انتخاب مواد قالب باید سه اصل را رعایت کند. قالب الزامات کار مقاومت در برابر سایش، استحکام و چقرمگی را برآورده می کند، قالب الزامات فرآیند را برآورده می کند، و قالب باید کاربرد اقتصادی را برآورده کند.
شرایط مورد نیاز
1. مقاومت در برابر سایش
هنگامی که بلانک به صورت پلاستیکی در حفره قالب تغییر شکل می دهد، در امتداد سطح حفره جریان می یابد و می لغزد و باعث ایجاد اصطکاک شدید بین سطح حفره و بلانک می شود که باعث از بین رفتن قالب در اثر سایش می شود. بنابراین مقاومت در برابر سایش مواد یکی از اساسی ترین و مهم ترین خواص قالب است.
سختی عامل اصلی موثر بر مقاومت در برابر سایش است. به طور کلی، هر چه سختی قطعات قالب بیشتر باشد، میزان سایش کمتر و مقاومت در برابر سایش بهتر است. علاوه بر این، مقاومت در برابر سایش نیز به نوع، کمیت، شکل، اندازه و توزیع کاربیدها در مواد مرتبط است.
2. سرسختی
شرایط کار قالب ها اغلب بسیار بد است و برخی از آنها اغلب تحت بارهای ضربه ای بزرگتر قرار می گیرند که منجر به شکستگی شکننده می شود. برای جلوگیری از شکستگی شکننده ناگهانی قطعات قالب در حین کار، قالب باید از استحکام و چقرمگی بالایی برخوردار باشد.
چقرمگی قالب عمدتاً به محتوای کربن، اندازه دانه و وضعیت سازماندهی مواد بستگی دارد.
3. عملکرد شکستگی خستگی
در فرآیند کار قالب، تحت تأثیر طولانی مدت تنش چرخه ای، اغلب شکستگی ناشی از خستگی ایجاد می شود. اشکال آن شامل شکستگی خستگی چند ضربه ای کم انرژی، شکستگی خستگی کششی، شکستگی خستگی تماسی و شکستگی خستگی خمشی است.
عملکرد شکست ناشی از خستگی قالب عمدتاً به استحکام، چقرمگی، سختی و محتوای آخال در مواد بستگی دارد.
4. عملکرد دمای بالا
هنگامی که دمای کار قالب بالاتر باشد، سختی و استحکام کاهش می یابد و منجر به سایش زود هنگام قالب یا تغییر شکل و شکست پلاستیک می شود. بنابراین، مواد قالب باید از پایداری ضد حرارت بالایی برخوردار باشد تا اطمینان حاصل شود که قالب در دمای کار دارای سختی و استحکام بالایی است.
5. مقاومت در برابر خستگی گرما و سرما
برخی از قالب ها در حین فرآیند کار در حالت گرمایش و سرد شدن مکرر هستند که باعث می شود سطح حفره کشیده شود و فشار تغییر کند و باعث ایجاد ترک و لایه برداری سطحی، افزایش اصطکاک، جلوگیری از تغییر شکل پلاستیک و کاهش دقت ابعادی شود. منجر به شکست قالب می شود. خستگی گرما و سرما یکی از اشکال اصلی خرابی قالب های گرم کار است و این نوع قالب باید مقاومت بالایی در برابر خستگی سرما و گرما داشته باشد.
6. مقاومت در برابر خوردگی
هنگامی که برخی از قالب ها مانند قالب های پلاستیکی در حال کار هستند، به دلیل وجود کلر و فلوئور در پلاستیک، گازهای خورنده قوی مانند HCI و HF پس از گرم شدن برطرف می شود که باعث فرسایش سطح حفره قالب، افزایش سطح آن می شود. زبری و خرابی سایش را تشدید می کند.