فولادقالب پلاستیک

حمیدرضا طاهری جم
تاریخ: 1397/07/20
زمان مورد نیاز برای مطالعه: ۳ دقیقه
گالوانیزه

برای ساخت فولاد قالب پلاستیک باید در انتخاب عناصر آلیاژی آن، دقت و توجه بسیاری داشته باشیم.
زیرا هزینه های تولید قالب پلاستیک به طور غیر مستقیم به فولاد وابسته است.

میتوان در صنعت آهنگری فرآیندقالب گیری را یکی از کهن ترین فرآیندهای آهنگری دانست که از ادوار گذشته برای ساخت سرنیزه ،سلاح ، وسایل کشاورزی از این روش یا همان قالب گیری بود استفاده میشد.

جالب است بدانید در زمان معاصر وحال نیز متدول ترین فرآیند آهنگیری همچنان قالب گیری است علتش نیز طبق معول پایین بودن هزینه این روش نسبت به روش های دیگر میباشدهرچند فرآیند قالب گیری زمان بسیار کمی میبرد.

که همانطور که مستحضر هستیند در این مقاله قالب گیری به روش قالب پلاستیک مدنظر ما میباشد.

در دنیای کنونی تقریبا هرچیزی که ما از آن استفاده میکنیم بخشی از آن از پلاستیک است مثل لپ تاپ ،گوشی ،یخچال و…. این قظعات همچون لپ تاپ از طریق تزریق پلاستیک درون فولاد قالب پلاستیک ساخته میشوند یعنی اینکه ما با توجه به ابعاد مورد نظرمون فولادقالب پلاستیک خود را سفارش داده و تراشکار فولادقالب پلاستیک خریداری شده از مارا به شکل قالبی که قرار است در آن پلاستیک تزریق شود در میاورد.

مزایای فولاد قالب پلاستیک:

۱-زمان کوتاه                ۲-هزینه پایین               ۳-ضایعات کم                  ۴-کیفیت بالا                   ۵-تولیدآسان                 ۶-تکنولوژی ارزان و ساده  

فولادقالب پلاستیکی به چهار دسته تقسیم میشوند که عبارتنداز:

۱-فولادقالب پلاستیک پیش سخت شده                                                                                          ۲-فولادقالب پلاسنیک آنیل

۳-فولاد قالب پلاستیک پیرسخت شونده                                                                                          ۴-فولادقالب پلاستیک پیش سخت شونده

مشخصات فولادقالب پلاستیک: 

ذارای سطح صیقلی و سطحی صاف و بدون هیچگونه درز ،ترک در این نوع فولاد میباشداین نوع فولاد برای پولیش بسیار مناسب است.

زمان در پروسه تولید محصولات صنعتی بسیار اهمیت دارد فولاد قالب پلاستیک به علت نداشتن درز و ترک زمان ساختش بسیار کوتاه است.

فولاد قالب پلاستیک دارای سختی بالایی نیز هستند.

البته به علت سطح صاف و صیقلی بودن زمان تراشکاری و تراشش نسبتا زیاد است علت این موضوع هم این است که این فولاد هر چقدر به عمق پایین تری ورود میکنیم دارای سختی کمتری میشود سطح فولادقالب پلاستیک آنیل و سخت تر از قسمت های دیگرش میباشد.

از مزایای این نوع فولاد برای دمای بالا و ساییدگی مدام مناسب نیست.

قیمت فولادقالب پلاستیک:

میزان قیمت فولاد قالب پلاستیک به میزان استفاده شده از مولییدن و کروم و دیگر آلیاژ مورد استفاده شده در آن بستگی دارد.

که این آلیاژ باتوجه به میزان سایش موادی که قرار است در فولاد تزریق شود بستگی دارد.

مهمترین مدل فولادقالب پلاستیک مدلp20 است که بسیار شبیه فولادxx41 می باشد که در ساخت فضاپیما از آن استفاده میشود

خصوصیات فولاد p20:

صافی سطح ، گرین کاری ، خورنده بودن ، تیراژ تولید (صنعتی بودن)

در فولادp20 پدیده کوئیچ کردن بعد از دمای۸۳۰درجه رخ میدهد و در ۷۸۰۰درجه نیز ذوب میشود.و چکش خوار نیز میباشد.

که این نوع فولاد دارای سختیHRC50 میباشد که اگر نیتریدی کنیم این سختی بهHRC60 افزایش پیدا میکند و اگر یک لایه۰٫۴mm کروم روی p20 بکشیم از ترد شدن با هیدروژن نیز جلوگیری خواهد شد.

 اگر در انتخاب عناصر آلیاژی به کار رفته در فولاد سهل انگاری و اشتباه کنیم جدا از اینکه باید هزینه های بیشتری صرف کنیم، در کیفیت و میزان عمر فولاد قالب پلاستیک نیز تاثیردارد.
قطعاتی که در ساخت فولاد قالب پلاستیک استفاده می شوند دارای ویژگی ها و خصوصیاتی هستند که در ذیل به آن ها اشاره شده است:
۱٫ خورنده بودن یا ساینده بودن جنس قطعه
۲٫ تیراژ تولیدی
۳٫ صافی سطح
۴٫ زمان ساخت
۵٫ گرین کاری
۶٫ دقت ابعادی

فولادهای قالب پلاستیک

فولادهای قالب پلاستیک

فولاد ها به یازده قسم تبدیل میشوند  که عبارتند از:
۱)عملیات حرارت پذیر
۲)سخت شونده سطحی
۳)ابزاری گرمکار
۴)ابزاری سردکار
۵)ابزاری کربنی
۶)قالب پلاستیک
۷)تندبر
۸)زنگ نزن
۹)فنر
۱۰)مقاومت به حرارت
۱۱)بلبرینگ
حال به تشریح و بررسی انواع مدل فولاد قالب پلاستیک که در ذیل به آن ها اشاره شده می پردازیم:
۱٫۲۳۱۶ ،  ۱٫۲۳۱۲ ،  ۱٫۲۳۱۱

فولادقالب پلاستیک ۱٫۲۳۱۱ :

اولین نوع از فولادهای قالب پلاستیک مدل(۱٫۲۳۱۱) می باشد که حائز اهمیت است.وبانماد ((CrMnMo740)) نمایش داده می شود.عنصرکربن به میزان۰٫۴۰ درصد عنصرسیلیسیوم ۰٫۳۰ درصد به بالا عنصر منگنز۱٫۴۵ درصد عنصر کروم ۱٫۹۵ درصد به بالا و عنصر مولیبدن۰٫۲۰ درصد  به آهن اضافه می شوند و همچنین دارای چگالی ۷٫۸۵ می باشد.

فولادقالب پلاستیک ۱٫۲۳۱۲:

نوع دوم از فولادهای قالب پلاستیک که از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد، مدل (۱٫۲۳۱۲) است .که بانماد ((۴۰CrMnMoS8-6))  نمایش داده می شود که عنصرکربن به میزان۰٫۴۰ درصد عنصرسیلیسیوم ۰٫۴۰ درصد به بالا عنصر منگنز۱٫۵۰ درصد عنصر کروم ۱٫۹۰ درصد به بالا و عنصر مولیبدن۰٫۲۰ درصد به بالا به آهن اضافه می شوند و دارای چگالی ۷٫۸۵ می باشد. 

فولادقالب پلاستیک ۱٫۲۳۱۶:

سومین نوع از فولادهای قالب پلاستیک مدل (۱٫۲۳۱۶) می باشد. و بانماد ((X36CrMo17)) نمایش داده می شود که عنصرکربن به میزان۰٫۴۲ درصد عنصرسیلیسیوم ۱٫۰۰درصد به بالا عنصر منگنز۱٫۰۰ درصد به بالا عنصر کروم ۱۶٫۰۰ درصد عنصر مولیبدن۱٫۱۵ درصد وعنصر نیکل۱٫۰۰درصد به بالا به آهن اضافه می شوند و همچنین دارای چگالی ۷٫۸۵ می باشد. 

 

 

 

فولادهای قالب پلاستیک

فولادهای قالب پلاستیک

otherMoCrMnSiCفولاد
۱۲٫۵ – ۱۳٫۵Max 1.0Max 1.0۰٫۳۸ -۰٫۴۵۱٫۲۰۸۳
۱۲٫۵ – ۱۴٫۰Max 1.0Max 1.0۰٫۲۸ -۰٫۳۵۱٫۴۰۲۸
۰٫۶۰۱۴٫۳۰٫۴۰۰٫۷۰۰٫۴۰M310

IsoPlast

۱۳٫۰۰٫۳۰۰٫۳۰۰٫۳۰M330

VAR

۱۳٫۵۰٫۳۰۰٫۳۰۰٫۲۰M333

IsoPlast

قالب های فولادهای قالب پلاستیک برای تزریق پلاستیک دومدل هستند :

۱-قالب های ترموست ها                                                              ۲-قالب ترموپلاست

قالب گیری بروش ترموست :

مواد پلاستیکی بصورت خمیر یا دانه های ریز وارد قالب فولادی  می شوند که در ابتدا این قالب سرد بوده و مواد تزریق شده نیز سرد هستند در روش ترموست، پس از تزریق مواد به قالب (فولاد پلاستیکی) ،قالب را حرارت می دهیم که این عمل موجب میشود تا مواد داخل آن ذوب شوند که این دما ۱۷۰ درجه سلسیوس  میرسد سپس قالب سرد میشوند و مواد داخل قالب به شکل قالب میشوند.

که این حالت به سه روش رخ میدهند:

۱-انتقالی                                      ۲-تحت فشار                                                  ۳-تحت فشار پیستون

قالب گیری به روش ترموپلاست :

در این روش ماده ابتدا ذوب شده سپس به قالب تزریق می شود تا بدنه قالب را پر کند سپس سرد شده و ماده پلاستیکی حالت قالب را میگیرد.

که این حالت به سه روش رخ میدهند:

۱-انتقالی                                      ۲-تحت فشار                                                  ۳-تحت فشار پیستون

 

استحکام / سختیDINفولاد BOHLERخصوصیات مورد نیازابزار
۱۰۰۰ N/mm2۱٫۲۳۱۲M200عدم نیاز به عملیات حرارتی – قابلیت پولیش کاری خوب – قابلیت ماشین کاری خوب – استحکام بالا – تافنس بالاقالب – الحاقات و تجهیزات قالب
۱۰۰۰ N/mm2۱٫۲۷۳۸M238
۴۰ HRc۱٫۲۷۳۸M238

(HIGH HARD)

۱۰۰۰ N/mm2۱٫۲۳۱۲M200قابلیت ماشینکاری خوبحلقه ی راهنما – صفحه ی بالا رونده – صفحه ی انژکتور – پین انژکتور – صفحه ی نگهدارنده
۱۰۰۰ N/mm2۱٫۲۷۳۸M238
۴۰ HRc۱٫۲۷۳۸M238

(HIGH HARD)

 

استحکام / سختی تقریبیفولاد
سختی سطحی ۶۰ HRC – استحکام مرکزی ۱۱۰۰ N/mm2۱٫۲۱۶۲
۱۰۰۰ N/mm2۱٫۲۳۱۱
۱۱۰۰ N/mm2۱٫۲۳۱۱
۵۶ HRC۱٫۲۰۸۳
۵۲ HRC۱٫۲۷۶۷
۵۰ HRC۱٫۲۳۴۴
۶۰ HRC۱٫۲۳۷۹
۶۰ HRC۱٫۲۸۴۲
۵۶ HRC۱٫۲۷۰۹

کمی اطلاعات جامع در مورد فروش قالب پلاستیک در بازار تهران:

فولاد mo40 از مهمترین فولادهای قالب پلاستیک است که بصورت گردی و ورق موجود است

فولادMO40

فولاد۱٫۷۲۲۵ که با نام تجاری MO40بکار میرود که یک نوع فولاد قالب پلاستیک محسوب می شود البته در بین فولادهای قالب پلاستیک از همه فولادها دیگر مهم تر است  و دارای ترکیب شیمیایی crmo4 است.

دمای آنیل فولاد قالب پلاستیک mo40را در دمای ۸۰۰ الی ۸۵۰ سانتیگراد حرارت می دهند سپس فولاد را در جای دیگری خنک میکنند

دمای یکنواخت سازی فولاد قالب پلاستیک mo40، بین ۸۷۵-۹۰۰درجه سانتیگراد میباشد در این دما فولاد را حرارات میدهیم سپس به مدت ۲۰دقیقه در آب خنک میکنیم سپس در هوای آزاد خنک میکنیم در صورتی که یکنواخت سازی فولاد بصورت کامل انجام نشده بود مجددد فولاد را در دمای ۵۵۰-۷۰۰درجه سانتیگراد حرارت میدهیم تا یکدست حرارت ببیند  سپس یک ساعت فولاد را خیس میکنیم  وبعدش در هوا خنک میکنیم نتیجه عمل یکنواخت سازی یکدست شدن تمام سطح فولاد مورد نظرمان می شود.

این فولاد در کشورهای مختلف عبارتنداز:

۱-آلمان(استانداردDIN):که ۱٫۷۲۲۵

۲-سوئد:۴۲CRMO4

۳-آمریکا(استانداردAISA):که۴۱۴۰

مشخصات مکانیکی و خواص فولاد mo40 (فولاد AISI 4140)

خاصیت مکانیکیمقدار
توان بازدهی۴۱۵MPa
توان کششی۶۵۵MPa
ضریب توده۱۴۰GPa
ضریب برش۸۰GPa
ضریب الاستیک۱۹۰-۲۱۰MPa
نسبت پویسون۰/۲۷-۰/۳۰
کشیدگی تا شکست۲۵/۷۰%
سختی، برینل۱۹۷
سختی، راکوِل B۹۲
سختی ، نوپ۲۱۹
سختی، راکوِل C۱۳
قابلیت ماشینکاری۶۵
سختی، ویکرز۲۰۷

هستند.

فولاد mo40بسته به میزان سختی در دمای ۲۰۵تا۶۴۹ درجه سانتیگراد تمپر میشود تمپر در دمای پایین فولاد باعث افزایش سختی می شود برای نمونه ۳۱۶درجه سانتیگراد تمپر می شود استحکام کششی آن ۲۲۵ksiمیباشد حال اگر ۵۳۸ درجه تمپر می  شود استحکام ۱۳۰ksi می رسد .

جوشکاری این نوع فولاد با تمامی روش ها ممکن است ولی اگر در شرایط عملیاتعملیات حرارتی جوش داده شود ویژگی مکانیکی دچار ضعف می شود بنابراین عملیات حرارتی دچار مشکل میشود.

کاربرد:

۱-غلتکهای  صنایع سیمان                              ۲-غلتکهای صنایع فولاد                         ۳-شاتون                  ۴-چرخ دنده                       ۵-دارف پینیونها

۶-محور خودرو                                              ۷-دنده فرمان                                      ۸-پیچ های مقاوم       ۹-میله های اتصال             ۱۱-چکش آسیاب کلینگر

۱۲-ظروف تحت فشار                                     ۱۳-سازه هوایی

شاتون

شاتون

 

توربین

توربین

غلتکهای  صنایع سیمان 

غلتکهای  صنایع سیمان

صنایع هوایی

صنایع هوایی

استانداردهای عمومی فولاد mo40

BS EN 10250Material No.DINASTM A29JIS G4105BS 970-3-1991BS 970-1955AS 1444AFNOR
۴۲CrMo4۱٫۷۲۲۵۳۸HM۴۱۴۰SCM440۷۰۸M40EN19A۴۱۴۰۴۲CD4

 

 

MO40

MO40