Esplorazione della strategia di selezione dei pin dell'iniettore per gli stampi
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Il componente più comunemente utilizzato nel sistema di espulsione dello stampo è il perno di espulsione, che comprende il cilindro di guida e il perno di espulsione piatto. Le dimensioni dei pezzi, l'angolo di sformo, la complessità della forma, l'altezza della parete verticale e il tipo di plastica formata contribuiscono a determinare il tipo, la posizione e la quantità appropriati di perni di espulsione. A causa della sua ampia diffusione, la scelta dei perni di espulsione viene spesso trascurata. Tuttavia, non esiste un tipo di perno di espulsione adatto a tutte le situazioni, quindi è importante comprendere correttamente la strategia di selezione dei perni di espulsione per evitare molti problemi nel successivo processo di stampaggio, tra cui un espulsore scadente, la piegatura del perno di espulsione, la frattura, la deformazione del prodotto e così via.
Conoscenza di base del pin dell'iniettore
Per ottenere prestazioni ottimali, il perno di espulsione deve possedere alcune caratteristiche di base, tra cui una buona forza, tenacità e resistenza all'usura. Le caratteristiche più specifiche dell'applicazione includono l'indurimento termico (la capacità dei materiali di mantenere la durezza a temperature elevate), nonché la resistenza alla corrosione e la lubrificazione, che variano a seconda del tipo di applicazione di stampaggio. La precisione geometrica è un altro requisito fondamentale per le prestazioni e la durata del perno di espulsione. La produzione dei perni superiori deve rispettare tolleranze e specifiche rigorose. La vera rotondità, la rettilineità e la finitura superficiale di alta qualità sono fondamentali per la sua funzionalità: ad esempio, una scarsa precisione geometrica può portare a un'infiammatura prematura o a graffi del prodotto. La combinazione di materiali, tecniche di lavorazione e rivestimenti determina l'idoneità del perno di espulsione per un'applicazione specifica. Tuttavia, il miglioramento di una o più di queste caratteristiche può richiedere il sacrificio di altre.
Vantaggi del materiale
La familiarità con i materiali e le proprietà utilizzate per la produzione dei perni di espulsione aiuterà i progettisti e i produttori di stampi a fare scelte migliori. Ecco alcuni dei materiali più comunemente utilizzati e le loro caratteristiche
Acciaio H13
L'H13 è un acciaio per utensili da lavoro a caldo al cromo-molibdeno con eccellenti caratteristiche di resistenza e tenacità. Tra i vari materiali comunemente utilizzati, i suoi valori di tempra termica e resistenza agli shock termici sono i più elevati, con un valore di durezza fino a 54 HRC (leggermente inferiore a quello di altri acciai completamente temprati). Tuttavia, le sue carenze in termini di resistenza all'usura e alla corrosione possono essere compensate dal trattamento superficiale. Grazie alla sua combinazione unica di prestazioni richieste, l'H13 può essere uno dei materiali più utilizzati nella produzione globale di perni.
Acciaio da utensili per lavorazioni a freddo completamente temprato
Il perno di espulsione, il pezzo di espulsione e il tubo di espulsione possono essere realizzati anche in O1, A2 e altri acciai per utensili ad alto tenore di carbonio. Questo tipo di materiale può raggiungere una durezza di circa 60 HRC dopo il trattamento di tempra completa, con una buona resistenza all'usura, ed è adatto allo stampaggio di materie plastiche generiche e di vari materiali che non richiedono alte temperature di stampo.
Acciaio per utensili ad alta temperatura completamente temprato
L'acciaio M2 appartiene alla categoria degli acciai rapidi (HSS), con un'eccellente resistenza e una moderata tenacità. Simile all'H13, ha un'elevata tempra termica e resistenza agli shock termici. Dopo il trattamento di tempra completa, la durezza dell'acciaio M2 può raggiungere i 64 HRC, con un'eccellente resistenza all'usura. Un'altra caratteristica è la capacità di mantenere bordi affilati.
Acciaio inox
Quando si formano materiali altamente corrosivi, i perni di espulsione in acciaio inox sono una scelta fattibile. A seconda dei diversi tipi di acciaio, il valore di durezza dopo il trattamento di tempra completa può raggiungere i 50-60 HRC. Per ottenere un'elevata durezza e resistenza all'usura, viene comunemente utilizzato l'acciaio inossidabile martensitico (nota: la sua resistenza alla corrosione non è la più elevata della famiglia degli acciai inossidabili). Tuttavia, grazie alle sue prestazioni complete di resistenza, tenacità e durezza, è più adatto come materiale per il perno superiore.
Lega di rame
La lega di rame è utilizzata principalmente per la produzione di perni d'anima. In determinate condizioni estreme, quando la rapidità della conducibilità termica diventa una priorità, può essere utilizzata anche per produrre perni di espulsione (comprese le leghe di rame al berillio e di rame senza berillio [per scopi medici]). Tuttavia, i materiali in lega di rame presentano alcune limitazioni dovute alla loro consistenza morbida e alla bassa resistenza.
Perno di espulsione con rivestimento simile al diamante (DLC)
I perni superiori con rivestimento simile al diamante (DLC) sono la scelta ideale per le camere bianche e le applicazioni mediche, in quanto possono funzionare senza lubrificazione. Questo tipo di perno di espulsione è solitamente realizzato in acciaio per utensili lavorato a freddo e ha una durezza di circa 60 HRC dopo il trattamento di tempra completa. Il rivestimento ha un'eccellente resistenza all'usura e all'adesione, con un coefficiente di attrito estremamente basso (0,1-0,15) e una temperatura di esercizio fino a 350°C. Inoltre, la durezza superficiale del perno di espulsione DLC è di circa 3000 HV, di gran lunga superiore a qualsiasi altro tipo di perno di espulsione discusso in questo articolo. Tutte queste caratteristiche ne fanno una scelta ad alte prestazioni e di lunga durata.
Perno di espulsione in acciaio inox
I perni superiori in acciaio inox sono la scelta migliore per lo stampaggio di materiali altamente corrosivi, come il PVC, e sono anche molto adatti per applicazioni mediche e in altre camere bianche. La selezione dei gradi di acciaio da parte dei diversi fornitori può variare, quindi è necessario valutare altre proprietà per scegliere il tipo adatto all'applicazione corrente. In caso di utilizzo in scenari ad alta temperatura, è necessario confermare l'applicabilità con il produttore, poiché le alte temperature possono ridurre la resistenza alla corrosione e la durezza.
Selezione del pin dell'iniettore
La comprensione delle caratteristiche e dei tipi di materiale del perno di espulsione pone una solida base per la selezione del materiale nella progettazione dello stampo. Tuttavia, date le numerose opzioni offerte oggi dai fornitori, ci sono ancora più informazioni da apprendere, che possono anche creare confusione. Di seguito viene presentata una classificazione dei prodotti più comuni per i perni di espulsione, con i relativi ingredienti e vantaggi:
Perno di espulsione in nitruro completamente temprato H13
La durezza del nucleo di questo tipo di perno di espulsione è solitamente di 48-55 HRC, mentre la durezza superficiale raggiunge i 65-74 HRC. La nitrurazione ionica è uno dei processi di trattamento superficiale più comuni. Questo perno di espulsione ha un'ampia gamma di applicazioni e può essere utilizzato in scenari ad alta e bassa temperatura, con una temperatura di lavoro vicina ai 1112 ° F (600 ° C), che lo rende adatto anche agli stampi per stampaggio a iniezione di metallo (MIM) e pressofusione. Va notato che nella lavorazione dei perni superiori trattati al nitruro è necessario evitare le micro-scheggiature e preferire i processi di rettifica e di elettroerosione (EDM). Perno di espulsione in acciaio da utensili completamente temprato a freddo
Questo tipo di perno di espulsione in acciaio ha una buona resistenza all'usura ed è molto adatto per applicazioni in stampi a media e bassa temperatura. I perni non trattati o non rivestiti sono una scelta economica che combina buone prestazioni e durata. Va notato che i perni superiori realizzati con questo tipo di acciaio iniziano a ricottare o ad ammorbidirsi alle alte temperature.
Perno di espulsione in acciaio M2 ad alta durezza
Questo tipo di perno di espulsione multifunzionale di solito non richiede un rivestimento o un trattamento aggiuntivo, ma è un'opzione ad alte prestazioni e durevole adatta a tutti i tipi di stampaggio della resina. L'elevata durezza termica dell'acciaio lo rende adatto a scenari di formatura a freddo e a caldo, e la sua capacità di mantenere bordi affilati assicura che possa essere formato senza sbavature per lungo tempo in stampi di alta precisione (come gli stampi per connettori). Grazie alla sua elevata resistenza, il perno di espulsione può essere realizzato in diametri o dimensioni più piccoli, rendendolo adatto allo stampaggio di micropezzi. Ha una durezza costante dal nucleo alla superficie e può essere utilizzato insieme al tubo superiore come perno d'anima.
Placcatura (blindatura o cromatura) Perno di espulsione H13
Il processo di cromatura può aumentare la durezza superficiale del perno di espulsione H13 a circa 70 HRC. Il rivestimento è estremamente sottile ma ha una struttura densa, che non solo ha un'eccellente resistenza all'usura, ma anche una migliore resistenza alla corrosione. Il coefficiente di attrito è estremamente basso (circa 0,20-0,25) e rende il perno estrattore durevole. Queste caratteristiche rendono il perno di espulsione rivestito in H13 la scelta ideale per gli stampi ad alto rendimento e per gli ambienti di camera bianca. Va notato che la temperatura di lavoro del rivestimento può essere inferiore a quella del materiale d'anima H13; ad esempio, la temperatura di lavoro di un certo tipo di perno di espulsione è di circa 842 ° F (450 ° C) e il rivestimento potrebbe non essere adatto allo stampaggio del PVC. A causa delle possibili differenze nei processi di rivestimento tra i diversi fornitori, è meglio verificare se questi fattori sono applicabili.
Perno di espulsione H13 in nitruro nero
Essendo un tipo di prodotto relativamente nuovo, la durezza del nucleo del perno di espulsione in nitruro nero H13 è di 50 HRC, mentre la durezza superficiale è di circa 70 HRC. Inoltre, presenta anche una migliore resistenza all'usura e alla corrosione. Il trattamento di nitrurazione migliora anche la durata a fatica, consentendo di mantenere elevate le prestazioni anche in condizioni difficili. La sua temperatura di lavoro è vicina ai 600°C, adatta per stampi di pressofusione (soprattutto in scenari con problemi di incollaggio) e per lo stampaggio a iniezione di metalli (MIM). Grazie alle migliori prestazioni anti-adesione, la durata di vita del perno di espulsione è notevolmente prolungata e l'usura dello stampo o della cavità è notevolmente ridotta. Infine, questo tipo di perno di espulsione è durevole e può funzionare senza lubrificazione, il che lo rende ideale per ambienti puliti come gli stampi per prodotti medicali, alimentari e di imballaggio. Prestare attenzione durante la lavorazione per evitare microfessurazioni.
Ulteriori precauzioni per i perni dell'iniettore
Va notato che molti perni di espulsione comuni presentano una deviazione del diametro in prossimità della testa per motivi legati al processo di produzione, e l'area vicina alla testa è più morbida a causa del trattamento di ricottura. Si tratta di una pratica standard nel settore, pertanto questo tipo di perno di espulsione non è adatto all'uso come perno a nucleo corto.
Il perno d'anima standard in H13 ha diverse opzioni di durezza e viene talvolta utilizzato come perno superiore. Non sono stati sottoposti ad alcun trattamento di rivestimento o nitrurazione, quindi possono essere lavorati, rivestiti o nitrurati in seguito. Tuttavia, le tolleranze del perno d'anima in pollici e del perno di espulsione sono diverse, quindi la dimensione del foro deve essere adattata.
I perni superiori con durezza inferiore sono soggetti a goffratura, che può danneggiare i fori dei perni nell'anima o nella cavità. I perni superiori completamente temprati possono contribuire ad attenuare questo problema. La progettazione ragionevole del sistema di espulsione dello stampo è fondamentale per l'efficienza produttiva, la durata e le prestazioni (compresa la velocità di stampaggio e il funzionamento regolare e ininterrotto). Le informazioni fornite in questo articolo possono servire come guida affidabile per aiutarvi a scegliere correttamente il perno di espulsione.
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