Полное руководство по выбору твердости стержневой вставки для литьевых форм

При производстве литьевых форм твердость вставки стержня — это не просто параметр материала: она определяет срок службы формы, качество поверхности детали, стабильность размеров, износостойкость, частоту технического обслуживания и общую стоимость производства. Многие производители пресс-форм выбирают твердость только по привычке, что приводит к таким проблемам, как быстрый износ, сколы, растрескивание, ржавчина, засветы или короткий срок службы.

В этом профессиональном руководстве мы объясняем полные практические принципы выбора твердости стержня в зависимости от пластикового материала, объема производства, требований к внешнему виду, конструкции пресс-формы и функций компонентов. Это стандарт, которому следуют производители высококачественных пресс-форм по всему миру.

1. Твердость сердечника должна соответствовать пластиковому материалу.

Используемая вами пластиковая смола является первым и наиболее важным фактором для установления твердости. Различные пластмассы создают разные уровни истирания и коррозии.

1.1 Стандартные пластмассы общего назначения

• АБС, ПП, ПЭ, ПС, ПММА (неабразивный)

• Низкий износ, отсутствие острых частиц

• Рекомендуемая твердость: HRC 28–38.

• Типичные стали: Р20, 718Х, НАК80.

1.2 Стеклонаполненные и высокоабразивные пластмассы

• ПА+ГФ, ПБТ+ГФ, ПЭТ+ГФ, ЛКП, ПП+ГФ

• Стекловолокно действует как наждачная бумага → чрезвычайно абразивно.

• Минимальная твердость: HRC 48–54.

• Необходимо использовать термообработанную сталь: H13, SKD61, 2344.

• Низкая твердость приведет к образованию канавок, отклонению размеров и короткому сроку службы пресс-формы.

1.3 Коррозионные и кислотные пластмассы

• ПВХ, ПОМ, негорючие материалы, прозрачные инженерные пластики

• Выпуск агрессивного газа во время формования

• Отдайте предпочтение антикоррозионной нержавеющей стали

• Рекомендуемая твердость: HRC 48–52.

• Типичные стали: S136, 2316.

2. Отрегулируйте твердость в зависимости от ожидаемого объема производства.

Срок службы пресс-формы напрямую зависит от общего количества выстрелов. Больший объем требует более высокой износостойкости.

2.1 Малый объем (прототип/малая партия)

• Менее 100 000 выстрелов

• Твердость: HRC 28–32.

• Преимущество: простота обработки, низкая стоимость, короткие сроки поставки.

2.2 Средний объем

• 100 000 – 500 000 выстрелов

• Твердость: HRC 32–42.

• Сбалансированные характеристики: износостойкость + прочность.

2.3 Пресс-форма большого объема/с длительным сроком службы

• Более 500 000 выстрелов

• Твердость: HRC 48–52.

• Требуется полная закалка + отпуск

• Стабильный размер, низкие эксплуатационные расходы, длительный срок службы.

3. Требования к внешнему виду поверхности и точности

Качество поверхности и точность во многом зависят от твердости сердечника.

3.1 Матовая/травленная/текстурная поверхность

• Требуется однородное зерно и хорошая адгезия.

• Лучшая твердость: HRC 30–38.

• Если слишком твердый → текстура неровная; если слишком мягкий → текстура быстро стирается

3.2 Глянцевые/зеркальные/прозрачные детали

• Требуется полировка до №1, №2 или зеркального блеска.

• Твердость: HRC 48–52.

• Стабильная стальная конструкция, отсутствие питтинга и деформации во время полировки.

• Необходимо использовать нержавеющую сталь или высококачественную литейную сталь.

3.3 Высокоточные компоненты

• Жесткие допуски, сложные размеры

• Равномерная твердость важнее высокой твердости.

• Допуск на твердость: ≤ ±2 HRC

• Избегайте внутренних напряжений, вызывающих деформацию после термообработки.

4. Баланс твердости и прочности (критически важно для сложных конструкций)

Более высокая твердость = более высокая хрупкость

Это самая распространенная ошибка при проектировании пресс-форм.

Когда использовать более низкую твердость (лучшую прочность)

• Глубокие сердцевины, узкие штифты, тонкие стальные участки.

• Острые углы, подрезы, сложные вставки

• Области с высокой силой выброса

• Твердость: 35–42 HRC , чтобы избежать сколов и поломок во время производства.

Когда использовать более высокую твердость

• Большие плоские поверхности

• Простая конструкция, без тонкой стали

• Зоны повышенного износа (ворота, направляющие)

5. Различия в твердости полости, сердцевины и движущихся компонентов.

Разные детали пресс-формы выполняют разные функции → разные стандарты твердости..

5.1 Сторона полости (Пластина – Внешний вид поверхности)

• Непосредственно формирует внешний вид изделия

• Требуется хорошее удержание поверхности.

• Твердость: HRC 32–52 (немного выше внутренней стороны)

5.2 Сторона сердцевины (Плита B – сторона конструкции)

• Выдерживает силу зажима, выталкивание и воздействие пластического течения.

• Твердость: HRC 30–48.

• Балансирует прочность и износостойкость

5.3 Ползунки, подъемники, вставки, штифты

• Возвратно-поступательное движение, высокое трение

• Твердость: HRC 35–45.

• Не слишком твердый (легко сломать) и не слишком мягкий (быстрый износ).

6. Распространенные ошибки, которых следует избегать

1. Вера: «Чем сложнее, тем лучше»

   Слишком твердый материал приводит к сколам, растрескиванию, затруднению механической обработки и увеличению стоимости.

2. Использование низкой твердости для стеклонаполненных материалов.

   Плесень изнашивается за несколько месяцев.

3. Непостоянная твердость в одной и той же форме

   Вызывает несоответствие размеров и короткий срок службы.

4. Пропуск правильной термической обработки

   Приводит к деформации, ржавчине, нестабильной твердости.

5. Использование некоррозионностойкой стали для коррозийных пластмасс.

   Плесень ржавеет и повреждает поверхность детали.

7. Краткое изложение принципов профессионального отбора

1. Начните с типа пластика → установите минимальную твердость.

2. Сопоставьте объем производства → определите уровень износостойкости.

3. Следите за внешним видом и точностью → выберите пригодность для полировки или травления.

4. Сбалансируйте твердость и прочность → избегайте поломок сложных конструкций.

5. Установите разную твердость для полости, сердцевины и движущихся частей.

6. Всегда используйте правильную термическую обработку для обеспечения стабильности.