Die Arbeitsbedingungen von Kunststoffformen unterscheiden sich von denen von Kaltprägeformen, die in der Regel Arbeiten bei 150° C-200° C erfordern. Sie müssen nicht nur bestimmten Drücken ausgesetzt sein, sondern auch Temperatureinflüssen standhalten. Basierend auf den unterschiedlichen Einsatzbedingungen und Verarbeitungsmethoden von Kunststoffformformen werden die grundlegenden Leistungsanforderungen von Stahl für Kunststoffformen grob wie folgt zusammengefasst:

1. Angemessene Oberflächenhärte und Verschleißfestigkeit

Die Härte von Kunststoffformen liegt normalerweise unter 50-60HRC, und die wärmebehandelten Formen sollten ausreichende Oberflächenhärte haben, um sicherzustellen, dass die Formen ausreichende Steifigkeit haben.

Aufgrund der hohen Druckspannung und Reibungskraft, die Kunststoff während des Betriebs in die Form füllt und fließt, ist es erforderlich, dass die Form Formgenauigkeit und Dimensionsstabilität beibehält, um eine ausreichende Lebensdauer zu gewährleisten.

Die Verschleißfestigkeit der Form hängt von der chemischen Zusammensetzung und Wärmebehandlungshärte des Stahls ab, so dass die Erhöhung der Härte der Form vorteilhaft für die Verbesserung ihrer Verschleißfestigkeit ist.

2. Ausgezeichnete Schneidleistung

Die meisten Kunststoffformformen erfordern neben der EMD-Verarbeitung auch bestimmte Schneid- und Montagereparaturen. Um die Lebensdauer von Schneidwerkzeugen zu verlängern, die Schneidleistung zu verbessern und die Oberflächenrauheit zu reduzieren, muss die Härte des Stahls, der für Kunststoffformen verwendet wird, angemessen sein.

3. Gute Polierleistung

Hochwertige Kunststoffprodukte erfordern einen kleinen Rauheitswert auf der Oberfläche des Formhohls. Beispielsweise muss der Oberflächenrauheitswert des Spritzgusshohls kleiner als das Niveau von Ra0.1~0.25 sein, während die optische Oberfläche Ra< erfordert; 0,01nm.

Der Hohlraum muss poliert werden, um den Rauheitswert der Oberfläche zu reduzieren. Der für diesen Zweck ausgewählte Stahl erfordert minimale Verunreinigungen, gleichmäßige Mikrostruktur, keine Faserorientierung und keine Lochfraß- oder Orangenschalenfehler beim Polieren.

4. Gute thermische Stabilität

Die Form von Kunststoffspritzgussteilen ist oft komplex und nach dem Abschrecken schwer zu verarbeiten. Daher wird empfohlen, Teile mit guter thermischer Stabilität so weit wie möglich zu wählen.

Wenn die Form durch Wärmebehandlung gebildet und verarbeitet wird, ist der lineare Ausdehnungskoeffizient klein, die Wärmebehandlungsverformung ist klein und die Größenänderungsrate, die durch Temperaturunterschiede verursacht wird, ist klein. Die metallographische Struktur und Formgröße sind stabil und können reduziert oder nicht mehr verarbeitet werden, um die Formgrößengenauigkeit und Oberflächenrauheitsanforderungen sicherzustellen.

Kohlenstoffstahlsorten 45 und 50 haben bestimmte Festigkeit und Verschleißfestigkeit und werden oft als Formmaterial nach dem Abschrecken und Anlassen der Behandlung verwendet. Kohlenstoffhaltiger Werkzeugstahl und niedrig legierter Werkzeugstahl haben eine hohe Festigkeit und Verschleißfestigkeit nach Überhitzungsbehandlung und werden hauptsächlich zum Umformen von Teilen verwendet.

Aufgrund seiner großen Wärmebehandlungsverformung eignet sich der kohlenstoffreiche Werkzeugstahl jedoch nur zur Herstellung kleiner und einfacher Formteile.

Mit der Entwicklung der Kunststoffindustrie werden die Komplexität und Präzision von Kunststoffprodukten immer höher, und auch an Formmaterialien werden höhere Anforderungen gestellt.

Für komplexe, präzise und korrosionsbeständige Kunststoffformen können vorgehärteter Stahl (wie PMS), korrosionsbeständiger Stahl (wie PCR) und kohlenstoffarmer Maraging-Stahl (wie 18Ni-250) verwendet werden, die alle gute Schneid-, Wärmebehandlung-, Poliereigenschaften und hohe Festigkeit haben.

Darüber hinaus ist es bei der Auswahl von Materialien auch notwendig, Kratzer und Verklebungen zu vermeiden. Bei relativen Bewegungen zwischen den beiden Oberflächen sollten Sie vermeiden, Materialien mit der gleichen Organisationsstruktur auszuwählen. Unter besonderen Umständen kann eine Seite beschichtet oder nitriert werden, damit beide Seiten unterschiedliche Oberflächenstrukturen haben.