Trong ngành sản xuất khuôn mẫu, việc lựa chọn vật liệu trực tiếp quyết định tuổi thọ, độ chính xác và hiệu quả sản xuất của khuôn. Trong các điều kiện làm việc khác nhau (ví dụ: ép phun, dập, rèn), các yêu cầu đối với khuôn—chẳng hạn như khả năng chịu nhiệt độ, chống mài mòn và chống mỏi—khác nhau đáng kể. Bốn loại cốt lõi củavật liệu khuônđược thiết kế với các đặc điểm mục tiêu. Họ cung cấp các giải pháp chính xác cho việc sản xuất khuôn mẫu trong các lĩnh vực như thiết bị gia dụng, ô tô và máy móc. Và chúng giúp doanh nghiệp giảm chi phí thay thế và nâng cao tính ổn định của chất lượng sản phẩm.
Vật liệu khuôn nhựa được thiết kế dành riêng cho quá trình ép phun và phải chịu được tác động ăn mòn của nhựa nóng chảy và đáp ứng các yêu cầu của quá trình đúc tần số cao.
Đặc tính chính: Khả năng đánh bóng cao (đảm bảo bề mặt nhẵn cho các bộ phận bằng nhựa), khả năng chống ăn mòn (chống lại các loại nhựa ăn mòn như PVC) và khả năng gia công tốt.
Vật liệu tiêu biểu: P20, 718H. Chúng thích hợp cho các khuôn sản xuất các bộ phận nhựa như vỏ thiết bị gia dụng, linh kiện nội thất ô tô và các vật dụng cần thiết hàng ngày. Ví dụ, khuôn dùng để làm cốc nhựa trong suốt cần vật liệu có độ bóng cao. Điều này tránh trầy xước bề mặt nhựa và đảm bảo chất lượng bề ngoài của sản phẩm. Đồng thời, khả năng chống ăn mòn giúp khuôn bền lâu hơn. Nó cũng làm giảm thời gian ngừng hoạt động do bảo trì thường xuyên.
Vật liệu khuôn gia công nguội được thiết kế để gia công kim loại ở nhiệt độ phòng và phải chịu được mức độ va đập và ma sát cao.
Đặc tính cốt lõi: Độ cứng cao, khả năng chống mài mòn cao và độ bền va đập. Chúng có thể chịu được các quá trình như dập, cắt và ép đùn lạnh.
Vật liệu tiêu biểu: Cr12MoV và DC53. Thích hợp cho khuôn dập kim loại tấm ô tô, khuôn cắt phần cứng và khuôn dập nguội dây buộc. Ví dụ, khuôn dập cho tấm kim loại cửa ô tô cần vật liệu có khả năng chống mài mòn cao. Những vật liệu này có thể chịu được ma sát lặp đi lặp lại từ các tấm kim loại. Điều này ngăn ngừa sự sai lệch kích thước của các bộ phận được dập (do mép khuôn bị mòn quá nhiều) và đảm bảo độ chính xác trong sản xuất hàng loạt.
Công việc nóng bỏngvật liệu khuônthích hợp cho gia công kim loại ở nhiệt độ cao và phải chịu được quá trình oxy hóa ở nhiệt độ cao và sốc nhiệt xen kẽ.
Đặc tính cốt lõi: Chịu được nhiệt độ cao (có thể chịu được 800-1200°C), chống mỏi do nhiệt (ngăn ngừa nứt do chu trình nhiệt) và dẫn nhiệt tốt.
Vật liệu tiêu biểu: H13 và 5CrNiMo. Chúng thích hợp cho khuôn đúc hợp kim nhôm, khuôn rèn và khuôn ép đùn nóng. Ví dụ, khuôn đúc cho khối xi lanh hợp kim nhôm của động cơ ô tô cần vật liệu chịu nhiệt độ cao. Những vật liệu này có thể chịu được sự cọ rửa của chất lỏng nhôm ở nhiệt độ cao. Khả năng chống mỏi nhiệt làm giảm các vết nứt trên khuôn do chu kỳ nhiệt lặp đi lặp lại. Điều này kéo dài tuổi thọ của khuôn.
Vật liệu khuôn đặc biệt giải quyết "điều kiện làm việc độc đáo" và lấp đầy khoảng trống ứng dụng của vật liệu truyền thống:
Các loại lõi:
Vật liệu khuôn gốm (chịu nhiệt độ cao, chống mài mòn, thích hợp cho việc đúc các bộ phận gốm chính xác);
Vật liệu khuôn composite (nhẹ, độ bền cao, thích hợp làm khuôn của các bộ phận hàng không vũ trụ nhẹ);
Vật liệu khuôn luyện kim bột (mật độ cao, thích hợp cho khuôn của các bộ phận luyện kim bột chính xác);
Ví dụ: Khuôn tạo hình nóng cho các thành phần hợp kim titan trong lĩnh vực hàng không vũ trụ cần vật liệu composite chịu nhiệt độ cao.
Những vật liệu này đảm bảo độ bền đồng thời giảm trọng lượng khuôn, cải thiện tính linh hoạt khi vận hành và đáp ứng các yêu cầu đặc biệt của sản xuất khuôn mẫu cao cấp.
| Loại vật liệu khuôn | Đặc điểm cốt lõi | Điều kiện/Quy trình làm việc phù hợp | Các trường hợp ứng dụng điển hình |
|---|---|---|---|
| Vật liệu khuôn nhựa | Khả năng đánh bóng cao, chống ăn mòn, khả năng gia công tốt | ép phun nhựa | Khuôn làm vỏ thiết bị gia dụng, linh kiện nội thất ô tô |
| Vật liệu khuôn gia công nguội | Độ cứng cao, chống mài mòn cao, độ bền va đập | Dập nguội kim loại, cắt, ép đùn lạnh | Khuôn cho tấm kim loại ô tô, cắt phần cứng |
| Vật liệu khuôn gia công nóng | Chịu nhiệt độ cao, chống mỏi nhiệt, dẫn nhiệt tốt | Đúc kim loại, rèn, ép đùn nóng | Khuôn cho khối xi lanh hợp kim nhôm, các bộ phận rèn |
| Vật liệu khuôn đặc biệt | Chịu nhiệt độ cao/nhẹ/mật độ cao | Đúc gốm chính xác, sản xuất linh kiện hàng không vũ trụ | Khuôn cho gốm sứ chính xác, linh kiện hợp kim titan |
Hiện nay,vật liệu khuônđang phát triển theo hướng "phát triển hiệu suất cao": Tối ưu hóa thành phần hợp kim để cải thiện khả năng chống mài mòn và chống mỏi của vật liệu, đồng thời phát triển các công nghệ phủ nano để kéo dài hơn nữa tuổi thọ của khuôn—tất cả nhằm đáp ứng nhu cầu khuôn chính xác của các lĩnh vực sản xuất cao cấp như phương tiện năng lượng mới và hàng không vũ trụ. Là "nền tảng cốt lõi" của sản xuất khuôn, bốn loại vật liệu này cung cấp sự hỗ trợ chính xác cho các điều kiện làm việc khác nhau, giúp doanh nghiệp đạt được sản xuất khuôn hiệu quả và chất lượng cao.
