Materialien für den Bau von Spritzgießwerkzeugen

Die für die Herstellung von thermoplastischen Spritzgussformen verwendeten Materialien müssen die folgenden Eigenschaften aufweisen:

• Einfache Mechanisierung im Auslieferungszustand
• Hohe Härtbarkeit
• Geeignet zum Polieren
• Hohe Beständigkeit gegen Verschleiß und Korrosion
• Maximale Abrieb- und Verschleißfestigkeit
• Hohe Dimensionsstabilität
• Posten auflisten
• Hohe Korrosionsbeständigkeit
• Gute Wärmeleitfähigkeit
• Gute Beständigkeit gegen mechanische und thermische Ermüdung

Die am häufigsten verwendeten Stähle im Formenbau sind die folgenden:

• Einsatzstähle : Diese Stähle haben einen niedrigen Kohlenstoffgehalt (weniger als 0,1 %). Während des anschließenden Aufkohlungsprozesses diffundiert der Kohlenstoff in die Oberfläche und sorgt für eine höhere Verschleißfestigkeit.
• Bonus-Stähle : Der Stahl wird einer Wärmebehandlung unterzogen, bei der das Stück gehärtet und anschließend erhitzt wird, um eine hohe mechanische Festigkeit und Zähigkeit zu erreichen..
• Integral härtende Stähle : Sie werden verwendet, um eine homogene Struktur zu erreichen, und haben einen Kohlenstoffgehalt zwischen 0,3 und 0,4 %. Sie erzielen gute Ergebnisse bei abrasiven Materialien wie Glasfaser.
• Korrosionsbeständige Stähle :Ermöglichen eine höhere Korrosionsbeständigkeit, ohne dass eine Verzinkung erforderlich ist, die zwar eine höhere Korrosionsbeständigkeit bietet, aber aufgrund des hohen Drucks an den Dichtkanten zu Rissen führen kann.

Handelsübliche Stähle für den Formenbau:

• AISI P20 : Vorgehärteter Ni-Cr-Mo-Stahl mit ~310 Brinell, mit hervorragenden Polier- und Fotoätzungseigenschaften. Geeignet für eine breite Palette von Spritzgießwerkzeugen..
• Formträger : 1730 niedrig legierter Kohlenstoffstahl mit guter Bearbeitbarkeit und Schweißbarkeit. Es eignet sich für die Herstellung von Formen, Formböden, Formenträgern
• Platten : 1730 oder P20-Stähle
• Einsätze : p20, Stahl 2738, 2344 und 2083, die am häufigsten verwendet werden

Die Oberflächenbehandlungsverfahren für Stahlformen sind wie folgt:

Ziel dieser Behandlungen ist es, die Oberflächenhärte, die Verschleißfestigkeit und die Flächenpressungsgrenze zu erhöhen sowie das Verdrängungs- und Korrosionsverhalten zu verbessern. Um die Art der Behandlung zu bestimmen, werden die Funktion des zu injizierenden Teils und sein Material analysiert.

• Nitrieren : Es werden hohe Oberflächenhärten erreicht, die eine hohe Verschleiß- und Ermüdungsfestigkeit bieten. Es sollte nicht auf korrosionsbeständigen Stählen verwendet werden, da es diese Eigenschaft verringert..

• Zementierung : Wird in der Regel bei Stählen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt (weniger als 0,1 % C) verwendet und führt zu einer Erhöhung der Oberflächenhärte..
• Hartverchromung :Die Beschichtung erfolgt durch elektrolytische Aufbringung auf die Oberfläche, wodurch härtere, verschleiß- und korrosionsbeständigere Oberflächen erzielt werden. Es wird häufig bei Reparaturen verwendet, um Material zu liefern und gegen korrosive Medien.
• Hartnickel-Beschichtung :Die durch die Vernickelung erreichte Härte ist viel höher als die des Grundmaterials, was manchmal ein Nachteil ist, da sie sich bei hohen Belastungen ablösen kann, da sich jedes Material anders verformt..
• Hartmetallbeschichtung : Es wird eine hohe Verschleißfestigkeit und gute Korrosionsbeständigkeit erreicht..

Besondere Materialien

Es werden folgende spezielle Materialien verwendet:

• Karbidlegierungen: Hoher Karbidgehalt und Einsatz in Bereichen mit hohem Verschleiß, z. B. im Einlaufbereich einer Form.

• Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit. Eine optimale Temperaturregelung in einer Form ist für die Bestimmung der Abkühl- und Zykluszeit unerlässlich..
• Diese Art von Material wird in Form von Einlagen oder Einsätzen nur in die für die Kühlung problematischen Bereiche der Form eingebracht, wodurch eine homogene Kühlung des Teils erreicht wird. Es werden Nichteisenwerkstoffe wie Kupfer, Kupfer-Beryllium, Kupfer-Kobalt-Beryllium, Kupfer-Chrom-Zirkonium usw. verwendet, da sie eine viel höhere Leitfähigkeit als Stähle aufweisen, ohne jedoch die gleiche Härte und Beständigkeit zu erreichen..