Como escolher os materiais do molde?

Os materiais de molde tradicionais são divididos em materiais de molde de trabalho a frio, materiais de molde de trabalho a quente e materiais de molde de plástico. A seleção dos materiais do molde deve atender aos requisitos de resistência ao desgaste, tenacidade, desempenho de fratura por fadiga, desempenho em alta temperatura, resistência à corrosão e resistência à fadiga por frio e calor. O desempenho do processo deve atender aos requisitos de forjabilidade, grande quantidade de corte, baixa perda de ferramenta, baixa rugosidade da superfície usinada, sensibilidade à oxidação e descarbonetação, capacidade de moagem e requisitos econômicos.

Na produção industrial moderna, o molde é o principal equipamento básico do processo. O material e a tecnologia de preparação do molde são a chave para garantir a alta qualidade e longa vida útil do produto moldado. A seleção dos materiais do molde deve ser feita com base nas condições específicas de trabalho do molde e no desempenho dos materiais.

Os moldes são amplamente utilizados em automóveis, aeronaves, produtos mecânicos e elétricos, eletrodomésticos, produtos plásticos e outras indústrias. O tipo de material do molde é um dos fatores importantes que afetam a vida útil do molde.

Condições de trabalho do molde

1. A escolha do material do molde varia de acordo com as diferentes condições de trabalho.

(1) Durante o processo de trabalho do molde, os requisitos para a tenacidade do material mudam com a força de impacto a que está sujeito, e os requisitos para a resistência do material mudam com a capacidade de carga necessária.

(2) Matriz de trabalho a quente e matriz de trabalho a frio.

A matriz de trabalho a quente é afetada principalmente pela alta temperatura e estresse térmico durante o processo de trabalho. Portanto, o material das matrizes para trabalho a quente precisa de boa resistência à fadiga e estabilidade térmica, e o aço apropriado para matrizes para trabalho a quente é geralmente selecionado de acordo com a temperatura real de trabalho.

A matriz de trabalho a frio é afetada principalmente pela força de impacto e força de atrito durante o processo de trabalho. Portanto, a matriz para trabalho a frio requer boa resistência, dureza e tenacidade, e o aço da matriz para trabalho a frio é geralmente usado como material principal.

2. Em geral, a seleção dos materiais do molde precisa atender aos seguintes requisitos:

(1) Resistência ao desgaste. Quando a peça em bruto é deformada plasticamente na cavidade da matriz de estampagem de precisão, ela flui e desliza ao longo da superfície da cavidade, causando atrito severo entre a superfície da cavidade e a peça em bruto, o que faz com que a matriz falhe devido ao desgaste. Portanto, a resistência ao desgaste do material é uma das propriedades mais básicas e importantes do molde.

A dureza é o principal fator que afeta a resistência ao desgaste. Em geral, quanto maior a dureza das peças do molde, menor a quantidade de desgaste e melhor a resistência ao desgaste. Além disso, a resistência ao desgaste também está relacionada ao tipo, quantidade, forma, tamanho e distribuição dos carbonetos no material.

(2) Resistência forte. A maioria das condições de trabalho das matrizes de estampagem de precisão são muito ruins, e algumas geralmente suportam grandes cargas de impacto, resultando em fraturas frágeis. Portanto, maior resistência e tenacidade são necessárias.

A tenacidade do molde depende principalmente do teor de carbono, tamanho de grão e estado organizacional.

(3) Desempenho de fratura por fadiga. Durante o processo de trabalho de moldes de precisão, a fratura por fadiga é frequentemente causada pela ação de longo prazo do estresse cíclico. Suas formas incluem fratura por fadiga de impacto múltiplo de baixa energia, fratura por fadiga de tração, fratura por fadiga de contato e fratura por fadiga de flexão.

O desempenho da fratura por fadiga do molde depende principalmente de sua resistência, tenacidade, dureza e do conteúdo de inclusões no material.

(4) Desempenho de alta temperatura. Quando a temperatura de trabalho do molde de precisão é alta, a dureza e a resistência diminuem, resultando em desgaste precoce do molde ou deformação plástica e falha. Porque o material do molde deve ter alta estabilidade anti-têmpera, para garantir que o molde tenha alta dureza e resistência à temperatura de trabalho.

(5) Resistência à fadiga por calor e frio. Alguns moldes de precisão estão em estado de aquecimento e resfriamento repetidos durante o processo de trabalho, causando rachaduras e descamação da superfície, aumentando o atrito, dificultando a deformação plástica e reduzindo a precisão dimensional, resultando em falha do molde. A fadiga a quente e a frio é uma das principais formas de falha de matrizes de trabalho a quente, e tais matrizes devem ter alta resistência à fadiga por frio e calor.

(6) Resistência à corrosão. Quando alguns moldes de precisão, como moldes de plástico, estão funcionando, devido à presença de cloro, flúor e outros elementos no plástico, gases corrosivos fortes são decompostos após o aquecimento, o que corrói a superfície da cavidade do molde, aumenta sua rugosidade superficial e agrava a falha de desgaste.

Fatores estruturais do molde

Diferentes estruturas de molde também têm requisitos diferentes para materiais de molde. De acordo com as diferenças nas estruturas do molde, diferentes materiais podem ser selecionados de acordo com os seguintes métodos:

(1) Quanto maiores forem os requisitos de precisão do molde, menor será a deformação durante o processamento. Portanto, é necessário selecionar materiais de molde com diferentes tamanhos de deformação de acordo com a precisão de usinagem específica.

(2) Durante o processo de tratamento térmico do molde, a uniformidade das taxas de aquecimento e resfriamento é afetada pela área da seção transversal. Quando a área da seção transversal é maior, a uniformidade é pior. Nesta condição, é necessário selecionar materiais com melhor condutividade térmica e temperabilidade para garantir a uniformidade das propriedades da seção transversal.

(3) Se a forma do molde for relativamente simples e fácil de ser processada e formada, o aço carbono ferramenta de baixo custo pode ser selecionado como o material principal. Se a forma do molde for complexa, é provável que ocorra tensão concentrada em alguns locais. Portanto, é necessário selecionar materiais de liga de alto desempenho e processá-los com um método de têmpera razoável.

Desempenho do processo do material do molde

A capacidade de fabricação do material do molde afeta diretamente o custo de fabricação, o desempenho e a vida útil do molde.

(1) Desempenho de forjamento. Normalmente, a maioria das matrizes de trabalho a quente são formadas por forjamento. Espera-se que o material tenha baixa resistência à deformação e boa conformabilidade dentro da faixa de temperatura de forjamento.

(2) Processabilidade do tratamento térmico. Deseja-se que o processo de tratamento térmico do material seja bom, incluindo alta temperabilidade. Para matrizes de forjamento de tamanho maior, a alta temperabilidade pode tornar as propriedades mecânicas basicamente uniformes em toda a seção. Também é conveniente usar um meio de resfriamento mais moderado para têmpera para evitar ou reduzir a tendência de rachaduras e distorções. Além disso, é desejável que o material tenha uma pequena tendência à descarbonetação oxidativa e crescimento de grãos durante o tratamento térmico e que a distorção do tratamento térmico seja pequena.

(3) Boa formabilidade. A maioria das cavidades ou acessórios do molde precisam ser formados por corte ou EDM, portanto, o material deve ter um bom desempenho de torneamento, fresamento, retificação e EDM. O material do molde deve atender aos requisitos de grande quantidade de corte e baixa perda de ferramenta. Além disso, o material também precisa ter certa soldabilidade para facilitar o reparo.

(4) Após a têmpera, tem uma dureza superficial uniforme, mas relativamente alta.

(5) Sensibilidade à oxidação e descarbonetação. O aquecimento de alta temperatura requer um bom desempenho anti-oxidação, descarbonetação lenta, insensibilidade ao meio de aquecimento e não é fácil produzir pites.

(6) Mobilidade . Rachaduras e abrasões não são fáceis de ocorrer.

(7) Tendência de rachaduras por deformação de têmpera. Insensível à temperatura de têmpera e formato da peça, e baixa sensibilidade à fissuração por têmpera convencional.

(8) A seleção dos materiais do molde também deve atender aos requisitos econômicos.



A seleção de materiais de molde precisa considerar muitos fatores, JTR pode considerar de forma abrangente de acordo com os requisitos específicos dos clientes e fazer sugestões profissionais. A JTR pode fornecer serviços profissionais e econômicos, desde o design do molde até a produção do molde . Clientes de todo o mundo são bem-vindos para entrar em contato conosco.