محصولات پلاستیکی، امروزه در زندگی ما نقش مهمی ایفا می‌کنند. می‌توان گفت تقریبا هر روزه با محصولاتی سر و کار داریم که از پلاستیک ساخته شده‌اند. اما پلاستیک،‌ با توجه به ماهیت سست و شکننده‌ای که دارد، قابلیت چکش‌کاری ندارد. اینجاست که پای قالب‌هایی با نام، فولاد قالب پلاستیک یا فولاد SPK به وسط می‌آید.

از این رو، برای شکل‌دهی به این ماده، باید آن را ذوب کرده و در قالب‌های مخصوصی تزریق، و سپس سرد کرد تا به شکل دلخواه درآید. قالب‌هایی که برای این منظور استفاده می‌شوند، از جنس آلیاژهای فولادی هستند.

به این دسته از فولادها، به طور کلی فولاد قالب پلاستیکی می‌گویند که خود، دارای انواع مختلفی است. در ادامه، ویژگی‌ها و انواع فولاد قالب پلاستیک را بررسی می‌کنیم.

فولاد قالب پلاستیکی چیست؟

یکی از قدیمی‌ترین روش‌های تولید محصولات صنعتی، روش قالب‌ گیری است. در گذشته از این روش برای تولید ادوات نظامی همچون شمشیر و سرنیزه استفاده می‌شده. همچنین از این روش برای ساخت بسیاری از محصولات فلزی و دیگر مواد استفاده می‌شده.

در این پست ما در حال معرفی قالب مخصوص پلاستیک هستیم، و این روش قالب گیری دقیقا همان روشی است که برای تولید محصولات پلاستیکی استفاده می‌شود. از جمله علت‌های استفاده از این روش می‌توان به موارد موجود در فهرست زیر اشاره کرد.

• کم هزینه بودن
• گرین کاری
• سرعت بالای تولیدات
• قابلیت پولیش کاری
• تکنولوژی ساده و موثر
• ضایعات تقریبا صفر
• کیفیت محصولات تولیدی بالا

با توجه موارد ذکر شده در فهرست بالا، دریافتیم که استفاده از قالب گیری برای تولید محصولات صنعتی، گزینه‌ای ارزان و کارآمد می‌باشد. در حال حاضر بیش از نیمی از وسایل و کالا‌های موجود در خانه و زندگی ما، تشکیل شده از ترکیبات پلاستیکی می‌باشد.

از جمله لپ‌تاپ، گوشی همراه، دسته صندلی، داشبورد ماشین، بدنه خودکار و بسیاری از اقلام دیگر که در ترکیباتشان از پلاستیک استفاده شده است. از آنجایی که پلاستیک قابلیت چکش‌خواری یا فرم دهی ندارد، بایستی آن را ذوب کرد و به درون قالب ریخت تا شکل مورد نظر را، پیدا کند.

از این رو نیاز به قالب‌هایی جهت انجام این پروسه، احساس می‌شود. این قالب‌ها باید از نظر مقاومت در برابر اصطکاک و دمای بالا، مقاوم باشند. همچنین معمولا از جنس فولاد ساخته می‌شوند و به آن‌ها، فولاد قالب پلاستیکی می‌گویند. این فولاد قالب پلاستیکی، دارای ۴ نوع بر حسب چقرمگی می‌باشد که در فهرست زیر موجود است.

1. فولاد قالب پلاستیکی پیش سخت شده
2. فولاد قالب پلاستیکی آنیل
3. فولاد قالب پلاستیک پیر سخت شونده
4. فولاد قالب پلاستیک پیش سخت شونده

فولاد‌های قالب پلاستیکی، دارای سطحی صاف، بدون درز و ترک و صیقل داده شده است. از این رو در به علت نداشتن درز و ترک در سطح ورق، زمان تولید آن بسیار کوتاه می باشد، بدین دلیل که سطح ورق‌های فولاد پلاستیکی آنیل و سخت‌تر از قسمت‌های دیگرش است.

البته به همین سبب زمان برشکاری و تراشکاری آن می‌تواند نسبتا زیاد باشد. همچنین برای تولید رزین هایی که بسیار ساینده و نیازمند پروسه‌هایی در دماهای بالا دارند مناسب نیستند.

فولاد P۲۰ چیست؟

فولاد P۲۰ یک گرید فولادی محبوب است که از نظر ترکیبات آلیاژی، شباهت زیادی به فولاد 41XX دارد. از فولاد 41XX برای مصارف فضایی استفاده می‌شود. فولاد P۲۰ دارای 4 درصد کربن است. لذا نمی‌توان آن از آن انتظار داشت در روغن سخت شود.

پدیده کوئنچ کردن نیز بعد از رسیدن به دمای ۸۳۰ درجه سلسیوس انجام می شود. p20 به سبب خاصیت چکش‌خواری، کاربردهای زیادی دارد. در دمای ۷۸۰۰ درجه سانتی‌گراد به حالت خمیری شکل می رسد. این فولاد توسط هوا سرد و در دماهای پایین نیز نرم می‌باشد.

زمانی که مقدار ثبت شده برای فولاد پایه ۵۰ HRC می‌باشد، p20 می‌تواند مقداری بیش از ۵۰ HRC سخت شود، حتی اگر مقدار سختی بیشتر و مقاومت شیمیایی بالاتر از این آلیاژ انتظار رود می‌توان با نیترید کردن آن سختی را تا ۶۰ HRC افزایش داد . می‌توان سخت کاری عمقی نزدیک به نیم میلیمتر در قطعه ایجاد کرد.

روش دیگر استفاده از روکش عنصر کروم است. به شرط دمای متوسط و مشخص، از ترد شدن فولاد توسط عنصر هیدروژن جلوگیری می کند.

هرچند استفاده از مواد سخت کاری شده، فشار و زحمت بیشتری را به قالب ساز تحمیل می کند، اما وجود حفره هایی عمیق در دل ورق، نیاز به بخش‌های ساختاری بیشتری دارد. اگر عملیات حرارتی به خوبی انجام نشود، در هسته مرکزی ورق حفره و خلاء ایجاد می‌شود.

اگر در مرحله ماشین کاری لایه سطحی ورق به طور کامل برداشته شود، تنش باقیمانده باعث تغییر شکل ورق خواهد شد. که در این صورت نیاز به انجام یک یا دو مرحله کاهش تنش باقیمانده(ماشینکاری تا رسیدن به سطحی صاف و یکدست) در قالب خواهیم داشت.

نکات پایانی در مورد روش ساخت قالب فولاد پلاستیکی

المان‌ها و عناصر تشکیل دهنده مختلفی در یک آلیاژ فولادی وجود دارد، که برای استحکام ساختاری فلز حائز اهمیت است. اما روش و چگونگی قالب گیری نیز دارای اهمیت بالایی می باشد. یعنی از چه روشی برای تولید این قالب استفاده شود هم مهم است.

راه و روش‌های مختلف، و پیشرفته‌ای مانند ذوب مجدد فولاد در محیط خلاء و متالوژی پودری، می‌توانند موجب پدیده شکل گیری ساختار بسیار پیوسته از فولاد شوند. یعنی قالب با کیفیت‌تری تولید شود، اما به طبع هزینه تولید قالب از این روش‌ها بیشتر خواهد شد.

انواع فولاد قالب پلاستیکی

چهار نوع از آلیاژهای فولادی موجود در بازار را با نام فولاد قالب پلاستیک می‌شناسند:

• فولاد 1.2312
• فولاد 1.2083
• فولاد 1.2311
• فولاد 1.2738
• فولاد MO40

فولاد 1.2312 (M200)

از این فولاد در ساخت قالب‌هایی با ابعاد متوسط و بزرگ استفاده شده و دارای سطحی صاف و براق مانند آینه است. همچنین براده برداری مناسبی دارد و در ساخت کلیه ابزار‌هایی که جهت تولید پلاستیک مصنوعی استفاده می‌شوند، از فولاد 1.2312 استفاده می‌گردد.

همچنین این فولاد قابلیت ماشینکاری بسیار خوبی دارد و از این رو مورد توجه مشتریان قرار دارد. از این فولادها، در ساخت مقاطع آلیاژی مختلف، مانند تسمه 1.2312 استفاده می‌شود. این مقاطع، تحت پردازش قرار می‌گیرند و تبدیل به محصول نهایی می‌گردند.

همچنین در صنایع مواد غذایی و بهداشتی بسیار کاربرد دارد. از این فولاد برای ساخت چهارچوب قالب‌های پلاستیک مصنوعی نیز استفاده می‌شود. از دیگر ویژگی‌های این فولاد قالب پلاستیکی کاربردی می‌توان به موارد موجود در فهرست زیر اشاره کرد:

• ابزارآلات مختلف جهت فرایند تولید پلاستیک مصنوعی
• قالب های پلاستیکی با قابلیت ضربه ای
• دمای فورجینگ 1050-850
• دمای آنیلینگ 740-720
• دمای سختی پذیری 880-860
• محیط خنک کردن(کونچینگ) روغن – هوا
• دمای برگشت 650-600
• درجه سختی برینل 300HB

کلیه دماهای موجود در فهرست بالا، بر حسب درجه سانتی‌گراد می‌باشند.

فولاد 1.2738 (M238)

این فولاد، یکی دیگر از انواع فولاد قالب پلاستیکی می‌باشد که با نام M238 در بازار شناخته می‌شود. از خصوصیات این فولاد قالب پلاستیکی می‌توان به قابلیت ماشینکاری خوب، و استفاده در برخی از صنایع به عنوان فولاد گرمکار، اشاره کرد. در فهرست زیر اطلاعات فولاد M238 موجود است:

• دمای فورجینگ 850-1050
• دمای آنیلینگ 720-740
• درجه سختی برینل 300HB

کلیه دماهای موجود در فهرست بالا بر‌حسب درجه سانتی‌گراد می باشند.

از کاربرد‌های این فولاد قالب پلاستیکی می‌توان به موارد موجود در فهرست زیر اشاره کرد:

• ریخته گری تحت فشار (دایکست)
• ساخت ابزارهای هیدروفرمینگ
• ساخت قالب‏‌های صفحه اجاق گاز
• میز و صندلی پلاستیکی
• انواع لوازم پلاستیکی مانند: بطری مواد غذایی و شیمیایی همچون نوشابه

فولاد 1.2083 (M310)

ویژگی‌های این فولاد SPK، در فهرست زیر جمع آوری شده است:

• دمای فورجینگ 1050-850
• دمای آنیلینگ 780-730
• دمای سختی پذیری 1000 – 1050
• محیط خنک کردن روغن
• دمای برگشت 100 – 200

کلیه دماهای موجود در فهرست، بر‌حسب درجه سانتی‌گراد می‌باشند.

در جدول زیر، توان استحکام/ سختی تقریبی آلیاژ‌های مختلف فولادی که از آن‌ها در ساخت قالب‌های فولاد پلاستیکی استفاده می‌شود، جمع‌آوری شده است:

استحکام / سختی تقریبی	گرید فولادی
سختی سطحی ۶۰ HRC – استحکام مرکزی ۱۱۰۰ N/mm2	۱٫۲۱۶۲
۱۰۰۰ N/mm2	۱٫۲۳۱۱
۱۱۰۰ N/mm2	۱٫۲۳۱۱
۵۶ HRC	۱٫۲۰۸۳
۵۲ HRC	فولاد ۱٫۲۷۶۷
۵۰ HRC	فولاد ۱٫۲۳۴۴
۶۰ HRC	فولاد 1.2379 SPK NL
۶۰ HRC	۱٫۲۸۴۲
۵۶ HRC	۱٫۲۷۰۹

فولاد MO40

فولاد۱٫۷۲۲۵ که با نام تجاری MO40 بکار می‌رود، یک نوع فولاد قالب پلاستیکی به حساب می‌آید و در بین انواع فولاد قالب پلاستیکی، از دیگر فولادهای موجود از اهمیت بیشتری برخوردار است. چرا که این فولاد از ترکیب شیمیایی crmo4 تولید می‌شود. برخی از ویژگی‌های فولاد MO40 در فهرست زیر موجود است:

دمای آنیلینگ 800-850

دمای تمپر 875-900

استاندارد‌های فولاد MO40 در برخی از کشور‌های دنیا، عبارتند از:

• آلمان DIN 1.7225
• سوئد 42CRMO4
• ایالات متحده آمریکا AISI 4140

مشخصات فیزیکی/مکانیکی فولاد mo40 (استاندارد ایالات متحده آمریکا AISI 4140) در جدول زیر جمع‌آوری شده است:

خاصیت مکانیکی	مقدار
توان بازدهی	۴۱۵MPa
توان کششی	۶۵۵MPa
ضریب توده	۱۴۰GPa
ضریب برش	۸۰GPa
ضریب الاستیک	۱۹۰-۲۱۰MPa
نسبت پویسون	۰/۲۷-۰/۳۰
کشیدگی تا شکست	۲۵/۷۰%
سختی، برینل	۱۹۷
سختی، راکوِل B	۹۲
سختی ، نوپ	۲۱۹
سختی، راکوِل C	۱۳
قابلیت ماشینکاری	۶۵
سختی، ویکرز	۲۰۷

فولاد mo40 بسته به میزان سختی در دمای ۲۰۵-۶۴۹ درجه سانتیگراد تمپر می‌شود. تمپر فولاد در دمای پایین باعث افزایش سختی آن می‌شود. به عنوان مثال، اگر در۳۱۶ درجه سانتی‌گراد تمپر شود، استحکام کششی آن برابر با  ۲۲۵ksi می‌باشد.

حال اگر فولاد MO40 در ۵۳۸ درجه سانتی‌گراد تمپر شود، استحکام کششی آن برابر با ۱۳۰ksi خواهد بود. جوشکاری این نوع فولاد با استفاده از تمامی روش‌ها، ممکن است اما اگر در شرایط عملیات حرارتی جوش داده شود، ویژگی‌های مکانیکی آن دچار ضعف خواهد شد. بنابراین در چنین شرایطی، فولاد عملیات حرارتی دچار مشکل می‌شود.

موارد کاربرد MO40

در فهرست زیر برخی از موارد پر کاربرد فولاد MO40، جمع‌آوری شده است:

• شاتون‌های صنعتی
• محور خودرو‌های سواری
• دنده و فرمان خودرو‌ها
• پیچ های مختلف مانند: استد بولت‌ و انکر بولت
• توربین‌های مختلف در صنایع مختلف
• غلطک‌های  صنایع سیمان‌سازی
• صنایع هوا و فضا
• غلطک‌های صنایع فولاد
• ظروف تحت فشار در صنایع شیمیایی

استانداردهای مختلف فولاد mo40 در جدول زیر موجود است:

نام	استاندارد
۴۲CrMo4	BS EN 10250
۱٫۷۲۲۵	Material No
۳۸HM	DIN
۴۱۴۰	ASTM A29
SCM440	JIS G4105
۷۰۸M40	BS 970-3-1991
EN19A	BS 970-1955
۴۱۴۰	AS 1444
۴۲CD4	AFNOR

شرایط استفاده از فولاد قالب پلاستیک

در صورتی که قصد خرید فولاد قالب پلاستیک دارید، باید به برخی موارد توجه کنید. چرا که قیمت فولاد قالب پلاستیک، با توجه به انواع آن تفاوت دارد و باید بهترین نوع را بر اساس شرایط خود انتخاب کنید. برخی از مهمترین این عوامل عبارتند از:

• نوع مواد پلاستیکی که قرار است عمل قالب‌گیری روی آن‌ها انجام شود، از اهمیت زیادی برخوردار است.
• نوع فرآیند تولید و شکل هندسی که قرار است محصول پلاستیکی تولید‌شده به خود بگیرد، باید پیش از خرید تعیین شود.
• میزان سایشی که قرار است قالب فولادی در معرض آن قرار گیرد. البته اهمیت این عامل بیشتر در عملیات قالبگیری فشار مطرح می‌شود تا قالب گیری تزریق.
• قابلیت پولیش نیز دیگر عاملی است که در انتخاب نوع فولاد قالب پلاستیک، اهمیت زیادی دارد. این قابلیت، در میزان درجه‌ی کیفیت دریافتی محصول، بسیار مهم است.

قیمت فولاد پلاستیکی

انتخاب آلیاژ و گرید مناسب برای فولاد قالب پلاستیکی، گزینه‌ای بسیار حیاتی است. چرا که انتخاب قالبی با حداکثر بازدهی و طول عمر، بر میزان تولیدات و روند بی وقفه تولید، تاثیر مستقیم خواهد داشت. بهتر است در این زمینه با دقت کافی و بررسی مواد در حال تزریق به قالب تصمیم نهایی را گرفت.

چرا که قالب‌های فولاد پلاستیکی، انواع مختلف با قیمت‌های متفاوتی دارند. میزان عناصر مختلف کروم، مولیبدن و کربن در گرید قالب پلاستیکی، تفاوت‌هایی را در ابعاد بزرگ ایجاد می‌کند که بایستی قبل از خرید آن‌ها را در نظر گرفت. همچنین جهت خرید انواع فولاد آلیاژی پر کاربرد در ساختمان سازی و صنعت همانند: 

• ناودانی 
• نبشی 
• میلگرد آجدار 
• لوله استیل 

و سایر محصولات فولادی، با کارشناس شرکت در تماس باشید و بصورت رایگان، مشاوره بگیرید.

خرید فولاد پلاستیکی

همچنین با استفاده از لیست قیمت موجود در بالای همین پست، اطلاعاتی در مورد قیمت محصولات فولاد قالب پلاستیکی بدست می‌آورید. لذا در صورت نیاز به فولاد قالب پلاستیکی، تیم آرسینکو پاسخگوی نیاز شماست.