Formenstahl

Die Auswahl des richtigen Formstahls ist die grundlegende technische Entscheidung, die die Werkzeugstandzeit, die thermischen Zykluszeiten, die Oberflächenpolierbarkeit und die Korrosionsbeständigkeit beim Kunststoffspritzgießen bestimmt. Die Auswahl an Werkzeugstählen reicht von vorvergütetem P20 und 718H für kosteneffiziente Mittelserienproduktion bis hin zu vollständig gehärtetem S136-Edelstahl und H13-Werkzeugstahl (52+ HRC) für Formen der Klasse 101 mit über 1.000.000 Schuss. Bei Jucheng Precision, einem zertifizierten ISO 9001- und IATF 16949-Auftragshersteller, sind wir auf den Bau von Formen aus hochhartem Stahl spezialisiert. Mithilfe von über 25 eigenen 5-Achsen-CNC-Bearbeitungszentren, Vakuumwärmebehandlung und SPI A-1-Diamantspiegelpolitur bearbeiten wir Stahlkavitäten auf Toleranzen von ±0,005 mm, verifiziert durch Zeiss-CMM-Inspektion.

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Unsere verfügbaren Materialien

P20 Formenstahl

Die Beseitigung von Verzug durch Wärmebehandlung nach der Bearbeitung bei gleichzeitiger Sicherung einer wirtschaftlichen Werkzeuglösung für mittlere Serienproduktionen erfordert eine technisch hergestellte, vorgehärtete Legierung, die der AISI P20 (DIN 1.2311) Formenstahl liefert. Vorgehärtet auf einheitliche 28–34 HRC bietet P20-Stahl hervorragende Zerspanbarkeit, gleichmäßige Kernhärte und gute Polierbarkeit bis zu einem SPI B-2 Finish. Bei Jucheng Precision, einem zertifizierten ISO 9001 und IATF 16949 Lohnfertiger, spezialisieren wir uns auf 5-Achs-CNC-Bearbeitung von P20-Stahl Formeinsätzen. Mit Werkzeugstandzeiten von bis zu 500.000 Zyklen verarbeiten unsere P20-Spritzgussformen Standard- und technische Thermoplaste, verifiziert durch Zeiss-Koordinatenmessmaschinenprüfung.

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H13-Werkzeugstahl

Um starkem abrasivem Werkzeugverschleiß durch faserverstärkte Verbundstoffe zu widerstehen und schnelle thermische Wechsel ohne Wärmerissbildung zu überstehen, ist eine hochharte Warmarbeitslegierung erforderlich, die der AISI-H13-Werkzeugstahl (DIN 1.2344) bietet. Vakuumgehärtet und dreimal angelassen auf 50–54 HRC bietet der Chrom-Molybdän-Vanadium-Stahl H13 eine außergewöhnliche Thermoschockbeständigkeit, hohe Druckfestigkeit und unnachgiebige Verschleißfestigkeit im Angussbereich. Bei Jucheng Precision, einem zertifizierten ISO-9001- und IATF-16949-Lohnfertiger, sind wir auf die 5-Achs-CNC-Bearbeitung von H13-Stahlformkavitäten spezialisiert. Mit Standzeiten der Klasse 101 von über 1.000.000 Zyklen verarbeiten unsere H13-Formen zuverlässig Hochtemperatur-Superpolymere und abrasive gefüllte Harze, verifiziert durch Zeiss-Koordinatenmessmaschinenprüfung.

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S136 Formstahl

Die Beseitigung mikroskopischer Oberflächenlunker und der Schutz von Formnestwänden vor saurer Gasausgasung beim Hochpräzisionsformen in der Medizin- und Optikbranche erfordert eine elektroschlacke-umgeschmolzene Edelstahllegierung, die der S136 Formstahl bietet. Vakuumgehärtet auf 48–52 HRC enthält ESR S136 Edelstahlwerkzeugstahl 13,6% Chrom und bietet außergewöhnliche Beständigkeit gegen Rost in Kühlkanälen und korrosiven Polymerabbau. Bei Jucheng Precision, einem zertifizierten Auftragsfertiger nach ISO 9001 und ISO 13485, sind wir auf 5-Achs-CNC-Bearbeitung und Diamantspiegelpolitur von S136 Stahlformeinsätzen spezialisiert. Mit einer optischen Oberflächengüte von SPI A-1 garantieren unsere S136 Produktionsformen über 1.000.000 Schuss, verifiziert durch Zeiss-Koordinatenmessmaschinenprüfung.

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718 Formstahl

Die Beseitigung von Wärmeschockverzerrungen in großen Formblöcken bei gleichzeitiger Sicherung einer überlegenen Härtegleichmäßigkeit des Kerns gegenüber Standard-P20 erfordert einen fortschrittlichen vorvergüteten Nickellegierungsstahl, den 718H (DIN 1.2738) Formstahl liefert. Vorvergütet auf eine gleichmäßige 32–38 HRC, enthält 718H-Stahl Nickelzusätze, die eine gleichbleibende Härte über dicke Werkzeugabschnitte bis zu 400 mm Tiefe gewährleisten, eine feine SPI B-1-Politur und präzise fotogeätzte Texturen ermöglichen. Bei Jucheng Precision, einem zertifizierten ISO 9001- und IATF 16949-Auftragshersteller, sind wir auf die 5-Achsen-CNC-Bearbeitung großer 718-Stahl-Formkavitäten spezialisiert. Mit Werkzeugstandzeiten von bis zu über 500.000 Zyklen verarbeiten unsere 718-Formen zuverlässig Automobilkarosserieteile und Gerätegehäuse, verifiziert durch Zeiss-CMM-Inspektion.

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NAK80 Formenstahl

Um eine optimale Balance zwischen der Festigkeit des vorgehärteten Kernstahls, pinhole-freien funkenerosiven Oberflächen und spiegelnder Politurfähigkeit ohne Verzug durch Wärmebehandlung nach der Bearbeitung zu erreichen, ist eine ausscheidungshärtbare Legierung erforderlich, die der NAK80 Formenstahl bietet. Im Werk ausscheidungsgehärtet auf eine gleichmäßige Härte von 37–43 HRC, bietet NAK80 (Cu-Al-Ni legierter Stahl) eine außergewöhnliche Zerspanbarkeit, ein gleichmäßiges Gefüge und eine hohe Schweißbarkeit. Bei Jucheng Precision, einem nach ISO 9001 und IATF 16949 zertifizierten Lohnfertiger, sind wir auf 5-Achs-CNC-Bearbeitung und Präzisionsfunkenerosion von NAK80 Formeinsätzen spezialisiert. Mit Standzeiten von über 500.000 Zyklen produzieren unsere NAK80 Formen hochglänzende Kosmetikgehäuse und klare optische Linsen, die durch Zeiss CMM-Messung verifiziert werden.

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Die Auswahl des richtigen Formstahls ist die einzige kritischste technische Entscheidung in Kundenspezifischer Formenbau. Von vorvergüteten Stählen für kosteneffiziente Pilotläufe bis hin zu vollständig gehärteten Edelstählen für Produktionswerkzeuge mit über 1.000.000 Zyklen bestimmt die Wahl der richtigen Legierung die Oberflächenbeschaffenheit des Teils, die Werkzeuglebensdauer und die thermische Zykluseffizienz.

Leistungs- und HRC-Härtematrix für Werkzeugstahlsorten

Wir bearbeiten und wärmebehandeln Premium-Werkzeugstahllegierungen von zertifizierten europäischen und asiatischen Stahlwerken, um sie an Ihr Produktionsvolumen und Ihre Harzchemie anzupassen:

Werkzeugstahlgüte Härte (HRC) Korrosions- und Verschleißbeständigkeit Garantierte Werkzeugstandzeit (Schusszahl)
S136 Edelstahl 48 – 52 HRC (gehärtet) Hochchromhaltiger Edelstahl. Außergewöhnliche Korrosionsbeständigkeit gegen saure Ausgasungen; ermöglicht eine SPI A-1-Diamantspiegelpolitur. 1.000.000+ Schuss
H13-Werkzeugstahl 50 – 54 HRC (gehärtet) Warmarbeitsstahl mit extremer Thermoschockbeständigkeit und hoher Druckfestigkeit. Widersteht abrasivem Glasfaserverschleiß. 1.000.000+ Schuss
P20 / 718H Stahl 28 – 34 HRC (vorgehärtet) Vielseitiger vorgehärteter Stahl mit hervorragender Zerspanbarkeit und gleichmäßiger Kernhärte ohne Verformung durch nachträgliche Wärmebehandlung. 250.000 – 500.000 Schüsse
NAK80-Stahl 37 – 43 HRC (vorgehärtet) Vorgehärteter ausscheidungshärtender Stahl mit überlegener EDM-Funkenbearbeitung, hoher Polierbarkeit und ausgezeichneter Schweißbarkeit. 500.000+ Schüsse

Werkzeugstahl-Kompatibilität mit technischen Harzen

Verschiedene Polymerchemikalien stellen unterschiedliche physikalische Anforderungen an die Oberflächen der Werkzeugkavität während Spritzguss:

Harzchemie-Klasse Empfohlener Werkzeugstahl Begründung für technische Werkzeuge
Optisch klare & medizinische Harze (Polycarbonat (PC), PMMA (Acryl), Biokompatibles & medizinisches Harz in Medizintechnik-Qualität) S136 Edelstahl (50 HRC) Hochreine Edelstahlstruktur ermöglicht eine Diamant-Spiegelpolitur (Oberflächenveredelung SPI A-1) ohne Mikro-Lunker oder Rost-Einschlüsse.
Schleiffaser-Compounds (Glasfaser (GF), Kohlenstofffaser (CF)) H13 Werkzeugstahl (52-54 HRC) Hohe Oberflächenhärte verhindert Angusserosion und Kavitätenausbrüche, die durch hochgeschwindigkeits-Glas- oder Kohlenstofffaserscherung verursacht werden.
Korrosive & flammhemmende Harze (Flammhemmend (FR), PVC (Polyvinylchlorid)) Hochchromhaltiger S136 / M340 Edelstahl Widersteht saurer Ausgasung, die entsteht, wenn Flammschutzmittel oder Vinyl-Compounds bei hohen Schmelzverarbeitungstemperaturen zerfallen.
Standard-Allgemeinharze (Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), ABS, Polystyrol (PS)) P20 / 718H / NAK80 Stahl Optimiert Werkzeugkosten und Lieferzeiten und bietet zuverlässige 250k–500k Schuss Standzeit für Hochvolumen-Spritzguss.

Stahl-Wärmebehandlungs- & Korrosionsschutz-Matrix

Die Ausführung von Präzisionsformbau erfordert strenge metallurgische Wärmebehandlungskontrolle und 5-Achsen-CNC-Bearbeitung:

Vakuum-Wärmebehandlung & Spannungsarmglühen

Gehärtete Stähle (S136, H13) durchlaufen eine computergesteuerte Vakuum-Wärmebehandlung, gefolgt von dreifachem Anlassen, um eine gleichmäßige Kernhärte von 50–54 HRC zu erreichen. Dies eliminiert innere Restspannungen und verhindert Werkzeugverzug während der Hochgeschwindigkeits-CNC-Fräsbearbeitung.

5-Achsen-CNC-Präzisionsformnestbearbeitung

Unter Einsatz von über 25 hauseigenen 5-Achsen-CNC-Bearbeitungszentren schneiden wir gehärtete Stahleinsätze auf Toleranzen von ±0,005 mm. Dies gewährleistet Mikrospalt-Absperrungen an Trennlinien und verhindert Gratbildung selbst beim Verarbeiten niedrigviskoser Superpolymere wie Polyetheretherketon (PEEK) und Polyphenylensulfid (PPS).

Spiegelpolieren & Oberflächentexturierung

S136-Formnester werden von Meister-Formenbauern mit Diamantpasten-Verbindungen handpoliert, um SPI A-1-Spiegelklarheit zu erreichen, während P20- und 718-Stähle das Säureätzen für Mold-Tech-Texturen oder VDI 3400 EDM-Funkenerosionsoberflächen unterstützen.

Vorbeugende Wartung & lebenslange Werkzeuggarantie

Formen, die bei Jucheng laufen, werden einer planmäßigen Formenreparatur & -wartung, unterzogen, einschließlich Ultraschall-Formnestreinigung und Kernausrichtungsprüfungen, um langfristige Wiederholbarkeit bei Produktions-Spritzgussform Werkzeugen zu gewährleisten.

Materialeigenschaften

Dichte (Werkzeugstahl) 7,75 - 7,85 g/cm³
Härtebereich (vollständig gehärteter S136 / H13) 48 - 54 HRC
Härtebereich (vorgehärteter P20 / NAK80) 28 - 40 HRC
Zugfestigkeit (gehärteter H13 / S136) 1.500 - 1.950 MPa
Streckgrenze (gehärteter H13 / S136) 1.200 - 1.600 MPa
Wärmeleitfähigkeit (23°C) 24 - 30 W/(m·K)
Wärmeausdehnungskoeffizient (20-100°C) 11,5 - 12,8 10⁻⁶/K
Druckfestigkeit (52 HRC) 1.800 - 2.200 MPa
Schlagzähigkeit (Charpy-V-Kerbe) 20 - 35 J
SPI-Politurfähigkeit der Oberfläche SPI A-1 (Diamantspiegelpolitur)
Garantierte Werkzeugstandzeit (Klasse 101 gehärtet) 1.000.000+ Zyklen
Maximale Formplattengröße 2500 x 1800 mm
Minimale Bearbeitungstoleranz +/- 0,005 mm