射出成形金型で使用される一般的な鋼種実践ガイド?

金型鋼の選択がコストから部品の品質に至るまですべてに影響を及ぼす理由

金型鋼は、キャビティの形状を保持する単なる構造材料ではありません。これは、金型が磨耗するまでにどれだけの部品を製造できるか、特定のプラスチックや添加剤による腐食にどれだけ耐えられるか、表面の研磨をどれだけ細かく保つことができるかを直接決定します。これは化粧品部品にとって非常に重要です。

実際のシナリオ - 予定より何年も早く磨耗した金型

主に最初の工具の見積もりを節約するために、本格的な大量生産スケジュールを実行することが予想される金型に、低コストで柔らかい鋼種を選択したメーカーを想像してみてください。{0}{1}{1}最初の 1 年以内に、ゲート領域とキャビティの鋭利なエッジに沿った摩耗が顕著になり、生産が完了に近づくかなり前に、部品の寸法に影響を及ぼし始めました。プロジェクト途中で金型を交換または大規模に修理すると、元の鋼種と適切に指定されたより硬い代替品との差額よりも大幅に費用がかかることになりました。-運用ライフサイクル全体を考慮すると、事前に節約しても実際には何も節約されませんでした。

2 つの大まかなカテゴリ - プリハードンと硬化工具鋼-

金型の性能における「硬度」の実際の意味

金型鋼は一般に 2 つの大きなカテゴリに分類されます。プリハードン鋼は製鉄所から出荷され、すでに適度なレベルまで硬化されており、キャビティの切断後に別の熱処理ステップを必要とせずに機械加工できる状態になっています。-硬化した工具鋼は、まず柔らかくて加工しやすい状態に機械加工され、その後熱処理されて最終硬度が大幅に高まります。このプロセスでは時間とコストがかかりますが、磨耗する前にはるかに高い生産量が可能な金型を製造します。{3}}硬度自体はロックウェル C スケールで測定され、一般に HRC 数値が高いほど耐摩耗性が向上しますが、硬度が非常に高いと鋼がより脆くなったり、細かい部分の機械加工が難しくなったりする可能性もあります。

P20 鋼 - 中量の金型の一般的なデフォルト-

テーブル電話カバー射出成形金型 - P20 が適合する場所

P20 は最も広く使用されているプリハードン金型鋼の 1 つで、通常は約 28-32 HRC に達し、被削性、適度な耐摩耗性、コストの適度なバランスを提供します。構造が適度に複雑で、予想生産量が中程度のテーブル電話カバー射出成形金型は、P20 に適しています。これは、詳細なリブやボスの特徴を備えた鋼材でも比較的容易に機械加工を行うことができ、同時に、極度に大量生産の領域に達しない生産工程全体にわたって適度に耐えられるためです。-

H13 鋼 - の靭性により、大容量、高応力の用途に対応--

浄水器ハウジング射出成形金型 - H13 がより大きな構造キャビティに適している理由

H13 は硬化工具鋼で、通常約 48-52 HRC まで熱処理されます。堅牢な耐摩耗性とともに優れた靭性で知られており、より多くの生産量や機械的に要求の厳しいキャビティ形状を処理することが予想される金型にとって一般的な選択肢となっています。浄水器ハウジング射出成形金型は、このシリーズの以前の記事で説明したより大きなキャビティ サイズと構造上の要求を備えており、H13 の靱性と耐摩耗性の組み合わせの恩恵を受けます。これは、より大きな金型は単にサイズが原因で各サイクル中により多くの累積機械的応力を受けるためであり、H13 の靱性は、柔らかいプリハードン鋼よりも繰り返し応力下での亀裂に耐えるのに役立ちます。

S136 スチール - 耐食性と高い-研磨仕上げ

透明 PS トレイ ファミリー射出成形金型 - S136 が光学的に透明な部品に適している理由

S136 は硬化ステンレス-タイプの工具鋼で、熱処理後は通常 48-52 HRC の範囲にありますが、H13 よりも大幅に優れた耐食性があり、非常に微細な高研磨仕上げが可能です。あクリアPSトレイファミリー射出成形金型特に、S136 の研磨能力から大きな恩恵を受けます。成形部品の真の光学的透明度の達成は、キャビティ表面自体が完璧に研磨されることに大きく依存するため、スチール表面の不完全性はプラスチック部品に直接転写されます。 S136 の耐食性は、生産の合間に保管する金型や、湿気の多い製造環境で稼働する金型にとっても重要です。これは、高研磨のキャビティの表面腐食は、テクスチャード仕上げやマット仕上げの金型よりも見た目にダメージが大きく、完全に修復するのが難しいためです。-

スチールの代わりにアルミニウム工具 - が合理的である場合

アルミニウム工具は鋼ではありませんが、特定の状況では正当なオプションであるため、言及する価値があります。アルミニウム製金型は、スチール製工具よりも大幅に安価かつ迅速に製造でき、熱をより効率的に伝導するため、サイクル タイムを大幅に短縮できます。その代償として、予想される金型の寿命が大幅に短くなります。アルミニウムは鋼製金型と同じ摩耗や繰り返しのサイクルに耐えられないため、一般にプロトタイピング、量産用の鋼製金型の製造中のブリッジ ツール、または真の少量生産にのみ適しています。-

-並べて-スチールを比較

硬度、耐摩耗性、耐食性、コスト

この比較は、鋼材の選択が単に利用可能な最も難しいオプションを選択することではない理由を浮き彫りにします。 S136 と H13 は同様の硬度を共有しますが、S136 の耐食性と研磨能力には実質的なコストがかかり、製造される部品にとってこれらの特定の特性が実際に重要である場合にのみ意味を成します。

予想される生産量に合わせた鋼材の選択

鋼種別のショット数の予測

実際の使用に不十分な鋼種で作られた金型は摩耗し、プロジェクトの生産ニーズが満たされるかなり前に高価な修理や交換が必要になるため、鋼の選択では生産量が最も重要な要素となることがよくあります。

最も安価な見積もりや不必要な過剰仕様ではなく、金型のライフサイクル全体にわたって予想される総生産量の正直で現実的な見積もりに基づいて鋼材を選択することで、常に最良の全体的なコスト結果が得られます。{0}

金型の寿命を延ばす表面処理とコーティング

ベーススチールの選択に加えて、窒化や特殊コーティングなどの表面処理により、より高価なベーススチールグレードに切り替えることなく、耐摩耗性と腐食保護を大幅に拡張できます。鋼の表面層を特に硬化させる熱処理プロセスである窒化は、一般に P20 や類似の鋼に適用され、耐摩耗性を本来の硬さの鋼が提供するものに近づけます。多くの場合、単に最初から硬いベース鋼を指定するよりも総コストが低くなります。これらの処理は、本当に要求の厳しい用途に適したベース鋼を選択するための完全な代替品ではありませんが、2 つの鋼材グレードの選択肢の境界付近にあるプロジェクトでは検討する価値があります。

業界の動向 - 鉄鋼の認証と調達について尋ねるバイヤーが増えている理由

工具を海外から調達するバイヤーは、特定の鋼材産地と認証文書を要求する傾向が高まっています。これは、広範な製造サプライ チェーンで未検証または混合原料鋼材が使用されているため、品質に一貫性がないことが一因となっています。{0}このため、より評判の高い工具メーカーは、鋼材の調達を購入者が見る必要のない内部の詳細として扱うのではなく、確立された追跡可能な鋼材サプライヤーから調達し、見積プロセスの標準的な部分として材料証明書を提供するようになっています。また、実際の熱処理が意図した結果を達成したかどうかを確認せずに鋼種の公称仕様を単に信頼するのではなく、熱処理後の硬度検証を標準成果物として指定することにも関心が高まっています。--

金型用鋼の品質基準と認証

材料証明書と熱処理後の硬度の検証

信頼できるメーカーは、検証なしに公称グレードの仕様だけに依存するのではなく、金型で使用されている実際の鋼グレードを確認する材料証明書と、H13 や S136 などの硬化鋼の-熱処理-後の硬度試験データを提供できるはずです。熱処理の品質は施設によって実際に異なり、正しく熱処理されていない公称 H13 鋼は、その等級で知られている硬度や性能を実際に発揮できない可能性があるため、この区別は重要です。-このドキュメントをリクエストすることは、特に量が多いプロジェクトや外観上の要求が厳しいプロジェクトの場合、特殊なリクエストではなく、合理的であり、ますます標準的な慣行となっています。{8}}

プロジェクトに適した金型鋼を選択する方法 - 実践的なチェックリスト

鋼種を選択する前に、金型の予想寿命にわたる現実的な総生産量を見積もってください。

見た目の要求が高い、高度に研磨された、または光学的に透明な部品の場合は、S136 または同様の耐腐食性の研磨可能な鋼を優先してください。-

より大きく、構造的に要求の厳しいキャビティの場合は、繰り返し応力下での靭性を考慮して、H13 または同様の硬化工具鋼を優先してください。

中程度の量で中程度に複雑な部品の場合、多くの場合、P20 がコストとパフォーマンスの最適なバランスを提供します。-

2 つの鋼種オプションの境界付近にあるプロジェクトでは、窒化などの表面処理を検討してください。

特に硬化鋼グレードの場合は、材料証明書と-熱-後の硬度検証をリクエストしてください

適切な鋼で作られた金型の調達 - メーカーに尋ねるべきこと

鋼材の文書、リードタイム、および大量注文のMOQ

知識のある射出成形金型メーカーは、実際の生産要件や外観上の要件に関係なく、通常在庫しているグレードをデフォルトとするのではなく、特定のプロジェクトに推奨する鋼材グレードを明確に説明できるはずです。射出成形金型工場を評価する場合は、特に材料証明書と熱処理後の硬度検証データを求めます。また、鋼材が未確認の供給元ではなく、追跡可能な信頼できる供給元から供給されていることを確認するために鋼材の調達方法を尋ねます。

金型の寿命が総所有コストに直接影響する卸売射出成形部品プロジェクトの場合、見積もりプロセスの早い段階で現実的な生産量の予想についてメーカーとオープンに話し合う価値があります。そのため、鋼材グレードの選択は、不必要に保守的であったり、不適切に指定されたデフォルトの推奨事項ではなく、プロジェクトの実際のニーズに基づいて行われます。

よくある質問