Conceptos básicos del procesamiento de moldes

1. Método de moldeo : se puede seleccionar entre dos tipos fundamentales de material.

A) Acero para herramientas para trabajo en caliente, que puede soportar temperaturas relativamente altas encontradas en fundición a presión, forjado y extrusión.

B) Acero para herramientas para trabajo en frío, que se utiliza para corte y corte, conformado en frío, extrusión en frío, forjado en frío y compactación de polvo.

Materiales plásticos: algunos materiales plásticos generan subproductos corrosivos, como el PVC. La corrosión también puede ser causada por factores como la residencia prolongada de material plástico en el cilindro de la máquina de inyección, condensación debido al tiempo de inactividad, gases corrosivos, ácidos, ciclos de enfriamiento/calentamiento, agua o condiciones de almacenamiento. En tales casos se recomienda el uso de acero inoxidable.

Tamaño del molde: los moldes grandes suelen utilizar acero preendurecido. El acero completamente templado se utiliza con frecuencia para moldes pequeños.

El resumen de la vida útil del molde

Los moldes destinados a un uso prolongado (>1.000.000 de ciclos) deben estar fabricados de acero de alta dureza con una dureza de 48 a 65 HRC.

Los moldes para uso a medio y largo plazo (de 100.000 a 1.000.000 de ciclos) deben utilizar acero preendurecido con una dureza de 30 a 45 HRC.

Los moldes para uso a corto plazo (<100.000 ciclos) pueden fabricarse con acero dulce con una dureza de 160 a 250 HB.

Rugosidad de la superficie: muchos fabricantes de moldes para piezas de plástico dan prioridad a un excelente acabado superficial. Por ejemplo, cuando se añade azufre para mejorar la maquinabilidad, la calidad de la superficie se ve comprometida. El acero con alto contenido de azufre también se vuelve más frágil. Estas inclusiones de sulfuro actúan como partículas duras; durante el pulido posterior de la cavidad del molde, pueden arrancarse o dejar hoyos microscópicos, lo que provoca defectos en la superficie como 'poros' o 'piel de naranja', que impiden lograr un acabado de espejo de alto brillo. Por lo tanto, para los diseñadores y compradores de moldes, la selección de materiales no debe centrarse únicamente en la 'facilidad de mecanizado'. Se debe dar prioridad a los requisitos de calidad de la superficie del molde final y a la vida útil general, evitando así el uso de acero con alto contenido de azufre, que sería una tontería.

2. ¿Cuál es el factor principal que afecta la maquinabilidad de los materiales?

La composición química del acero es crucial. Generalmente, cuanto mayor sea el contenido de aleación del acero, más difícil será mecanizarlo. A medida que aumenta el contenido de carbono, disminuye la maquinabilidad.

La estructura del acero también es muy importante para la maquinabilidad. Las diferentes estructuras incluyen forjadas, fundidas, extruidas, laminadas y mecanizadas. Las piezas forjadas y fundidas suelen tener superficies que son muy difíciles de mecanizar.

La dureza es un factor importante que influye en la maquinabilidad. La regla general es que cuanto más duro es el acero, más difícil es mecanizarlo. El acero de alta velocidad (HSS) se puede utilizar para mecanizar materiales con una dureza de hasta 330-400 HB; HSS con revestimiento de nitruro de titanio (TiN) puede manejar materiales de hasta 45 HRC; para materiales con una dureza de 65-70 HRC, es necesario utilizar herramientas de carburo cementado, cerámica, cermet o nitruro de boro cúbico (CBN).

Las inclusiones no metálicas suelen tener un efecto perjudicial sobre la vida útil de la herramienta. Por ejemplo, el Al2O3 (alúmina), que es una cerámica pura, es muy abrasivo.

Finalmente, la tensión residual puede causar problemas de maquinabilidad. A menudo se recomienda una operación de alivio de tensiones después del mecanizado en desbaste.

3. Impacto del acero en los moldes y tendencias futuras

El rendimiento, la vida útil y el costo de los moldes están directamente influenciados por la selección del acero. Los factores clave incluyen:

Composición y estructura química: El contenido de carbono y aleaciones determina la dureza, tenacidad y resistencia al desgaste. Los aceros de alta aleación ofrecen resistencia al desgaste, pero son difíciles de mecanizar y requieren un equilibrio entre rendimiento y costo. Los defectos superficiales causados ​​por la forja o la fundición aumentan los desafíos del mecanizado.

Dureza y maquinabilidad: la alta dureza mejora la resistencia al desgaste pero aumenta los costos de mecanizado. Los materiales de las herramientas (p. ej., HSS, carburo, CBN) se deben seleccionar en función de la vida útil del molde (p. ej., >1 millón de ciclos requieren acero HRC 48-65).

Requisitos de calidad de la superficie: Las demandas de alto pulido (por ejemplo, acabado de espejo) requieren aceros limpios y con bajo contenido de azufre para evitar defectos causados ​​por inclusiones de sulfuro.

Adaptabilidad a ambientes especiales: Los plásticos corrosivos (p. ej., PVC) requieren acero inoxidable; Los moldes grandes suelen utilizar acero preendurecido para minimizar la distorsión del tratamiento térmico.

4 . de moldes Tendencias futuras del mecanizado

Desarrollo de materiales de alto rendimiento: nuevos aceros para moldes (por ejemplo, aceros pulvimetalúrgicos) que combinan alta dureza, tenacidad y maquinabilidad.

Tratamientos superficiales avanzados: Recubrimientos (p. ej., TiN, DLC) para mejorar la resistencia al desgaste y la corrosión, reduciendo la dependencia de propiedades extremas del material base.

Selección de materiales digital e inteligente: Big data y simulaciones de IA para hacer coincidir con precisión las propiedades del acero con las condiciones operativas del molde, optimizando el costo y la vida útil.

Fabricación Sostenible: Promoción de aceros para moldes reparables y aleaciones bajas en carbono para reducir el consumo de recursos.