1, Sistemul standard de matriță al Organizației Internaționale de Standardizare (ISO)
ISO este cea mai influentă organizație de standardizare din lume, iar standardele sale de matriță sunt dezvoltate de TC 29/SC Subcomitetul 8 (Stamping and Forming Mold Subcomitete), care acoperă cerințele tehnice pentru piese standard a trei tipuri majore de matrițe: matrițe de ștanțare, matrițe de plastic și matrițe de turnare sub presiune. Începând cu 2024, ISO a lansat 48 de standarde efective de matriță, cu conținut de bază inclusiv:
Terminologie și specificații dimensionale: ISO 17672 „Terminologia matriței” unifică definițiile terminologice din industria mondială a matriței pentru a evita erorile de comunicare cauzate de diferențele de limbă. De exemplu, clarificarea terminologiei componentelor cheie, cum ar fi „coloana de ghidare”, „manșonul de ghidare” și „partea superioară înclinată” oferă o bază pentru colaborarea transfrontalieră-.
Cerințe de performanță a materialului: ISO 4957 „Condiții tehnice de livrare pentru oțelul pentru scule” specifică compoziția chimică, procesul de tratament termic și indicatorii de performanță mecanică a oțelului pentru matriță. De exemplu, este necesar ca duritatea oțelului din plastic să atingă HRC 28-32 pentru a asigura un echilibru între rezistența la uzură și tenacitate; Rezistența la oboseală termică a oțelului turnat sub presiune trebuie să îndeplinească cerința de 5000 de cicluri fără fisuri pentru a se adapta la condiții de temperatură ridicată și presiune înaltă.
Standarde de siguranță și mediu: ISO 13849 „Reguli generale pentru proiectarea sistemelor mecanice de control al siguranței” impune ca proiectarea matriței să integreze dispozitive de blocare de siguranță pentru a preveni atingerea accidentală a zonelor periculoase de către operatori. De exemplu, matrițele pentru acoperirea mașinii trebuie să fie echipate cu dispozitive fotoelectrice de detectare care se închid automat atunci când este detectată proximitatea umană.
Caz industrial: matrița pentru iPhone de la Apple adoptă oțel de matriță pentru lucru la cald, certificat ISO 1.2344 (H13), care are o duritate de HRC 52 după tratamentul de stingere în vid și poate rezista la presiunea de injecție la temperaturi ridicate de 200 de grade. Durata de viață a unui singur set de matrițe depășește de 500000 de ori, reducând semnificativ costul de înlocuire a matriței.
2, Sistemul standard de mucegai al Comitetului European de Standardizare (CEN)
Standardele EN dezvoltate de CEN se concentrează pe calitatea produselor turnate și pe siguranța dispozitivelor. Printre cele 12 standarde legate de mucegai, următoarele două categorii au cerințe de material deosebit de stricte:
Standardul pentru matrițe de forjare și matrițe de-turnare sub presiune: EN 12543 „Cerințe de siguranță pentru matrițe de turnare sub presiune” stipulează că materialele de matriță trebuie să treacă un test de impact la temperatură scăzută de -40 de grade- pentru a asigura rezistența chiar și în medii reci. De exemplu, matrița de turnare sub presiune a corpului cilindrului BMW folosește oțel 1.2367 (H11) certificat EN standard, care poate rezista la o forță de turnare sub presiune de 1500 de tone într-un mediu de -30 de grade .
Standarde de toleranță dimensională pentru piese formate: EN 10243 „Toleranțe dimensionale pentru piese de ștanțare metalice” împarte nivelurile de toleranță în F (nivel de precizie), M (nivel mediu) și P (nivel grosier), necesitând ca coeficientul de expansiune liniar al oțelului de matriță să fie mai mic de 12 × 10 ⁻⁶/grad pentru a reduce impactul deformației dimensionale asupra preciziei dimensionale. De exemplu, matrița pentru sistemul de injecție de combustibil Bosch adoptă standardul EN certificat 1.2083 (oțel inoxidabil 420), cu un coeficient de expansiune liniar de numai 10,5 × 10 ⁻⁶/grad, asigurând că toleranța diametrului duzei este controlată în ± 0,005 mm.
Caz industrial: matrița cu carcasă a mașinii Siemens Medical CT adoptă oțel precălit certificat standard EN 1.2738 (P20+Ni) cu o duritate din fabrică de HRC 30-34, care poate fi procesat direct fără tratament termic, evitând problema spațiului excesiv de asamblare între carcasă și componentele interne cauzate de deformarea termică.
3, Sistemul standard de matriță al Societății Americane pentru Testare și Materiale (ASTM)
Standardul ASTM este cunoscut pentru metodele sale de testare a performanței materialelor. În standardele sale legate de matriță, următoarele două categorii au o importanță de orientare a industriei pentru cerințele materiale:
Specificație generală pentru oțel pentru scule: ASTM A681 „Specificație generală pentru oțel pentru scule” împarte oțelul pentru matriță în trei categorii: oțel pentru prelucrare la rece, oțel pentru prelucrare la cald și oțel pentru matriță din plastic și specifică indicatori de bază precum duritatea, tenacitatea și rezistența la uzură pentru fiecare tip de oțel. De exemplu, duritatea la impact a oțelului cu matriță pentru prelucrare la rece trebuie să fie mai mare sau egală cu 20 J/cm² pentru a se adapta la condițiile de stres ridicat, cum ar fi perforarea și întinderea.
Standardul procesului de tratare termică pentru oțel pentru matriță: ASTM A370 „Metoda de testare pentru proprietățile mecanice ale produselor din oțel” specifică în detaliu parametrii procesului, cum ar fi temperatura de călire și timpul de revenire pentru oțelul pentru matriță. De exemplu, este necesar ca temperatura de călire a oțelului H13 să fie controlată între 1020-1050 grade , iar temperatura de revenire să fie efectuată în două etape (550 grade +480 grade ) pentru a obține cele mai bune proprietăți mecanice cuprinzătoare.
Caz industrial: matrița integrată de-corp de turnare sub presiune de la Tesla adoptă certificatul ASTM 8407 (oțel modificat H13), care are o duritate de HRC 54 după un tratament termic special. Rezistența sa la oboseală termică este cu 30% mai mare decât oțelul H13 tradițional și poate rezista la impact continuu de 6 ori pe minut pe o mașină de turnare sub presiune de 6000 de tone-.
4, Aplicarea practică a standardelor internaționale în domeniul electronicelor de larg consum
Cerințele de material pentru matrițele de înveliș pentru electronice de consum combină precizia și funcționalitatea, iar cazurile de aplicare standard internaționale includ:
Matriță pentru cadru pentru telefonul mobil: matrița pentru cadru din seria Samsung Galaxy S este fabricată din 1.2316 certificat ISO (oțel 420 rezistent la acid), iar după tratamentul de acoperire PVD, duritatea suprafeței ajunge la HV2000, care poate rezista la coroziunea transpirației. În același timp, a trecut testul de impact la temperatură joasă-certificat EN standard pentru a se asigura că poate menține rezistența într-un mediu de -20 de grade .
Matriță pentru carcasă pentru laptop: matrița pentru carcasă Lenovo ThinkPad utilizează 718AH (oțel precălit P20+Ni) certificat ASTM cu o duritate din fabrică de HRC 33-37, care poate fi procesată direct fără tratament termic pentru a evita problema spațiului excesiv dintre carcasă și ansamblul tastaturii cauzată de deformarea termică.
Formă pentru carcasă dispozitiv portabil: matrița pentru carcasă Apple Watch este fabricată din S136 (oțel inoxidabil 420) certificat ISO, care a suferit un tratament de stingere în vid pentru a obține o duritate de HRC 50. În același timp, a trecut testul de pulverizare cu sare certificat de standardele CEN (96 de ore fără rugină), asigurând pe termen lung -pentru a fi folosit în medii umede.
