Meistosuulakkeissa käytetään erilaisia metallisia ja ei--metallimateriaaleja, kuten hiiliteräs, seosteräs, valurauta, valuteräs, kovametalli, matalan-sulamispisteen-seokset, sinkki-pohjaiset seokset, alumiinipronssi, synteettiset hartsit, polyuretaani muovi, laminoitu puu. Muottivalmistuksessa käytetyt materiaalit vaativat suurta kovuutta, suurta lujuutta, suurta kulutuskestävyyttä, sopivaa sitkeyttä, korkeaa karkenevuutta ja minimaalista tai ei lainkaan muodonmuutosta lämpökäsittelyn aikana sekä kestävyyttä murtumista vastaan karkaisun aikana. Ymmärrämme ensin, minkä tyyppisiä materiaaleja käytetään leimaamalla. Meistosuulakkeiden valmistuksessa käytettyjä materiaaleja ovat muun muassa teräs, sementoitu karbidi, teräs-sidottu sementoitu kovametalli, sinkki-pohjaiset seokset, matalan-sulamispisteen-seokset, alumiinipronssi ja polymeerimateriaalit. Tällä hetkellä teräs on ensisijainen materiaali, jota käytetään leimausmuotin valmistuksessa. Yleisesti käytettyjä materiaaleja stanssausosiin ovat: hiilityökaluteräs, niukka-seostettu työkaluteräs, runsas-hiilinen-kromi- tai keski{16}}kromiteräs, keski-hiiliseosteräs, nopea{18}}nopeusteräs, perusteräs ja sementoitu karbidi}}, {{1}sementoitu karbidi}, teräs jne.
Muottimateriaalien suorituskykyvaatimukset vaihtelevat työolosuhteiden mukaan. Yleisesti käytettyjä materiaaleja ovat kylmäpuristusmuotit ja aihiot, joita käytetään pääasiassa erilaisten ohutlevyjen leimaamiseen ja muotoiluun. Niiden leikkuureunat altistuvat voimakkaalle kitkalle ja iskuille käytön aikana. Niillä tulee olla korkea kulutuskestävyys, iskunkestävyys ja väsymismurtolujuus. Esimerkkejä ovat Cr12MoV, Cr12, SKD11, T10A, W18Cr4V ja 6-5-4-2. Suulakepuristusmuotteja käytetään pääasiassa muodonmuutoksen muodostamiseen. Käytön aikana meistiin kohdistuu valtava painetta, kun taas meistissä on valtava jännitys. Ontelossa olevan metallin voimakkaan virtauksen vuoksi meistin ja muotin työpinnat altistuvat voimakkaalle kitkalle, mikä saa muotin pinnan lämpötilan nousemaan 200-300 astetta. Niillä tulee olla korkea muodonmuutoskestävyys, kulutuskestävyys ja murtumiskestävyys sekä korkea karkaisun kestävyys. Vetomuotteja, kuten H13, 3Cr2W8V, 40Cr, 38CrMoAl ja 5CrNiMo, käytetään pääasiassa ohutlevyn syvävetoon tietyllä plastisuusasteella. Käyttöjännitys ei ole suuri, mutta muotin sisääntuloon kohdistuu voimakasta kitkaa. Korkea kovuus ja kulutuskestävyys, alhainen pinnan karheus. Cr12MoV-, Cr12-, D2-, 6-5-4-2- ja PeCu-taivutussuuttimia käytetään pääasiassa metallimateriaalien taivutukseen ja muotoiluun, joilla on tietty plastisuus. Suulakkeen kuormitus ei ole kovin suuri, mutta siinä on jonkin verran kitkaa. Korkea kulutuskestävyys ja murtumiskestävyys. Cr12MoV, D2, T10A ja S45Ca ovat hiilityökaluteräksiä. T8A ja T10A ovat yleisesti käytettyjä hiilityökaluteräksiä muotissa. Niiden etuna on hyvä työstettävyys ja edullinen hinta. Niillä on kuitenkin huono karkenevuus ja punainen kovuus, suuri lämpökäsittelyn muodonmuutos ja alhainen{61}}kuormituksen kantavuus. b. Matala-seostettu työkaluteräs. Matala-seostettu työkaluteräs perustuu hiiliteräkseen, johon on lisätty sopivia seosaineita. Verrattuna hiilityökaluteräkseen se vähentää karkaisumuodonmuutoksia ja halkeilutaipumusta, parantaa karkaisua ja sillä on parempi kulutuskestävyys. Muottiasiantuntija WeChat: mujudaren Muotien valmistuksessa käytettyjä matalaseosteisia teräksiä ovat CrWMn, 9Mn2V, 7CrSiMnMoV (koodi CH-1) ja 6CrNiSiMnMoV (koodi GD). c. Korkea-hiilinen-krominen työkaluteräkset: Yleisesti käytettyjä korkea-hiilisiä-kromia sisältäviä työkaluteräksiä ovat Cr12, Cr12MoV ja Cr12Mo1V1 (koodi D2). Niillä on hyvä karkenevuus, jäähdyttävyys ja kulutuskestävyys, ja niillä on hyvin pieni muodonmuutos lämpökäsittelyn jälkeen. Ne ovat erittäin-kulumista-kestäviä, vähän-muovautuvia muottiteräksiä, joiden kuormituksen{103}}kantokyky on toiseksi nopea{104}}nopean teräksen jälkeen. Ne kärsivät kuitenkin vakavasta karbidin erottelusta, mikä vaatii toistuvaa järkytystä ja vetämistä (aksiaalinen häiriö, säteittäinen veto) taontaa karbidin epähomogeenisuuden vähentämiseksi ja suorituskyvyn parantamiseksi. d. Muoteissa käytettäviin runsas{105}}hiilipitoisiin{112}}kromiteräksiin kuuluvat Cr4W2MoV, Cr6WV ja Cr5MoV. Niissä on pienempi kromipitoisuus, vähemmän eutektisia karbideja, tasaisempi karbidin jakautuminen, vähemmän muodonmuutoksia lämpökäsittelyn jälkeen ja hyvä karkenevuus ja mittapysyvyys. Niiden suorituskyky on parempi verrattuna paljon{115}}hiilipitoisiin-kromiteräksiin, joilla on suhteellisen voimakas karbidierottelu. e. Nopea{121}}nopeuksilla teräksillä on muottiterästen joukossa korkein kovuus, kulutuskestävyys ja puristuslujuus, mikä johtaa suureen kuormituksen{122}}kantokykyyn. Yleisesti käytettyjä muottiteräksiä ovat W18Cr4V (koodi 8-4-1) ja W6Mo5Cr4V2 (koodi 6-5-4-2, US M2), joiden volframipitoisuus on pienempi. Käytetään myös vähähiilistä, vähän vanadiinia sisältävää nopeaa terästä 6W6Mo5Cr4V (koodi 6W6 tai vähähiilinen M2), joka on kehitetty parantamaan sitkeyttä. Pikateräkset vaativat myös uudelleentakoa karbidin jakautumisen parantamiseksi. f. Pohjateräkset valmistetaan lisäämällä pieniä määriä muita alkuaineita pikateräksen peruskoostumukseen ja lisäämällä tai vähentämällä hiilipitoisuutta sopivasti teräksen ominaisuuksien parantamiseksi. Näitä teräksiä kutsutaan yhteisesti perusteräksiksi. Niillä ei ole vain nopean teräksen ominaisuuksia, joilla on tietty kulutuskestävyys ja kovuus, vaan niillä on myös ylivoimainen väsymislujuus ja sitkeys, mikä tekee niistä erittäin lujia ja sitkeitä kylmätyöstöteräksiä, mutta materiaalikustannukset ovat kuitenkin alhaisemmat. Yleisesti käytettyjä perusteräksiä muotissa ovat 6Cr4W3Mo2VNb (koodi 65Nb), 7Cr7Mo2V2Si (koodi LD) ja 5Cr4Mo3SiMnVAL (koodi 012AL) jne.
g. Sementoitu kovametalli ja teräs-sidottu kovametalli. Sementoidulla kovametallilla on korkeampi kovuus ja kulutuskestävyys kuin millään muulla muottiteräksellä, mutta heikompi taivutuslujuus ja sitkeys. Suulakkeissa käytetty sementoitu karbidi on volframi{4}}kobolttipohjaista. Suulakkeisiin, joilla on alhainen iskunkestävyys ja korkeat kulutuskestävyysvaatimukset, voidaan valita sementoitu kovametalli, jonka kobolttipitoisuus on pienempi. Suuren iskunkestävyyden omaaville muotteille voidaan valita sementoitu kovametalli, jossa on korkeampi kobolttipitoisuus.
Teräs-sidottu sementoitu karbidi valmistetaan lisäämällä pieni määrä seosainejauhetta (kuten kromia, molybdeeniä, volframia, vanadiinia jne.) rautajauheeseen sideaineena, titaanikarbidia tai volframikarbidia kovana faasina ja sintraamalla se jauhemetallurgiamenetelmillä. Teräs-sidotun sementoidun karbidin matriisi on teräs, joka voittaa sementoidun kovametallin puutteet, kuten huonon sitkeyden ja vaikean käsittelyn. Sitä voidaan leikata, hitsata, takoa ja lämpökäsitellä. Teräs-sidottu sementoitu kovametalli sisältää suuren määrän karbideja; vaikka sen kovuus ja kulutuskestävyys ovat alhaisemmat kuin kovametalli, ne ovat silti korkeampia kuin muut teräslajit. Karkaisun ja karkaisun jälkeen kovuus voi olla 68-73 HRC.
h. Uusissa materiaalileimausmuotteissa käytetyt materiaalit kuuluvat kylmämuottiteräkseen, joka on laajimmin käytetty, monipuolisin ja laajimmin käytetty meistiteräs. Tärkeimmät suorituskykyvaatimukset ovat lujuus, sitkeys ja kulutuskestävyys. Tällä hetkellä kylmämuottiteräksen kehitystrendi perustuu korkea-seosteisen teräksen D2 (vastaa Cr12MoV:tä maassani) suorituskykyyn, ja se on jaettu kahteen päähaaraan: toinen on vähentää hiilipitoisuutta ja seosainepitoisuutta, parantaa karbidin jakautumisen tasaisuutta teräksessä ja parantaa merkittävästi muotin sitkeyttä. Esimerkkejä ovat yhdysvaltalaisen Vanadium Alloy Steel Companyn 8CrMo2V2Si ja japanilaisen Daido Steelin DC53 (Cr8Mo2SiV). Toinen tyyppi on jauhemainen nopea{14}}teräs, joka on kehitetty ensisijaisesti parantamaan kulutuskestävyyttä ja mukautumaan nopeaan{15}}nopeaan, automatisoituun ja massatuotantoon. Esimerkkejä ovat 320CrVMo13 Saksasta.
Muotimateriaalien järkevä valinta ja oikeiden lämpökäsittelyprosessien toteuttaminen ovat tärkeitä muotin käyttöiän varmistamiselle. Eri sovelluksissa käytettävien muottien osalta tulee huomioida perusteellisesti tekijät, kuten niiden työolosuhteet, jännitysolosuhteet, prosessoitujen materiaalien ominaisuudet, tuotantomäärä ja tuottavuus, painottaen edellä mainittuja suorituskykyvaatimuksia, ennen kuin tehdään teräslajeja ja lämpökäsittelyprosesseja.
1. Tuotantomäärä: Kun leimattujen osien tuotantomäärä on suuri, muotin työosien, meistin ja meistin materiaalien tulee olla korkealaatuista-muottiterästä, jolla on hyvä kulutuskestävyys. Myös muiden prosessin rakenneosien ja muotin apurakenneosien materiaaleja tulisi vastaavasti parantaa. Kun tuotantomäärä on pieni, materiaaliominaisuuksia koskevia vaatimuksia tulee lieventää asianmukaisesti kustannusten alentamiseksi. 2. Leimatun materiaalin suorituskyky ja muotin osien käyttöolosuhteet: Kun meistettävä materiaali on kovaa tai sillä on korkea muodonmuutoskestävyys, meisti ja meisti on valmistettava materiaaleista, joilla on hyvä kulutuskestävyys ja lujuus. Syvävetoiseen ruostumattomaan teräkseen voidaan käyttää alumiinipronssisia muotteja, koska niillä on hyvät tarttumista estävät-ominaisuudet. Ohjauspylväät ja holkit vaativat kulutuskestävyyttä ja hyvää sitkeyttä, joten usein käytetään vähähiilistä terästä, jossa on pintahiiletys ja karkaisu. Esimerkiksi hiilityökaluteräksen suurin haittapuoli on sen huono karkaisu; kun muotin osien poikkileikkauksen mitat ovat suuret, keskikovuus pysyy alhaisena karkaisun jälkeen. Kuitenkin työskenneltäessä puristimilla, joilla on suuri iskunopeus, sen hyvä iskunkestävyys tulee eduksi. Kiinteiltä levyiltä ja irrotuslevyiltä vaaditaan paitsi riittävä lujuus, myös minimaalinen muodonmuutos käytön aikana. (Muistiasiantuntija WeChat: mujudaren) Lisäksi voidaan käyttää kylmäkäsittelyä, syväkryogeenistä käsittelyä, tyhjiökäsittelyä ja pinnanvahvistusmenetelmiä muotin osien suorituskyvyn parantamiseksi. Kylmäsuulakepuristusmuotteihin, joissa on huonot työskentelyolosuhteet lävistyksiä ja muotteja varten, tulee valita teräs, jolla on hyvät kattavat mekaaniset ominaisuudet, kuten riittävä kovuus, lujuus, sitkeys ja kulutuskestävyys, ja sillä tulisi olla myös tietty punainen kovuus ja lämpöväsymislujuus.
