مقایسه قالب آلومینیوم و فولاد در قالب‌سازی

وقتی که نیاز به وزن پایین، هدایت حرارتی بالا و قابلیت ماشینکاری خوب برای ساخت ابزار و قالب دارید بهترین قالب از کدام فلز است؟ قالب آلومینیوم یا قالب فولاد؟

فولاد P20 و فولاد ابزار H13 و آلیاژهای پایه مس و گاهی برلیوم برای ساخت قالب و ابزار استفاده می‌شود. این مواد استحکام بالا و مقاومت سایش خوب و در مورد آلیاژهای مس هدایت حرارتی بالا را برآورده می‌کنند ولی هیچکدام تمام خواسته‌های قالبساز را تامین نمی‌کنند.

بهترین پاسخ برای طیف وسیعی از قالب‌ها و ابزار، فروش آلومینیوم آلیاژی است.

هدایت حرارتی بالا در آلومینیوم (چهار برابر فولاد) باعث می‌شود هزینه‌های ساخت قالب و تولید محصول به دلایل زیر کاهش یابد:

 – زمان سرد شدن قالب در هر سیکل کاهش می‌یابد (افزایش سرعت تولید).
 – کاهش نقاط داغ در قالب که نتیجه آن کاهش اعوجاج موضعی محصول است.
 – ساده شدن سیستم خنک سازی قالب که زمان طراحی و ماشینکاری را پایین می‌آورد.

بیشتر بخوانید : 

آلومینیوم دریایی

فروش آلومینیوم ۶۰۶۳

چگالی آلومینیوم تقریبا یک سوم فولاد است این موضوع باعث می‌شود وزن قالب‌ها و ابزار کاهش یافته و نهایتا سرعت باز و بسته شدن قالب‌ها افزایش یابد. وزن کمتر قالب منجر به کاهش شدید استهلاک پرس‌ها و ماشین آلات می‌شود.

سرعت ماشینکاری و پولیشکاری آلومینیوم ۳ تا ۱۰ برابر از فولاد بیشتر است که منتج به ساخت قالب با هزینه و زمان پایین‌تر می‌شود.

هدایت الکتریکی بالا و نقطه ذوب پایین در مقایسه با فولاد باعث می‌شود در ساخت قالب به وسیله اسپارک، سرعت چهار تا پنج برابر افزایش یابد.

نتیجه مزایای ذکر شده ۳۰% کاهش هزینه در ساخت قالب و افزایش ۴۰% در راندمان تولید است.

یکی از ویژگی‌هایی که اغلب برای فولادها در مقایسه با آلومینیوم آلیاژی در نظر گرفته می‌شود، سختی سطح آنهاست. که در بعضی از قالب‌های مرسوم پلاستیک استفاده می‌شود. برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت سایش بسیار بالاتر است می‌توان با فرایندهایی مثل هارد آنودایز یا آبکاری نیکل آلومینیوم به خواص مورد نطر در حد فولادها رسید که پاسخگوی نیاز باشد.

کدام آلیاژ آلومینیوم مناسب است؟

به دلیل تنوع آلومینیوم آلیاژی براساس نوع آلیاژ و عملیات حرارتی، مصرف کننده با طیف وسیعی از انواع متریال مواجه می‌شود که باید آلیاژ مناسب با نیاز انتخاب شود. هم محصولات ریختگی و هم محصولات کار شده با طیف وسیعی از ضخامت، عرض و طول است.

ورق‌های ریختگی دارای مزایای زیر هستند:

 – ساختار دانه‌ای یکنواخت
 – تنش پسماند بسیار کم
 – صافی سطح مطلوب
 – بدون عیوب داخلی
 – سطح تمام شده عالی

از کاربردهای پلیت آلومینیوم ریخته‌گری شده می‌توان به قالب‌های صنایع غذایی اشاره کرد.
محصولات آلومینیومی کار شده کاربردهای گسترده‌ای دارند از جمله:

 – یکنواختی خواص در ضخامت که بسیار مهم است چون ضخامت‌های بالا بسیار کاربردی و مهم هستند.
 – تنش پسماند بسیار کم که حاصل تنش زدایی مکانیکی مثل کشش و یا فشار بعد از انجام عملیات حرارتی است.
 – صافی سطح عالی

برای کاربردهایی چون قالب پلاستیک فشار کم و یا کامپوزیت‌ها که شامل ترموفرمینگ و جابجایی رزین هستند نیازمند مقاومت به خوردگی بالا و قابلیت جوشکاری هستند آلیاژهای ۵۰۰۰ مانند ۵۰۸۳ پیشنهاد داده می‌شوند.

سایر کاربردها مانند قالب گیری فشار پایین مانند لاستیک و سایر الاستومترها که شامل طیف دمایی ۲۰۵ -۱۷۵ درجه سانتی‌گراد است، نیازمند ماده‌ای با استحکام متوسط و حفظ خواص در دمای بالا است. که اغلب آلیاژهای سری ۲۰۰۰ مانند ۲۰۲۴ که آلومینیوم مرسوم برای کاربردهای دما بالاست.

برای کاربردهای قالب‌های تزریقی و فشاری همچنین بولستر، که نیاز به استحکام بالا با قابلیت ماشین کاری بسیار خوب، قابلیت پولیش کاری بالا و پایداری ابعادی خوب دارند. گروه آلیاژهای ۷۰۰۰ این نیازها را به خوبی برطرف می کنند.