Welches Metall eignet sich am besten für Druckgussformen? (Materialanalyse)

Bei der Herstellung Druckgussformen Die Fragen „Welches Material soll für die Form verwendet werden“ und „Welches Material soll für das Produkt verwendet werden“ sind zwei verschiedene Themen.
Das ideale Formmaterial muss wie ein „eiserner Burger“ sein, der Erosion von Flüssigkeiten mit hoher Temperatur standhalten und bei häufigen Aufheiz- und Abkühlzyklen keine Risse bekommen.

Im Folgenden sind einige der in der Branche am häufigsten verwendeten Metallmaterialien aufgeführt:

1. Das „Skelett“ der Form selbst: Warmarbeitsstahl

Dies ist das Kernmaterial für die Herstellung von Druckgussformen. Da das geschmolzene Metall beim Druckguss sengend heiß ist, würde gewöhnlicher Stahl bei Kontakt weich werden.
H13-Stahl (am häufigsten verwendet): Dies ist der „Allrounder“ im Formenbau. Es weist nicht nur eine hohe Härte auf, sondern ist vor allem auch sehr hitzebeständig. Selbst nach wiederholter Einwirkung von geschmolzenem Hochtemperaturmetall neigt es nicht zur Rissbildung (in der Industrie als thermische Ermüdung bezeichnet). Es ist die bevorzugte Wahl für die Herstellung von Formen aus Aluminiumlegierungen und Magnesiumlegierungen.
Verbesserter Edelstahl: Für Formen, die eine extrem hohe Leistung erfordern und kontinuierlich Hunderttausende Produkte produzieren müssen, wird leistungsstärkerer Stahl verwendet. Diese Materialien weisen weniger Verunreinigungen auf und sind robuster, sodass die Form länger hält.

2. „Maßgeschneiderte“ Materialien für verschiedene Produkte

Die Wahl des Stahls für die Form hängt weitgehend davon ab, welches Metall Sie hineingießen:
Beim Gießen von Aluminiumlegierungen: Aluminium hat einen hohen Schmelzpunkt, der die Form stärker schädigt. Es muss hochfester Warmarbeitsstahl verwendet werden, der einer intensiven Wärmebehandlung unterzogen wurde.
Beim Gießen von Zinklegierungen gilt: Zink hat einen relativ niedrigen Schmelzpunkt, ähnlich wie beim langsamen Kochen eines Frosches, sodass die Beschädigung der Form nicht so groß ist. Daher kann bei der Herstellung von Druckgussformen für Zinklegierungen die Auswahl an Stahlsorten etwas größer sein und die Lebensdauer der Formen ist in der Regel viel länger als bei Formen aus Aluminiumlegierungen.
Beim Gießen von Kupferlegierungen: Die Temperatur des geschmolzenen Kupfers ist sehr hoch und gewöhnlicher Stahl ist über einen längeren Zeitraum nur schwer auszuhalten. In diesem Fall sind möglicherweise sogar einige teure Speziallegierungen oder Materialien mit speziellen Oberflächenhärtungsbehandlungen erforderlich.

3. „Unterstützende“ Materialien für Formzubehör

Eine komplette Druckgussform besteht nicht nur aus zwei großen Stahlplatten; es enthält auch viele Teile:
Formbasis (Außenschale): Diese muss nicht direkt mit der Hochtemperatur-Metallschmelze in Kontakt kommen, daher reicht in der Regel gewöhnlicher Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt aus, was Kosten spart. Schubstangen und Führungspfosten: Hierbei handelt es sich um Teile, die häufigen Bewegungen und Reibung ausgesetzt sind. Daher bestehen sie normalerweise aus legiertem Stahl mit ausgezeichneter Verschleißfestigkeit und ihre Oberflächen sind sehr glatt.
Kühlwasserrohre: Um die Form schnell abzukühlen, werden im Inneren Kupferrohre eingebettet oder Löcher in den Stahl gebohrt, um die Wasserzirkulation zur Wärmeableitung zu nutzen.

4. Warum kann kein normales Eisen verwendet werden?

Viele Leute fragen: Können wir nicht Gusseisen oder gewöhnlichen Stahl verwenden, der überall am Straßenrand zu finden ist? Die Antwort lautet: Absolut nicht.
Gewöhnliches Eisen wird „abblättern“: Nach dem Erhitzen oxidiert die Oberfläche schnell und blättert ab, was zu Teilen mit narbiger Oberfläche führt.
Gewöhnliches Eisen verformt sich: Unter dem Klemmdruck von mehreren hundert Tonnen wird gewöhnliches Eisen zusammengedrückt und wie Ton verformt, was dazu führt, dass die Form nicht richtig schließt und das geschmolzene Metall unkontrolliert herausspritzt.