Vật liệu của khuôn được xác định tùy thuộc vào công dụng của nó.

Tiêu chí của vật liệu làm khuôn

Tiêu chí để xác định vật liệu khuôn bao gồm:

• Khả năng chịu mài mòn
  Tính đến tuổi bền của khuôn bao lâu hoặc khả năng duy trì độ chính xác kích thước của các chi tiết khuôn theo sản lượng của loạt sản phẩm.
  
• Khả năng đạt độ nhẵn bóng
  Tính đến khả năng đánh bóng khuôn đúc để có được độ nhẵn bóng của sản phẩm theo yêu cầu.
  
• Tính gia công
  Sử dụng vật liệu có độ cứng phù hợp để dễ gia công khuôn hoặc các chi tiết.
  
• Nhiệt luyện
  Sử dụng vật liệu có thể nhiệt luyện tốt.
  
• Độ bền
  Dùng vật liệu khuôn có đủ độ bền kéo, nén uống, trong quá trình làm việc.
  
• Độ dẫn nhiệt
  Sử dụng vật liệu mà dễ điều khiển nhiệt độ của nó khi làm nguội khuôn.
  
• Giao hàng / Giá thành
  Dùng vật liệu có giá thấp và sẵn có trên thị trường hoặc chắc chắn mua được.
  

  Với những cân nhắc khi làm khuôn, xác định vật liệu phù hợp.

Các loại vật liệu làm khuôn và cách sử dụng của chúng

Sau đây là những vật liệu thép thường được sử dụng.
Các chi tiết khác của khuôn yêu cầu những loại vật liệu khác. Ngoài ra, một vài chi tiết có yêu cầu độ cứng đặc biệt và phải dùng vật liệu nhiệt luyện được.


Thép kết cấu thông thường (Tiêu chuẩn JIS: SS400)

Giá rẻ và dễ kiếm.
Nhược điểm của vật liệu này là mềm và có những vết lõm (rỗ khí). Nó được dùng trong các phần mà không yêu cầu bền hoặc cứng như (tấm đẩy "ejector plate", Khối kê "spacer block", trụ đỡ "support pillar").



Thép cacbon kết cấu (Tiêu chuẩn JIS: S25C - S55C)

Giá rẻ, dễ kiếm. chất lượng cao.
Có thể dùng để thường hóa "normalizing", hoặc tôi "quenching", hoặc ram "tempering".


(A) S35C - S45C
được sử dụng để làm các chi tiết khuôn bình thường, tấm đỡ "support plate", vòng định vị "locating ring", hoặc bạc cuống phun "sprue bush".


(B) S55C
Được tôi và ram đến độ cứng HS28 - 35 để cải thiện chất lượng. Loại này được dùng rộng rãi như loại vật liệu làm khuôn phổ biến nhất.



Thép các bon dụng cụ (Tiêu chuẩn JIS: SK3 - SK7)

Tôi đạt độ cứng cao (HRC50 - 60). Chống mòn rất tốt, giá của thép cacbon dụng cụ là tương đối thấp.
Sử dụng cho các bộ phận trượt đòi hỏi độ cứng và chống mài mòn như chốt dẫn hướng "guide pin", bạc dẫn hướng "guide bush", hoặc chốt hồi "return pin".



Thép hợp kim dụng cụ (Tiêu chuẩn JIS: SKD, SKS)

(A) SKD11
Độ thấm tôi và chống mài mòn tốt hơn so với vật liêu SK. Ít biến dạng khi nhiệt luyện.

Sử dụng cho lòng khuôn "cavity" và khối ghép "core (insert)", có độ cưng từ HRC55 - 60. Đôi khi cũng dùng các loại thép khác như thép chống mài mòn hoặc thép chịu.

(B) SKD61
Có khả năng chịu nhiệt và có độ bền tốt hơn. Sử dụng làm lòng khuôn và khối chèn (insert) đòi hỏi độ cứng và độ chống mài mòn cao.
Khi sử dụng pin đẩy "ejector pin", thì nó được thấm nito để tăng độ cứng lớp bề mặt.


(C) SKS2, SKS3
Các loại thép này được bổ xung thêm Crom và Vonfram để nâng cao độ cứng tôi tính chống mài mòn .
Được sử dụng cho lòng khuôn và khôi ghép (insert) cần độ cứng và độ chống mài mòn cao. Đô cứng là HRC55 - 60.



Bảng dưới đây đưa ra các loại thép được sử dụng làm tấm khuôn.
Yêu cầu vật liệu đối với khuôn cũng khác nhau, phụ thuộc vào vật liệu nhựa,độ bóng của sản phẩm hoặc chất gia cường và chất độn như là sợi thủy tinh trộn lẫn vật liệu khuôn "molding material" , Điều đó là quan trọng là phải chọn vật liệu làm khuôn để đạt được các yêu cầu đó.

Nhiệt luyện vật liệu

Vật liệu làm khuôn có thể được gia công mà không nhiệt luyện hoặc có nhiệt luyện hoặc xử lý bề mặt để nâng cao chất lượng của thép.
Nhiệt luyện được sử dụng để cải thiện chất lượng của phôi thép.
Xử lý bề mặt được sử dụng chỉ để nâng cao chất lượng bề mặt nhưng vẫn duy trì chất lượng bên trong của vật liệu.


---

Nhiệt luyện thép

Nhiệt luyện là nung nóng hoặc làm lạnh vật liệu kim loại để đạt độ cứng yêu cầu, tính chống mài mòn, hoặc nâng cao tính gia công .
Nhiệt luyện bao gồm 4 công việc - Tôi, Ram, Thường hóa, và Ủ


1) Tôi "Quenching"
Đầu tiên núng nóng thép với nhiệt độ cao, sau đó được làm lạnh nhanh bằng nước hoặc dầu.
Quá trình này làm tăng độ cứng của vật liệu thép. Tuy nhiên, nếu thép chứa ít hơn 0.3% Cacbon hoặc nhiều hơn 0.6% carbon, quá trình này không hiệu quả.

2) Ram "Tempering"
Thép đã được tôi gia nhiệt và làm lạnh lần nữa..
Điều này làm tăng độ dài của thép đã tôi, nhưng độ cứng của nó sẽ giảm chút ít so với lúc tôi.


3) Thường hóa "Normalizing"
Thép được gia nhiệt đến nhiệt độ nhất định, được giữ nhiệt trong một khoảng thời gian sau đó làm nguội bằng không khí.
Điều này để cải thiện tinh thể của vật đúc(có cấu trúc thô và cơ tính kém) hoặc thép rèn, để nâng cao và chuẩn hóa chất lượng vật liệu.


4)Ủ "Annealing"
Thép được gia nhiệt đến nhiệt độ nhất định, được giữ nhiệt trong một khoảng thời gian và sau đó được làm nguội dần dần.
Điều này được thực hiện để làm giảm khuyết tật của vật liệu thép do cấu trúc tinh thể bị sai lệnh, hạt tinh thể quá to, biến cứng trong quá trình gia công.



---

Xử lý bề mặt của thép

1) Thấm cacsbon "Cementation"
Cacbon được thấm vào bề mặt của vật liệu để tạo ra một lớp thép mỏng.


2) Thấm Nitow "Tufftriding"
Sau khi tôi và ram thép, được nito hóa bằng nhiệt để nito được khuếch tán vào thép.
Phương pháp này tạo ra một lớp mỏng nitorid sắt trên bề mặt cứng hơn phương pháp thấm cacbon.


3)Thấm Xyanuaya "Cyanide Process"
Đầu tiên, Muối xyanua được gia nhiệt đến một nhiệt độ nhất định trong một thùng sắt cho nóng chảy ra. Then steel is soaked in the molten cyanide and cooled rapidly by water or oil to increase hardness.


4) Induction Hardening
The method of quenching by the heat from eddy current which is generated by high frequency current.
Working time is short, and quenching is made evenly.