Memilih Bahan Cetakan yang Tepat: Panduan Lengkap

Bahan cetakan tradisional dibagi menjadi bahan cetakan kerja dingin, bahan cetakan kerja panas, dan bahan cetakan plastik. Pemilihan bahan cetakan harus memenuhi persyaratan daya tahan aus, ketawalan, performa keretakan lelah, performa suhu tinggi, daya tahan korosi, dan daya tahan lelah dingin dan panas. Performa proses harus memenuhi persyaratan daya taah, jumlah pemotongan besar, kerugian alat rendah, kekasaran permukaan pemesinan rendah, sensitivitas oksidasi dan dekarburisasi, daya giling, dan persyaratan ekonomis.

Dalam produksi industri modern, cetakan adalah peralatan proses dasar kunci. Bahan dan teknologi persiapan cetakan adalah kunci untuk memastikan kualitas tinggi dan umur panjang produk yang dicetak. Pemilihan bahan cetakan perlu dipilih berdasarkan kondisi kerja spesifik cetakan dan performa bahan.

Cetakan banyak digunakan di mobil, pesawat, produk elektrik dan mekanik, peralatan rumah tangga, produk plastik, dan industri lainnya. Jenis bahan cetakan adalah salah satu faktor penting yang mempengaruhi umur pakai cetakan.

Kondisi Kerja Cetakan

1. Pilihan bahan cetakan bervariasi menurut kondisi kerja yang berbeda.

(1) Selama proses kerja cetakan, kebutuhan terhadap ketawalan bahan berubah dengan gaya benturan yang diterimanya, dan kebutuhan terhadap kekuatan bahan berubah dengan kapasitas beban yang diperlukannya.

(2) Cetakan kerja panas dan cetakan kerja dingin.

Cetakan kerja panas terutama dipengaruhi oleh suhu tinggi dan stres termal selama proses kerja. Oleh karena itu, bahan cetakan kerja panas perlu daya tahan kelelahan dan stabilitas termal yang baik, dan cetakan baja kerja panas yang sesuai umumnya dipilih menurut suhu kerja sebenarnya.

Cetakan kerja dingin terutama dipengaruhi oleh gaya benturan dan gesekan selama proses kerja. Oleh karena itu, cetakan kerja dingin memerlukan kekuatan, kekerasan, dan ketawalan yang baik, dan cetakan baja kerja dingin umumnya digunakan sebagai bahan utama.

2. Secara umum, pemilihan bahan cetakan perlu memenuhi persyaratan berikut:

(1) Daya tahan aus. Saat benda kosong berubah bentuk plastis dalam rongga cetakan stempel presisi, ia mengalir dan meluncur di sepanjang permukaan rongga, menyebabkan gesekan yang parah antara permukaan rongga dan benda kosong, yang menyebabkan kegagalan cetakan karena aus. Oleh karena itu, daya tahan aus bahan adalah salah satu properti paling dasar dan paling penting dari cetakan.

Kekerasan adalah faktor utama yang mempengaruhi daya tahan aus. Secara umum, semakin tinggi kekerasan bagian cetakan, semakin kecil jumlah aus dan semakin baik daya tahan aus. Selain itu, daya tahan aus juga terkait dengan jenis, jumlah, bentuk, ukuran, dan distribusi karbida dalam bahan.

(2) Ketawalan yang kuat. Sebagian besar kondisi kerja cetakan stempel presisi sangat buruk, dan beberapa sering menahan beban benturan besar, yang menyebabkan keretakan rapuh. Oleh karena itu, diperlukan kekuatan dan ketawalan yang lebih tinggi.

Ketawalan cetakan terutama bergantung pada kandungan karbon, ukuran butir, dan kondisi organisasi.

(3) Performa keretakan lelah. Selama proses kerja cetakan presisi, keretakan lelah sering disebabkan oleh tindakan stres siklus jangka panjang. Bentuknya meliputi keretakan lelah benturan energi rendah berkali-kali, keretakan lelah tarik, keretakan lelah kontak, dan keretakan lelah lentur.

Performa keretakan lelah cetakan terutama bergantung pada kekuatan, ketawalan, kekerasan, dan kandungan inklusi dalam bahan.

(4) Performa suhu tinggi. Ketika suhu kerja cetakan presisi tinggi, kekerasan dan kekuatan akan menurun, mengakibatkan aus dini cetakan atau deformasi plastis dan kegagalan. Karena bahan cetakan harus memiliki stabilitas penyingkatan tinggi, untuk memastikan cetakan memiliki kekerasan dan kekuatan tinggi pada suhu kerja.

(5) Daya tahan lelah panas dan dingin. Beberapa cetakan presisi berada dalam keadaan pemanasan dan pendinginan berulang selama proses kerja, menyebabkan retakan dan pelupasan permukaan, meningkatkan gesekan, menghambat deformasi plastis, dan mengurangi akurasi dimensi, yang mengakibatkan kegagalan cetakan. Lelah panas dan dingin adalah salah satu bentuk utama kegagalan cetakan kerja panas, dan cetakan semacam itu harus memiliki daya tahan lelah panas dan dingin yang tinggi.

(6) Daya tahan korosi. Ketika beberapa cetakan presisi seperti cetakan plastik bekerja, karena kehadiran klorin, flourin, dan elemen lainnya dalam plastik, gas korrosif kuat terurai setelah pemanasan, yang merusak permukaan rongga cetakan, meningkatkan kekasaran permukaannya, dan memperparah kegagalan aus.

Faktor Struktural Cetakan

Struktur cetakan yang berbeda juga memiliki persyaratan yang berbeda untuk bahan cetakan. Menurut perbedaan struktur cetakan, berbagai bahan dapat dipilih menurut metode berikut:

(1) Semakin tinggi persyaratan presisi cetakan, semakin kecil deformasi selama pemrosesan yang diinginkan. Oleh karena itu, perlu memilih bahan cetakan dengan ukuran deformasi yang berbeda menurut akurasi pemrosesan spesifik.

(2) Selama proses perlakuan panas cetakan, keseragaman laju pemanasan dan pendinginan dipengaruhi oleh luas penampang. Ketika luas penampang lebih besar, keseragamanannya lebih buruk. Dalam kondisi ini, perlu memilih bahan dengan konduktivitas termal dan kemampuan pengkeras yang lebih baik untuk memastikan keseragaman properti penampang.

(3) Jika bentuk cetakan relatif sederhana dan mudah diproses dan dibentuk, baja alat karbon dengan biaya rendah dapat dipilih sebagai bahan utama. Jika bentuk cetakan kompleks, stres terkonsentrasi kemungkinan terjadi di beberapa lokasi. Oleh karena itu, perlu memilih bahan aloi berkinerja tinggi dan memprosesnya dengan metode quenching yang wajar.

Performa Proses Bahan Cetakan

Kemudahan pembuatan bahan cetakan secara langsung mempengaruhi biaya produksi, performa, dan umur kerja cetakan.

(1) Performa pengecoran. Biasanya, sebagian besar cetakan kerja panas dibentuk dengan pengecoran. Diharapkan bahan memiliki resistensi deformasi rendah dan bentuk yang baik dalam rentang suhu pengecoran.

(2) Kemudahan proses perlakuan panas. Diinginkan proses perlakuan panas bahan yang baik, termasuk kemampuan pengkeras yang tinggi. Untuk cetakan pengecoran berukuran besar, kemampuan pengkeras tinggi dapat membuat properti mekanik hampir seragam di seluruh penampang. Juga nyaman untuk menggunakan medium pendinginan yang lebih moderat untuk quenching untuk menghindari atau mengurangi tendensi retakan dan distorsi. Selain itu, diinginkan bahan memiliki tendensi oksidasi dekarburisasi yang kecil selama perlakuan panas dan distorsi perlakuan panas yang kecil.

(3) Bentuk yang baik. Sebagian besar rongga atau aksesori cetakan perlu dibentuk dengan pemotongan atau EDM, sehingga bahan diharapkan memiliki performa turning, milling, grinding, dan EDM yang baik. Bahan cetakan harus memenuhi persyaratan jumlah pemotongan besar dan kerugian alat rendah. Selain itu, bahan juga diharapkan memiliki daya las tertentu untuk memudahkan perbaikan.

(4) Setelah quenching, memiliki kekerasan permukaan yang seragam tetapi cukup tinggi.

(5) Sensitivitas oksidasi dan dekarburisasi. Pemanasan suhu tinggi memerlukan performa anti-oksidasi yang baik, dekarburisasi lambat, tidak sensitif terhadap medium pemanasan, dan tidak mudah menghasilkan lobak.

(6) Daya giling. Retakan giling dan aus tidak mudah terjadi.

(7) Tendensi retakan quenching. Tidak sensitif terhadap suhu quenching dan bentuk workpiece, dan sensitivitas rendah terhadap retakan quenching konvensional.

(8) Pemilihan bahan cetakan juga harus memenuhi persyaratan ekonomis.

Pemilihan bahan cetakan perlu mempertimbangkan banyak faktor, JTR dapat secara menyeluruh mempertimbangkan menurut persyaratan spesifik pelanggan, dan memberikan saran profesional. JTR dapat memberikan layanan profesional dan hemat biaya dari desain cetakan hingga produksi cetakan. Pelanggan dari seluruh dunia disambut untuk menghubungi kami.