3MoAl. È caratterizzato da basso contenuto di carbonio ed elevato tenore di leganti; la soluzione solida formata dopo la tempra ad alta temperatura viene sottoposta a invecchiamento, che produce rafforzamento e indurimento. Può rafforzare e indurire l’acciaio.

Tipo di tempra

Acciai bonificati per stampi plastica come 45, 50, 55, 40Cr, 40Mn, 50Mn, S48C, 4Cr5MoSiV, 38CrMoAlA. L’acciaio è un acciaio inossidabile indurente per precipitazione, lavorabile con una durezza di 32 ~ 35HRC. Sottoponendo poi l’acciaio a un trattamento di invecchiamento a 460 ~ 480 ℃, è possibile ottenere migliori proprietà meccaniche complessive.

Resistente alla corrosione

L’acciaio per stampi in plastica resistente alla corrosione è principalmente 1Cr18Ni9, 2Cr13, 3Cr13, 3Cr17Mo, Cr16Ni4Cu3Nb (PCR), 0Cr17Ni4Cu4Nb (74PH).

Standard di selezione dei materiali per le parti di stampaggio

Le parti dello stampo si riferiscono alle parti dello stampo che sono a diretto contatto con la plastica e i prodotti stampati, come cavità, anime, cursori, inserti, piani inclinati, trafile laterali, ecc.

Il materiale dei componenti dello stampo è direttamente correlato alla qualità e alla durata dello stampo e determina l’aspetto e la qualità interna dei prodotti plastici stampati; la scelta deve quindi essere molto accurata e basarsi sul contratto, sui requisiti del cliente e sulle esigenze e caratteristiche del prodotto e dello stampo.

Il principio di selezione del materiale per i componenti formati è il seguente: considerare il tipo di stampaggio della plastica, la forma, le dimensioni e la precisione del prodotto, il suo aspetto qualitativo e i requisiti d’uso, nonché il volume del lotto di produzione, tenendo conto delle proprietà del materiale relative a taglio, lucidatura, saldatura, incisione, deformazione e resistenza all’usura.

Tenendo conto anche dell’economia, delle condizioni di fabbricazione dello stampo e dei metodi di lavorazione, occorre scegliere tipi di acciaio diversi. Gli inserti sagomati utilizzano generalmente lo stesso materiale dei componenti nei quali vengono inseriti.

Per le parti dello stampo difficili da raffreddare o che richiedono un maggiore effetto di raffreddamento, il materiale dell’inserto dovrebbe essere bronzo berillio o lega di alluminio.

Per gli stampi coinvolti nella formatura di parti mobili, i principi di selezione del materiale sono i seguenti. a) Per i componenti trasparenti si dovrebbero scegliere acciai importati di alta qualità e ben lucidabili, come 718, NAK80 e altri.

b) Per le parti non trasparenti, in genere è necessario scegliere acciai importati di media durezza e resistenza, come 618, 738, 2738, 638, 318, ecc., con trattamento di nitrurazione superficiale, profondità dello strato di nitrurazione di 0,15-0,2 mm, durezza di HV700-900.

c) Se i requisiti dello stampo sono bassi, è possibile utilizzare anche acciaio importato di bassa qualità o acciaio nazionale; la durezza del trattamento di nitrurazione è generalmente HV600-800.

Selezione del materiale per le parti non formate

Il materiale del telaio dello stampo si riferisce allo standard del telaio dello stampo, il modello generalmente sceglie S50C importato o SM45 nazionale, che richiede HB160-200, durezza uniforme e piccole sollecitazioni interne, non facile da deformare.

Il materiale della colonna di guida è GCr15 o SUJ2, la durezza è HRC56-62. Il materiale della bussola di guida, del pilastro di guida della piastra di spinta, della bussola di guida della piastra di spinta e della barra di ripristino può essere GCr15 o SUJ2, la durezza è HRC56-62; inoltre può essere T8A, T10A, la durezza è HRC52-56.

Le parti strutturali generali dello stampo, come l’anello di posizionamento dell’espulsore, la colonna, il blocco di fine corsa dell’espulsore, il tirante di fine corsa, il modulo di chiusura, ecc. non richiedono particolari requisiti di durezza e resistenza all’usura; possono essere utilizzati acciai nazionali SM45, allo stato normalizzato, durezza HB160-200, senza ulteriori trattamenti termici.

Il manicotto della porta dello stampo, il blocco del cuneo, il blocco resistente all’usura, la piastra di scorrimento e altre parti con elevati requisiti di durezza, forza e resistenza all’usura, devono utilizzare acciaio per utensili al carbonio o acciaio per utensili al carbonio di alta qualità, come T8A, T10A, ecc. Questi acciai devono essere temprati per migliorarne la durezza e la resistenza all’usura.

Sintesi

Dall’articolo precedente sappiamo che quantità di prodotto diverse richiedono materiali dello stampo diversi. Esistono inoltre molti acciai standard comuni; nella fabbricazione di stampi a iniezione occorre scegliere il materiale corretto in base alle caratteristiche della plastica, alla quantità, alla struttura e alle dimensioni dei prodotti, per massimizzare il vantaggio economico garantendo al contempo il corretto svolgimento del progetto.

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