Zarządzanie procesem produkcyjnym, zarządzanie produkcją
Narzedziownie.pl - portal dla firm produkujących formy wtryskowe, tłoczniki, wykrojniki i inne narzędzia

Drukuj | Prześlij link znajomemu | Wyszukaj w serwisie

Ulepszone stale o dobrej obrabialności i spawalności. Nowe typy stali narzędziowych do wykorzystania na formy wtryskowe.

Nowe typy stali narzędziowych, które już od dawna stosowane są w budowie form w USA i Japonii, ale mało znane w Polsce zmieniły podejście konstruktorów i narzędziowców do problemu wprowadzania zmian i poprawek w trakcie wykonywania narzędzia jakim jest forma. Budowę formy można rozpocząć na etapie projektowania wypraski, bo wszelkie modyfikacje są możliwe i łatwe do wprowadzenia, bez konieczności utraty wykonanych elementów.

Najszerzej stosowaną stalą w budowie form wtryskowych jest już od dawna stal P-20, znana w Polsce jako niemiecka 1.2311. Łączy ona w sobie dobrą twardości, obrabialność i odporność na ścieranie, ale jej własności nie zawsze są stabilne. Często twardość nie jest jednolita w całym przekroju, co stwarza problemy przy obróbce. Dodatkowo jest to stal trudno spawalna.

Jednym z materiałów charakteryzującym się dobra skrawalnością i spawalnością, a ponad to jednolitą mikrostrukturą i twardością jest stal wstępnie ulepszona o nazwie NAK 80. Mimo, że NAK 80 jest znacznie twardsza od P-20 (40HRC) to daje się obrabiać o 15-20% szybciej do P-20 i można ją polerować aż do momentu osiągnięcia optycznej jakości powierzchni I klasy. Aby jeszcze poprawić obrabialność, dodano do NAK 80 niewielką ilość siarki, tworząc nową odmianę stali, zwaną NAK 55 o zawartości: C-0,15%, Mn-1,5%, S-0,1%, Si-0,3%, Cu-1%, Ni-3%, Al.-1%, co dodatkowo wpływa na skrócenie czasu obróbki.

Zazwyczaj błąd w konstrukcji formy lub wypraski musi być poprawiony poprzez napawanie powierzchni gniazda. Bardzo trudno jest spawać, polerować i ponownie nanosić fakturę dla stali P-20 w taki sposób, aby obszar spawania nie był widoczny na powierzchni gniazda formy i na wyprasce (szczególnie dotyczy to powierzchni polerowanych i fakturowanych). Forma wykonana z NAK, spawana w odpowiedni sposób przy użyciu prętów do spawania z NAK-W, będzie charakteryzowała się jednolitą twardością wzdłuż linii spawania. Połączenie obrabialności i spawalności jest głównym powodem, dla którego konstruktorzy form wybierają NAK zamiast P-20 (1.2311), pomimo wyższych kosztów. W Japonii stale NAK 55 i NAK 80 używane są przy produkcji ponad 90% wszystkich form wykonanych ze stali ulepszonych. Amerykańska firma International Mold Steels przedstawiła inną ulepszona stal na formy wtryskowe o symbolu PX5. Stal ta łączy w sobie spawalność i obrabialność stali NAK z większą udarnością. Twardość PX5 jest taka sama jak P-20(32HRC), ale bardziej równomierna w całym przekroju. Własności na rozciąganie i granica plastyczności są podobne jak dla NAK i P-20. Mimo, że stal PX5 jest ulepszona, to po obróbce mechanicznej nie ulega deformacjom wymiarowym. Można ja obrabiać na wymiar bez konieczności wyżarzania przed obróbką wykańczającą. Mniejsza w porównaniu z NAK twardość PX5 rekompensowana jest wyższą udarnością. Dla PX5 jest to 60% więcej niż dla P-20. Unikalna własnością stali PX5 jest jej doskonała spawalność. Spawanie tej stali nie wymaga ani wstępnego nagrzania, ani dogrzewania, co wpływa na skróceniu czasu spawania i na zmniejszenie kosztów. Zwiększenie twardości w obszarze rozgrzanym w trakcie spawania jest bardzo niewielkie, a odkształcenie minimalne. Dzięki temu czas i koszt naprawy są niewielkie. W miejscu spawania można nakładać fakturę lub polerować bez widocznej różnicy na powierzchni.

Koszt stali PX5 jest ok. dwukrotnie większy niż P-20. Jednakże koszt stali to tylko 5-10% całkowitych kosztów formy, więc oszczędności wynikające z krótkiego czasu obróbki i lepszej spawalności rekompensują tę różnice z nawiązką.

Porównanie własności omawianych stali

Typ stali Wytrzymałość na rozciąganie (kG/mm2) Granica plastyczności (kG/mm2) Twardość (HRC) Udarność Charpy'ego (kG/mm2)
PX5 100 88 32 8
NAK 80 128 103 40 2
P-20 (1.2311) 100 88 32 5
AISI 4140 95 75 25 5


Liczba wyświetleń tego artykułu: 14891

Artykuł pochodzi ze strony: www.Narzedziownie.pl
© 2005 - Galactica Sp.j.