انتخاب نوع فولاد نقش مؤثري در عمر، عملکرد و هزينه قالب دارد و با توجه به رقابتي شدن عرصه توليد، برآن شديم اين مقاله را براي انتخاب صحيح مواد اجزاء قالب تهيه کنيم. در اين مقاله به نقش فولاد در قالب­سازي، تأثير عناصر آلياژي در فولاد، دسته­بندي فولادها، فولادهاي اجزاي قالب و فولادهاي مورداستفاده براي محفظه قالب­هاي پلاستيک (کروکويته) مي­پردازيم.

نقش فولاد در قالب­سازي

نمودار زير، نشانگر هزينه طراحي، مواد، ماشينکاري، مونتاژ، سود و سربار قالب است و نشان مي­دهد که حدود 28 درصد هزينه کل قالب مربوط به مواد است و اين مقدار با توجه به شکل هندسي و پيچيدگي قطعه، تغيير خواهد کرد.

چنانچه در شکل ملاحظه مي­شود بيشتر هزينه­هاي توليد، توسط قالب به­صورت غير­مستقيم وابسته به فولاد است که با عدم انتخاب فولاد مناسب، باعث تحميل هزينه­هاي اضافي به قالب شود.

خصوصيات قطعه که براي ساخت قالب و انتخاب فولاد مربوطه مؤثر است عبارتند از:

· صافي سطح

· گرين­کاري

· خورنده بودن يا ساينده­بودن جنس قطعه

· دقت ابعادي

· تيراژ توليدي

· زمان ساخت

جنس قطعات پلاستيکي متنوع است و با توجه به خواص مختلف مواد و به فولادهاي متفاوت براي ساخت قالب، نياز است. در زير برخي ازانواع پلاستيک­هاو خصوصيات فولادهاي مناسب براي آنها ارائه شده­است.

PC(Poly Carbonate),PMMA(Polymethyl Methacrylate Acrylic) – : معمولاً براي لنز­هاي چراغ استفاده مي­شوند و فولاد مورداستفاده مي­بايست خاصيت پوليش­پذيري خوب و مقاوم در مقابل خش و اکسيد شدن را دارا باشد باتوجه به‌اينکه PC خاصيت جريان­پذيري خوبي ندارد و ماده سختي است، فولاد مورداستفاده براي پليمر فوق بايد تنش تسليم بالا و چقرمگي خوبي داشته­باشد.

– POM (Polyoxymethylene), PA(Nylon): دماي تزريق اين مواد نسبتاً بالا است و براي بست­­ها و کليپ­ها، استفاده مي­شود. با توجه به حساسيت­هاي ابعادي اين نوع قطعات، فولاد اين قالب­ها مي­بايست سخت و مقاوم در مقابل سايش باشد.

– PA(Naylon)+GF: با توجه به سايندگي الياف شيشه، فولاد بايد مقاوم به سايش باشد.

–PP(Polypropylene): اين نوع پليمر، براي قطعات سپر و گل ‌پخش‌کن استفاده مي­شود. با توجه به حجم قطعه بايد فولاد مربوطه، داراي ثبات ابعادي مناسب، مقاوم در مقابل تنش­هاي فشاري و داراي قابليت ماشينکاري خوبي بوده و خواص مکانيکي آن يکنواخت باشد.

– PP(Polypropylene), ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene): براي قطعات تزييني خودرو استفاده مي­شود که معمولاً سطح اينگونه قطعات چرمي­کاري (گرين) هستند و فولاد قالب مي­بايست خاصيت خوبي براي عمليات چرمي­کاري (اسيدکاري يا گرين) داشته­باشد.

– PVC (Polyvinyl Chloride): اين پليمر به علت آزادسازي گاز کلر و ترکيب آن با آب موجود در هوا،اسيدکلريک توليد مي­کند و باعث خوردگي قالب مي­شود. بنابراين استفاده از فولادهاي مقاوم در مقابل خورندگي براي قالب­هاي فوق پيشنهاد مي‌شود.

با عدم انتخاب فولاد صحيح، عمر قالب کوتاه مي­شود و قطعه توليدي کيفيت مطلوب را نخواهدداشت که منجر به ساخت مجدد قالب و هزينه­هاي اضافي مي­شود.

خواص فولاد

استحکام فولاد پارامتر کلي کيفيت است که براي سنجش آن بايد معيارهاي گوناگون مکانيکي خواص وجود داشته باشد. اين معيارها در ادامه، ارائه شده­است.

خصوصيات مکانيکي فولادها

– تنش تسليم (Yield Stress) : ميزان تنش کششي که در آن قططه شروع به تغيير شکل پلاستيک مي­کند.

– چکشخواري(Ductility Brittleness): قابليت شکل­پذيري ماده درحالت پلاستيک را بدون خطر شکست، چکشخواري مي­گويند.

– خزش (creep): مدت زماني که طول مي­کشد که قطعه­اي، تحت تنش کششي تغيير شکل دائم، داشته­باشد.

-چقرمگي(Toughness): مقدار کار لازم براي شکستن واحد حجم ماده است.

– سختي(Hardness): مقاومت در مقابل فرو رفتن مواد ديگر در سطح قطعه را سختي يا مقاومت در مقابل خراش مي­گويند.

– استحکام در دماي بالا: خواص مکانيکي قطعه نبايد با افزايش دما تغيير محسوسي کند.

خصوصياتي از فولاد كه در قالب­هاي پلاستيک در نظر گرفته­مي­شود و با توجه به انتظارات ما از هر کدام از آنها، نوع فولاد انتخاب مي­شود.

· قابليت ماشينکاري

· قابليت پوليشکاري

· عمليات حرارتي

· عمليات به‌سازي سطح

· مقاوم در برابر سايش

· مقاوم در مقابل خوردگي

· مقاوم در مقابل تنش­هاي فشاري

· قابليت جوشکاري

· چقرمگي

فولادهاي قالب­هاي پلاستيک

فولادهاي قالب­هاي پلاستيک با توجه به چقرمگي آنها (نوع عمليات حرارتي) در گروه­هاي زير به بازار عرضه مي­شوند:

پيش­سخت­شده (Pre Hardened)

آنيل(Annealed)

پير سخت شونده(Age Hardening)

فولادهاي پيش­سخت شده (Pre Hardened):

اين فولادها به‌صورت سخت­کاري شده و باز پخت­شده به بازار ارائه مي­شوند و مستقيماً مي­توان نقش قالب را روي آنها اجرا و بهره­برداري کرد.

مزاياي اين فولادها

– کوتاه شدن فرايند­هاي ساخت: اين فولاد، در فرايند بهره­برداري، قبلاً سخت­کاري شده و نيازي به عمليات حرارتي و فرايند ماشين­کاري بعد از آن را ندارد.

– عدم ايجاد ترک­هاي ريز در اثر عمليات حرارتي: معمولاًٌ فولادها بعد از عمليات حرارتي در اثر شوک­هاي حرارتي تابيده و در سطح آنها ترک­هاي ريزي به‌وجود مي­آيد. نظر به اينکه اين­گونه فولادها پيش از عرضه به بازار توسط توليد­کننده فولاد سختکاري شده­اند و بعد از فرايندهاي ماشينکاري نيازي به‌عمليات حرارتي ندارند، ترک­هاي ريز و پسماند تنش­هاي حرارتي در فولاد، وجود نخواهد داشت و طول عمر آن بالاتر خواهدبود.

معايب اين فولادها

– زمان ماشين­کاري اين فولادها با توجه به سختي آنها بيشتر از فولادهاي آنيل شده­است.

– با توجه به اينکه سختي اينگونه فولادها به‌تدريج از سطح به عمق کم مي­شود، قالب­هايي که توسط اينگونه فولادها تهيه مي­شوند داراي سختي يکنواخت نيستند.

– براي رزين­هايي که بسيار ساينده يا داراي دماي پروسه بسيار بالا هستند، مناسب نيستند.

فولادهاي پير سخت­شونده(Age Hardening)

­سختي اين فولادها شبيه فولادهاي پيش­سخت شده است که براي افزايش سختي آن مي­توان فولاد را عمليات حرارتي کرد.

باتوجه به‌اينکه دماي گرم­شدن آن به‌هنگام عمليات حرارتي حدود 500 الي 600 درجه سانتيگراد است، فولاد دچار تابيدگي يا ترک­هاي سطحي نمي­شود و مي­توان آن را بدون فرايندهاي جانبي، استفاده کرد.

ثبات ابعادي اينگونه فولادها در طولاني­مدت خوب است.

مراحل بهره­برداري از فولاد

ماشينکاري نيمه­نهايي يا نهايي

عمليات حرارتي

ماشينکاري نهايي چنانچه مورد نياز باشد

مراحل فرايندهاي بهره­برداري اينگونه فولادها بيشتر از پيش سخت شده­است.

فولادهاي آنيل

اين فولادها به‌صورت آنيل­شده به بازار ارائه مي­شوند.

مراحل بهره­برداري از فولاد

ماشينکاري اوليه

عمليات حرارتي

ماشينکاري نهايي

مزاياي اين فولادها

باتوجه به‌اينکه بعد از ماشينکاري روي فولاد، عمليات حرارتي بر روي آن انجام مي‌شود، برخلاف فولادهاي پيش­سخت شده سطح محفظه قالب داراي سختي و خصوصيات مکانيکي يکنواختي خواهدبود. به‌دليل آنيل‌بودن فولاد در هنگام ماشينکاري، زمان اين فرايند کوتاه­تر مي­شود.

مقاوم بودن نسبت به سايش و چقرمگي

معايب

بعد از عمليات حرارتي احتمال ايجاد ترک­هاي ريز در سطح قطعه و تابيدگي آن وجود دارد که پس از آن با عمليات ماشينکاري نهايي از بين مي­رود. اين موضوع باعث طولاني­تر شدن فرايندهاي ساخت قالب مي­شود.

فولادهاي اجزاي قالب

در اينجا فولادهاي پيشنهادي براي اجزاي قالب ذکر شده ­است.

فولادهاي مورد استفاده براي محفظه­هاي (کويته) قالب­هاي پلاستيک

فروشگاه فولاد آسمان

انواع فولاد های آلیاژی، فولاد های سوپر آلیاژی و فولاد های میکرو آلیاژی در ابعاد و اشکال مختلف

فروشگاه فولاد

قیمت فولاد

همراه : 09121859720

ایمیل : Kabiri.Nima@gmail.com