4. Выбор материалов для изготовления деталей пресс-форм

Оформляющие детали пресс-форм испытывают большие механические нагрузки и нагрев до температуры 200° С, подвергаются интенсивному истиранию, особенно при переработке пластмасс с минеральным наполнителем, коррозии.

Условия работы деталей, соприкасающихся с пластмассой, а также технологические требования обусловливают необходимость применения для их изготовления сложнолегированных инструментальных и конструкционных сталей. Основные технологические требования, предъявляемые к сталям для изготовления пресс-форм, — хорошая обрабатываемость и минимальное коробление при термообработке. Последнее требование вызвано сложностью формы рабочих деталей, зависящей от конфигурации изделий, что часто не позволяет применять шлифование для окончательной обработки после закалки.

Загрузочные камеры и матрицы в момент прессования испытывают наибольшие нагрузки со стороны пластмасс, находящихся под давлением более 1000 кгс/см². Для предотвращения поломок таких деталей их либо заключают в обоймы, либо изготовляют из цементируемых сталей 12ХН3А, 20Х или 20, что сохраняет вязкость сердцевины и предотвращает опасный разрыв стенок.

Оформляющие знаки и вставки простой, формы, позволяющей шлифовать их, выдерживая окончательные размеры после закалки, изготовляют из инструментальной стали У8А.

Круглые знаки ступенчатые, конусные или с фасонным контуром можно изготовлять точением из стали У10А, оставляя минимальный припуск на доводку и полировку после закалки. Сталь У10А имеет меньшую поводку, чем У8А, и в ряде случаев при изготовлении деталей формы тела вращения позволяет отказаться от операции шлифования после термообработки.

Для матриц сложной формы с тонкими перемычками и выступами применяют сталь ХВГ, дающую минимальные поводки при закалке, сталь 5ХВ2С, имеющую повышенную вязкость, сталь 40X13 и некоторые другие легированные стали. Рабочие детали, изготовляемые из нержавеющей стали 40X13, не требуют хромирования, не подвержены коррозии и незначительно коробятся при закалке. Обрабатываемость стали 40X13 хуже, чем ХВГ или 5ХВ2С, что объясняется большим содержанием хрома.

Фасонные оформляющие полости матриц, получить которые механической обработкой на станках весьма сложно, изготовляют методом холодного выдавливания в сырой заготовке закаленным пуансоном. Пуансоны для холодного выдавливания изготовляют из высокопрочных износоустойчивых сталей Х12М, Х12, Х12Ф1 с последующей закалкой на твердость 60—64 HRC. Матрицы, предназначенные для холодного выдавливания в них полостей, изготовляют из стали 10 с последующей цементацией и закалкой.

В условиях единичного и опытного производства, когда необходимо получить незначительное количество пластмассовых изделий сложной формы, матрицы для литья под давлением можно изготовлять из композиций на основе эпоксидных смол с металлическим наполнителем. В этих случаях применяют эпоксидные смолы ЭД-5 и ЭЦ. В качестве наполнителя используют алюминиевую пудру ПАК-3, железный порошок ПЖ-1-М, медный порошок ПМ-1.

В табл. 11 приведены марки сталей, применяемых для изготовления различных деталей пресс-форм.