Hvilke materialer skal man vælge til sprøjtestøbeforme?
Introduktion til formstål
Formstål kan groft opdeles i 3 kategorier: koldbearbejdningsstøbestål, varmbearbejdningsstøbestål og plaststøbestål, som bruges til smedning, stempling, skæring og trykstøbning. Da anvendelserne af forskellige forme er forskellige, og arbejdsbetingelserne er komplekse, bør formstålet, der anvendes til fremstilling af formene, have høj hårdhed, styrke, slidstyrke, tilstrækkelig sejhed samt høj hærdeevne, slukbarhed og anden procesydelse i henhold til arbejdsbetingelserne. På grund af de forskellige anvendelser og komplekse arbejdsforhold er ydeevnekravene til formstål også forskellige.
Koldbearbejdningsstøbestål omfatter koldprægematricer, trådtrækkematricer, dybtræksmatricer, prægematricer, trådvalsematricer, valseformningsmatricer, koldhovedmatricer og koldekstruderingsmatricer. Koldbearbejdningsstøbestål skal ifølge dets fremstillingsarbejdsforhold have høj hårdhed, styrke, slidstyrke, tilstrækkelig sejhed samt høj hærdbarhed, slukbarhed og anden procesydeevne. Det legerede værktøjsstål, der anvendes til disse formål, tilhører generelt høj-kulstoflegeret stål med en kulstofmasseandel på over 0,80 %. Chrom er et vigtigt legeringselement i denne type stål, og dets massefraktion er normalt ikke større end 5%. Men for nogle formstål, der kræver høj slidstyrke og meget lille deformation efter bratkøling, kan den maksimale krommassefraktion nå 13%, og for at danne en stor mængde karbider er kulstofmassefraktionen i stålet også meget høj, op til 2,0%~2,3%. Koldbearbejdningsstøbestål har et relativt højt kulstofindhold, og dets mikrostruktur tilhører for det meste hypereutektoid stål eller ledeburitstål. Almindeligvis brugte ståltyper omfatter høj-kulstof lavt-legeret stål, højt-kulstof højt-chromstål, krom-molybdænstål og medium-kulstofchrom-wolfram-manganstål.
Varmebearbejdningsforme er hovedsageligt opdelt i hammersmedning, formsmedning, ekstrudering og trykstøbning, herunder varmesmedningsmatricer, pressesmedningsmatricer, stansematricer, varmekstruderingsmatricer og metalstøbeforme. Varme arbejdsforme udsættes for store mekaniske belastninger under arbejdet, og skal desuden modstå virkningerne af gentagen opvarmning og afkøling, som forårsager store termiske belastninger. Ud over høj hårdhed, styrke, rød hårdhed, slidstyrke og sejhed, bør varmbearbejdningsformstål også have god høj-temperaturstyrke, termisk træthedsstabilitet, termisk ledningsevne og korrosionsbestandighed. Ydermere er det påkrævet at have høj hærdbarhed for at sikre ensartede mekaniske egenskaber i hele tværsnittet. Til trykstøbning af formstål skal det også have ydelsen til at modstå gentagen opvarmning og afkøling på overfladelaget uden at revne, og til at modstå påvirkning og erosion af flydende metalstrøm. Denne type stål hører generelt til medium-kulstoflegeret stål med en kulstofmassefraktion på 0,30%~0,60%, som er hypoeutektoid stål, og noget stål bliver eutektoid eller hypereutektoid stål på grund af tilføjelsen af flere legeringselementer (såsom wolfram, molybdæn, vanadium osv.). Almindeligt anvendte ståltyper omfatter chrom-manganstål, chrom-nikkelstål, chromstål og chrom-wolframstål.
Plastforme omfatter termoplastiske plastforme og termohærdende plastforme. Stålet til plastforme skal have visse egenskaber såsom styrke, hårdhed, slidstyrke, termisk stabilitet og korrosionsbestandighed. Derudover er det også påkrævet at have god procesydeevne, såsom lille varmebehandlingsdeformation, god bearbejdelighed, god korrosionsbestandighed, god slibe- og poleringsydelse, god reparationssvejseydelse, høj ruhed, god termisk ledningsevne og stabil arbejdstilstand størrelse og form. Generelt kan varmtbearbejdningsstøbestål vælges til sprøjtestøbning eller ekstruderingsstøbning; koldt arbejde formstål kan vælges til termohærdende støbning og matricer, der kræver høj slidstyrke og høj styrke.