MŰANYAG- ÉS GUMIIPARI ÉVKÖNYV 2014
51
ményeknek megfelelőt kell kiválasztani. Más típu-
sú alapanyagot igényelnek az egyes szerszámele-
mek, így például a formalapok, a kidobók, a vezető
elemek, de akár a különböző speciális fröccsöntési
eljárások is. Aműanyag-alakító szerszámanyagok-
kal szemben támasztott követelmények összetet-
tek, az alapanyagnak megeresztésállónak, magas
hőmérsékleten is kopásállónak, szívósnak, méret-
tartónak kell lennie. A követelmények teljesülését
kisebb széntartalom mellett Si, Mn, Mo, Ni, W, V
ötvözők biztosítják. Az acélok a különböző ötvö-
zők hatására más mechanikai és fizikai tulajdon-
ságokkal rendelkeznek. A szerszámalapanyagokat
lágyított állapotban szállítják a felhasználó részé-
re, a könnyebb megmunkálhatóság érdekében. Az
anyag a végleges tulajdonságait a megmunkálást
követő hőkezelés során éri el. A végső hőkezelés a
nemesítés, melynek első lépése az edzés. Az edzés
során martenzites szövetszerkezet alakul ki, amely
nagyon kemény, de egyidejűleg rideg is. Ezt min-
den esetben megeresztés követi, melynek eredmé-
nyeként csökken az martenzit rácsban a feszült-
ség, az anyag elveszti ridegségét, míg a kemény-
sége csak kis mértékben csökken. A megeresztési
hőmérséklet növelésével az anyag keménysége
és szilárdsága tovább csökken, míg a szívóssága
(ütőmunka) növekszik. Az egyes szerszámacélok
specifikációjában általában közreadják azt a diag-
ramot, ami a keménység, vagy szilárdság értékek
alakulását mutatja a megeresztési hőmérséklet
függvényében, mely alapján a hőkezelés során a
kívánt mechanikai tulajdonság beállítható. A ne-
mesítés során a megeresztés magas hőmérsékleten
(~550-660°C) történik, melynek eredményeként
a megnövekedett karbon diffúzió révén a rend-
kívül nagy szívóssággal rendelkező szferoidites
szövetszerkezet alakul ki. Az első megeresztést
követheti egy második megeresztés. A formalapok
gyártására legelterjedtebb alapanyag az 1.2311
acél, vagy más néven P20-as acél, amely Cr, Mo,
Mn ötvözésű előnemesített acél, amelyet a követ-
kező tulajdonságok jellemeznek [8, 9]: homogén
szövetszerkezetű, jól forgácsolható, jó átedződése
által egyenletes szilárdságú a teljes keresztmet-
szet mentén (max. 400 mm), nagy szívósságú,
nitridálható, betétedzhető, lánggal és indukciósan
edzhető, keménykrómozható, bevonatolható, jól
polírozható, szikraforgácsolható, fotomaratható.
A speciális fröccsöntési eljárásokhoz léteznek
nagy hőtűrésű, korrózióálló, stb. anyagok, ezek
viszont kisebb szilárdságúak és a megmunkálásuk
is nehezebb. A hűtési idő csökkentésére alternatív
megoldást nyújtanak a nagy hővezető képességű
anyagok. Ilyen anyagokat gyárt többek között az
Ampco Metal, ami több nagymértékben ötvözött
réz alapanyagot kínál, elérhető a jobb hővezető ké-
pességű, de rosszabb mechanikai tulajdonságokkal
rendelkező anyag és létezik az acél mechanikai tu-
lajdonságait megközelítő, de rosszabb hővezetésű
réz alapanyag is [11].
További megoldást nyújthat a hűtési idő csök-
kentésére, ha DMLS technológiával készült szer-
számbetétek kerülnek felhasználásra. A DMLS
technológiához általánosságban felhasznált anyag
az MS1 acélpor, ami hőkezelés után a P20-as
(1.2311) acélhoz hasonló mechanikai és fizikai tu-
lajdonságokkal rendelkezik. A felsorolt alapanya-
gok fontosabb mechanikai és fizikai tulajdonságait
a 1. táblázat mutatja [10-12].
1.2311 Ampcoloy 940
MS1
Sűrűség [kg/m
3
]
7800
8710
8100
Szakító szilárdság [MPa]
1020
544
1950
Folyáshatár [MPa]
900
475
1900
Rugalmassági modulus [GPa]
250
131
180
Hővezetési tényező [W/mK]
29
208
20
Fajhő [J/kgK]
460
380
450
1. táblázat A szimulációkhoz felhasznált alapanyagok fonto-
sabb tulajdonságai [10-12]
Vizsgálatokhoz felhasznált szerszámkialakítások
A hűtési vizsgálatokhoz négy különböző szerszám-
betét került kialakításra. Az iparban leggyakrabban
alkalmazott konstrukció volt a referencia, amely
hagyományos hűtőgeometriával 1.2311-es jelölésű
