Общие способы обработки поверхности инструментов для литья под давлением и как выбрать правильный

Процесс литья под давлением довольно сложен. Он включает в себя несколько различных частей, работающих вместе для производства пластикового продукта. Тем не менее, одна часть, которая выделяется, — это сама форма, куда впрыскивается расплавленный пластик, чтобы сформировать фиксированную и желаемую форму пластикового изделия. Пресс-форма, безусловно, является одной из наиболее важных функциональных частей литья под давлением, но также и одной из самых дорогих. Повреждение плесени представляет собой значительное финансовое обязательство. К счастью, этого обязательства можно избежать. Как? Путем надлежащей обработки плесени. Здесь мы рассмотрим некоторые способы обработки поверхности инструментов для литья под давлением.

Почему важна обработка литьевых форм?

Пожалуй, самый простой ответ на этот вопрос — экономия средств. Это имеет смысл, если учесть, сколько стоят пресс-формы. Одна форма может стоить сотни тысяч долларов, и это только стоимость ее покупки. Этих затрат можно и нужно избежать, и одним из способов достижения этого является обработка поверхности инструмента для литья под давлением.

Формы вовсе не слабые, как правило, из закаленной стали. Однако процесс впрыскивания расплавленных смол при высоких температурах и давлениях в конечном итоге скажется на пресс-формах для литья под давлением. Многие из термопластичных материалов, используемых сегодня, также являются абразивными и вызывают истирание и трение поверхностей пресс-формы после многих циклов впрыска. Также существует риск коррозии и усталости после продолжительного использования.

Хотя конечным результатом обычно является повреждение формовочного инструмента, качество работы форм, подверженных коррозии, трению, износу и истиранию, обычно ниже требуемого. Течение формы также может пострадать без надлежащей обработки формы. Все это может оттолкнуть клиентов, а вернуть их обратно обычно сложно, даже после замены пресс-формы. Это еще раз подчеркивает, почему производители литья под давлением должны быть обучены обработке пресс-форм и различным инструментам для отделки пресс-форм.

Типы обработки поверхности инструментов для литья пластмасс под давлением

Сталь твердая, да. Но достаточно ли сложно защитить формы для литья под давлением от износа после длительного воздействия расплавленной смолы высокой температуры и давления? Нет, не совсем. Различные виды обработки поверхности могут обеспечить столь необходимую дополнительную защиту. Ниже мы кратко рассмотрим некоторые из них.

Покрытие

Покрытие является одним из самых распространенных решений проблем износа и истирания пресс-формы. Существует два основных вида гальванического покрытия – электролитическое и химическое. Разница между ними заключается в наличии или отсутствии электрического тока. Для электролитического покрытия требуется электрический ток, а для химического покрытия — нет.

Хромирование и химическое никелирование являются двумя наиболее распространенными формами покрытия пресс-форм. Хромирование включает гальваническое покрытие тонкого слоя хрома на форме. Продукт хромирования – хром. В отличие от никелирования, хромирование требует использования конформного анода, который входит в полость формы. Это означает, что хромирование займет больше времени, особенно для детализированных форм, и, как следствие, может стоить дороже. Другим недостатком здесь является то, что слишком долгое хромирование может препятствовать однородному покрытию, особенно в детализированных формах. Текстура поверхности пресс-формы тверже с хромом, что делает их более устойчивыми к ржавчине. Хромирование обычно гладкое и очень функциональное.

Химическое никелирование является одним из наиболее универсальных способов обработки поверхности пресс-форм для литья под давлением. Химическое покрытие основано на химических реакциях, а не на электрическом токе. Он обеспечивает защиту от коррозии, проблем со смазкой, истирания и даже химического воздействия. Эта форма покрытия не требует анода, что предполагает более равномерное покрытие, чем хромирование. Черный никель – один из наиболее узнаваемых способов химического никелирования.

Будь то хром или никель, покрытие гарантирует долговечность. Обработка пресс-формы гальванопокрытием гарантирует, что пресс-формы выдержат большее количество циклов впрыска без ущерба для качества продукции.

Азотирование

Азотирование представляет собой термохимический диффузионный процесс. Наряду с науглероживанием, эта форма обработки формы является наиболее распространенной практикой термообработки. Этот процесс обеспечивает диффузию атомов азота в поверхность формы при низких температурах без изменения фазовой структуры поверхности формы. Отсутствие фазового перехода означает минимальную деформацию стали литейной формы.

Существуют различные формы азотирования, в том числе ионное азотирование, пакетное азотирование, азотирование в соляной ванне и газовое азотирование, все с одной и той же целью улучшить текстуру поверхности литья и повысить производительность.

Для этого процесса детали пресс-формы подвергаются воздействию активного азота при температуре от 925 до 985°F. Надлежащий контроль температуры имеет решающее значение для процесса азотирования для минимальной деформации стали. Кроме того, компоненты пресс-формы для литья под давлением, обработанные с помощью азотирования, обычно снимают напряжение перед окончательной обработкой, чтобы обеспечить незначительные изменения размера.

С течением времени процесс азотирования был разработан и улучшен от традиционных методов газового азотирования до более контролируемого азотирования с использованием компьютера для управления параметрами азотирования.

Азотирование приводит к образованию твердой оболочки формы, но детали, которые должны оставаться мягкими, могут быть замаскированы в процессе азотирования. Жесткий корпус пресс-формы сделает его устойчивым к износу и истиранию.

Науглероживание

Другой метод обработки пресс-формы, который требует тепла, — это науглероживание. Этот процесс аналогичен азотированию. Основное отличие заключается в диффузии атомов углерода на поверхность компонентов пресс-формы при обработке, а не атомов азота при азотировании.

Науглероживание часто приводит к получению износостойких и прочных форм. Этот процесс влечет за собой нагрев компонентов формы для литья под давлением в шахтной печи. Затем вводят науглероживающие газы, чтобы обеспечить диффузию на поверхность формы.

Как и в случае с азотированием, существуют различные формы процессов науглероживания, включая газовое науглероживание, вакуумное науглероживание, импульсно-плазменное науглероживание и высокотемпературное науглероживание.

Науглероживание является лучшей обработкой поверхности инструмента для литья под давлением, чем азотирование, для более тяжелых и более нагруженных компонентов пресс-формы, таких как большие шестерни и подшипники. В отличие от азотирования, цементация требует последующей термической обработки. Это связано с заметно более высокой температурой науглероживания, при которой происходит науглероживание.

Покрытие PVD

PVD — это аббревиатура от Physical Vapor Deposition. Этот тип обработки пресс-формы, также известный как тонкопленочное покрытие, представляет собой процесс, при котором твердый материал, известный как источник, испаряется в вакууме и осаждается на поверхности компонента пресс-формы. Источником обычно является керамический или металлический стержень.

Наиболее распространенными процессами покрытия PVD являются испарение и напыление. При испарении в процессе используется катодная дуга или источник электронного луча. С другой стороны, распыление предполагает использование источников с магнитным усилением.

Принцип этого процесса заключается в формировании поверхностей пресс-формы с высокой плотностью за счет бомбардировки компонента пресс-формы энергичными положительно заряженными ионами. Исходный материал распыляется в плазме, образуя прочные связи с поверхностью формы, образуя тонкий клейкий слой.

Также возможно создавать сложные составы покрытий путем введения реактивных газов, таких как кислород и азот, в вакуумную камеру во время бомбардировки.

Покрытие PVD поможет повысить прочность формы. Поскольку сформированные слои также очень тонкие, покрытие мало влияет на окончательные размеры компонентов пресс-формы. Обработка поверхности инструмента для литья под давлением методом PVD на сегодняшний день является одной из наиболее приемлемых в отрасли; однако его используют только для материалов, которые могут выдерживать очень высокие температуры, связанные с этим процессом. Этот процесс также не идеален для очень детализированных форм с большим количеством скрытых частей.

Покрытие PVD может быть функциональным или декоративным, в зависимости от того, делается ли акцент на улучшении общих характеристик или улучшении эстетики соответственно. Нитрид титана (TiN) является примером функционального PVD-покрытия, а пленка на основе Zr — примером декоративного PVD-покрытия.

ХОПФ-покрытие

CVD — это аббревиатура от Chemical Vapor Deposition. Принцип, лежащий в основе этого покрытия, аналогичен PVD-покрытию, с основным отличием в использовании химической реакции для получения тонкой пленки, которая покрывает форму при покрытии CVD.

Процесс покрытия CVD обычно осуществляется в реакторе CVD. Одной из проблем с покрытием PVD является высокая температура, при которой оно выполняется; ну, покрытие CVD выполняется при еще более высоких температурах (около 1925F). Это, как вы понимаете, ограничивает эту обработку пресс-формы компонентами, которые могут выдерживать повышенные температуры.

Тонкая пленка, образующаяся в этом процессе нанесения покрытия, возникает из-за реакций между газовыми фазами и горячей поверхностью формы в реакторах.

Как и PVD, покрытие CVD обеспечивает прочную форму, стойкость к износу и истиранию. Образующаяся пленка также очень тонкая, обычно в диапазоне нанометров, что гарантирует незначительное изменение конечных размеров формы.

Покрытие CVD полезно для широкого спектра компонентов пресс-формы, особенно для тех, которые требуют большого скольжения. Однако из-за того, что этот процесс зависит от газа, маскировка некоторых областей может быть затруднена или даже невозможна.

Примечательно, что многие из этих процессов должным образом учитываются при экспресс-инструментальной обработке. И вы можете найти лучшие услуги по быстрому инструментированию в RapidDirect.

Соображения по обработке плесени

Есть несколько факторов, которые следует учитывать перед применением различных инструментов для отделки пресс-форм. Вот некоторые из них.

<ол тип="1">

Тип компонента пресс-формы или детали, которые подвергаются процессу обработки пресс-формы, должны быть тщательно изучены. Не просто выберите какой-либо инструмент для отделки пресс-форм. Вместо этого следует учитывать термостойкость компонента пресс-формы, поскольку разные процессы будут иметь разное тепловое воздействие на поверхность пресс-формы. Кроме того, в игру должна вступить свобода действий, которую вы можете себе позволить при изменении окончательных размеров. Для некоторых компонентов пресс-формы требуется очень тонкая пленка, в то время как для других можно использовать относительно толстые покрытия.

Еще одним важным фактором, который следует учитывать, является цена на обработку плесени. Лучшие процессы обычно стоят дороже, но бывают случаи, когда более экономичным является использование более дешевых вариантов, особенно когда пресс-форма для литья под давлением предназначена только для спорадического использования.

Вы также должны убедиться в совместимости процесса с вашей пресс-формой. Например, некоторые процессы допускают маскировку; другие нет. Таким образом, если маскирование некоторых компонентов плесени необходимо для обработки плесени, вам следует выбрать процессы, допускающие маскирование. Тот же принцип применяется к однородности покрытия.

Услуги по литью под давлением RapidDirect

В RapidDirect мы обладаем огромным опытом в разработке и обработке пресс-форм для литья под давлением. Наша команда экспертов доступна и готова помочь вам со всеми вашими проблемами с пресс-формами для литья под давлением. Есть больше. Мы предлагаем услуги формования самого высокого качества, гарантируя, что вам не придется беспокоиться о правильной обработке поверхности, и при этом максимально увеличить потенциал и срок службы ваших компонентов пресс-формы.