فولادهای قالب­های پلاستیک

فولادهای قالب­های پلاستیک با توجه به چقرمگی آنها (نوع عملیات حرارتی) در گروه­های زیر به بازار عرضه می­شوند:

    فولاد قالب پلاستیک : مقاطع مستطیل از سایزهای 150*20 تا 500*80 میلیمتر 

DIN : 1.2080(SPK) d - 1.2436 (SPKR) 1.2510-1.2379

پیش­سخت­شده (Pre Hardened)

آنیل(Annealed)

پیر سخت شونده(Age Hardening)

فولادهای پیش­سخت شده (Pre Hardened):

این فولادها به‌صورت سخت­کاری شده و باز پخت­شده به بازار ارائه می­شوند و مستقیماً می­توان نقش قالب را روی آنها اجرا و بهره­برداری کرد.

مزایای این فولادها

– کوتاه شدن فرایند­های ساخت: این فولاد، در فرایند بهره­برداری، قبلاً سخت­کاری شده و نیازی به عملیات حرارتی و فرایند ماشین­کاری بعد از آن را ندارد.

– عدم ایجاد ترک­های ریز در اثر عملیات حرارتی: معمولاًٌ فولادها بعد از عملیات حرارتی در اثر شوک­های حرارتی تابیده و در سطح آنها ترک­های ریزی به‌وجود می­آید. نظر به اینکه این­گونه فولادها پیش از عرضه به بازار توسط تولید­کننده فولاد سختکاری شده­اند و بعد از فرایندهای ماشینکاری نیازی به‌عملیات حرارتی ندارند، ترک­های ریز و پسماند تنش­های حرارتی در فولاد، وجود نخواهد داشت و طول عمر آن بالاتر خواهدبود.

معایب این فولادها

– زمان ماشین­کاری این فولادها با توجه به سختی آنها بیشتر از فولادهای آنیل شده­است.

– با توجه به اینکه سختی اینگونه فولادها به‌تدریج از سطح به عمق کم می­شود، قالب­هایی که توسط اینگونه فولادها تهیه می­شوند دارای سختی یکنواخت نیستند.

– برای رزین­هایی که بسیار ساینده یا دارای دمای پروسه بسیار بالا هستند، مناسب نیستند.

فولاد قالب تزریق پلاستیک – P20 یا بدون P20

فولاد های ونربل مورد استفاده در قالب تنها انتخاب و تنها روش در قالب های تزریق پلاستیک به حساب نمی‌آید ، اماروشی باثبات و قابل اطمینان برای یک قالبگیری خوب است.

اگر از هر قالب‌ساز در هر جای دنیا پرسیده شود که متداولترین فولاد برای قالب تزریق پلاستیک چیست، وی بدون معطلی پاسخ خواهد داد “p20″٫P20 تقریبا با فولاد‌هایی که با ریخته‌گری تزریقی تولید می‌شوند یکسان می‌باشند.

p20 چیست؟ فولادی محبوب است که از لحاظ ترکیب به فولاد “کروم دار” ۴۱xx که در کاربردهای فضایی استفاده می‌شود شباهت دارد. با توجه به ۰٫۴ درصد کربنی که در داخل این فولادموجود است، نمی‌بایست انتظار داشت که آلیاژ p20 از نوع فولاد سخت شونده در روغن باشد، پدیده کوئنچ کردن نیز بعد از رسیدن به دمای ۸۳۰ درجه سلسیوس انجام می‌شود. P20 به علت چکش‌خوار بودن دارای کاربردهای زیادی نیز می‌باشد: در دمای ۷۸۰ درجه به حالت خمیری می‌رسد و به واسطه خنک‌ کاری توسط هوا می‌تواند در دماهای پایین نیز نرم باشد.

به انجام رساندن این پدیده ممکن است، برای مثال، در دمای خیلی پایین مثل ۱۰۰ درجه سلسیوس  بخش میانی را تا ۵۱ راکول c نیز سخت کند، مهمتر از این، در دمای حدود ۴۸۰ درجه و با خنک کاری توسط هوا، قبل از انجام ماشین کاری نهایی روی قطعه، سطح تنش در ماده به دلیل ساختار آن کاهش می‌یابد. تمامی شرایط دمایی چه بالا و چه پایین با توجه به منابع اطلاعاتی زیادی که موجود است، کاملا معین و قابل کنترل بوده و می‌تواند اجازه سنگ‌زنی با سرعت بالا را داشته باشد همچنین توانایی آزادسازی تنش را قبل از اتمام برش‌های نهایی از خود نشان می‌دهد.

زمانی که مقدار سختی ثبت شده برای فولاد پایه ۵۰ HRC می‌باشد، p20 می‌تواند مقداری بیش از ۵۰ HRC سخت شود، حتی اگر مقدار سختی بیشتر و مقاومت شیمیایی بالاتر از این آلیاژ انتظار رود می‌توان با نیتریده کردن آن سختی را تا ۶۰ HRC افزایش داد. می‌توان سختکاری عمقی نزدیک به  نیم میلیمتر در قطعه ایجاد کرد.استفاده از روکش کروم را نیز می‌توان به عنوان روشی دیگر دانست، البته به منظور جلوگیری از ترد شدن به واسطه هیدروژن دمای متوسط مشخصی پیشنهاد شده است.

استفاده از p20 در عملیات حرارتی دو مزیت عمده را دارا می‌باشد، اول اینکه افرادی که عملیات حرارتی را انجام می‌دهند با ساختار ماده کاملا آشنا می‌باشند و راه‌های زیادی برای رسیدن به یک فرم خاص پیشنهاد شده است. دومین دلیل نیز این می‌باشد که به راحتی می‌توان p20 را قبل از انجام سختی‌ سازی ماده و یا در حین عملیات حرارتی ماشین کاری کرد، در نتیجه ماده برای انجام ماشین کاری نهایی در صورت نیاز نیز آماده خواهد بود.

استفاده از مواد سخت‌کاری شده، اگرچه، فشار و زحمت بیشتری را برای قالب‌ساز به همراه داردولی وجود حفره‌های عمیق نیاز به بخش‌های ساختاری ضخیمی دارد، اگر عملیات حرارتی به خوبی انجام نشود، پدیده ایجاد شده را تاثیر به سزایی در کور و کویتی core and cavity  قالب خواهد داشت. اگر در مرحله ماشین‌کاری لایه بیرونی کاملا برداشته شود، تنش باقیمانده باعث تغییر شکل بلوک خواهد شد، که در اینجا نیاز به انجام یک یا دو مرحله کاهش تنش باقیمانده در ماده خواهیم داشت. در حین انجام سخت‌کاری فولاد کلاس p20 از تامین کننده ابزارهای خود و یا کسی که خدمات عملیات حرارتی انجام می‌دهد توصیه‌های لازم را دریافت کنید.

همانند اکثر کاربردهای ابزارهای فولادی، انتخاب مواد بر اساس مقایسه و معاوضه خواسته‌های مختلف انجام می‌شود. برای مثال آلیاژهای از فولاد که دارای سولفور می‌باشند، خاصیت ماشین‌کاری خوبی از خود نشان می‌دهند، اما به سختی می‌توان سطح آنها را صیقل داد. در آلیاژهای تقویت شده p20 به منظور به دست آوردن خاصیت قابل قبول صیقل‌دهی دارای مقداری نیکل می‌باشند.

خاصیت صیقل‌دهی خوب از جمله خواص مهم و قابل قبول p20 می‌باشد، اما برای سطوحی که نیاز به پرداخت با تلرانس خیلی کمی دارند، نوعی از آلیاژ اصلاح شده p20 وجود دارد که در کاربردهای خاص مانند قالب‌های لنز می‌تواند مورد استفاده قرار بگیرد.در پرداخت سطوح به یک سختی یکنواختی در طی سطح ماده نیاز است تا از بروز مشکلاتی مانند گودی، ناصافی و جلوگیری شود. پرداخت به واسطه اسید زمانی که اسید شروع به از بین بردن دانه‌های فلز در مرز فلز می‌کند نیز می‌تواند مشکلات مربوط به ترکیبات فلز را ایجاد می‌کند. در سطح فولاد‌هایی که دارای ترکیبی نامتقارن می‌باشند با قرار گرفتن در معرض اسید و پرداخت به وسیله آن حفره‌هایی ایجاد می‌شوند.

المان‏های مختلف موجود در یک آلیاژ برای تحکیم ساختاری فلز اهمیت زیادی دارند، اما روش و چگونگی قالب‌گیری نیز دارای اهمیت زیادی می باشد. روش‌های تولید پیشرفته مانند ذوب مجدد در خلاء و متالوژی پودری می‌توانند ساختاری بسیار پیوسته از فولاد را ارائه دهند، اما طبیعی است که هزینه این روش‌ها نیز بیشتر خواهد بود.