De belangrijkste gevolgen van korrelgroei in hotrunner-systemen zijn onder meer verminderde sterkte, verhoogd risico op scheuren, slechtere maatvastheid en kortere levensduur. Deze veranderingen hebben een aanzienlijke invloed op de matrijsprestaties en de productkwaliteit.
1. Verslechtering van mechanische eigenschappen
Verminderde sterkte en hardheid: Korrelvergroving leidt tot een vermindering van het korrelgrensgebied. Graangrenzen zijn belangrijke barrières die de beweging van dislocaties belemmeren; hun vermindering verzwakt de treksterkte en vermoeiingssterkte van het materiaal aanzienlijk.
Verslechterde plasticiteit en taaiheid: Grove korrels verhogen de brosheid van het materiaal, verminderen de rek na breuk en maken het vatbaarder voor brosse breuken onder thermische cyclusspanning.
Hoewel extreem grove of fijne korrels schadelijk zijn bij hoge temperaturen, komen extreem grove korrels veel voor in hotrunner-systemen, wat leidt tot een scherpe afname van de sterkte bij hoge- temperaturen.
2. Verhoogd risico op barsten en falen
Geïntensiveerd glijden van de korrelgrenzen: Onder gebruiksomstandigheden bij hoge- temperaturen zijn de korrelgrenzen van grove korrels gevoeliger voor glijden en migratie, waardoor spanningsconcentratiepunten worden gevormd en microscheuren worden veroorzaakt.
Versnelde kruipschade: Graangroei bevordert de kiemvorming en voortplanting van vacatures op de korrelgrens, vooral op de kruispunten van drie korrels, waar gemakkelijk scheurkernen worden gegenereerd, wat leidt tot snelle breuken na het ingaan van de derde fase van kruip.
Als abnormale korrelgroei gepaard gaat met oxidatie van de korrelgrens of plaatselijk smelten, kan dit leiden tot "oververhitting", waardoor het materiaal onherstelbaar wordt.
3. Verminderde maatnauwkeurigheid en stabiliteit:
Inhomogeniteit van de microstructuur: Gelokaliseerde abnormale korrelgroei leidt tot inconsistente thermische uitzettingscoëfficiënten, waardoor schimmelvervorming ontstaat.
Impact op de nauwkeurigheid van het spuitgieten: Vervorming van hotrunner-componenten verandert de geometrie van de runner, wat resulteert in ongelijkmatige vulling, flits of materiaaltekorten.
4. Aanzienlijk verkorte levensduur van de mal:
Vroegtijdig falen: Oververhitte gebieden worden het beginpunt van vermoeiingsscheuren, waardoor het scheuren van schimmels wordt versneld.
Hogere onderhoudskosten: Er is frequente stilstand nodig voor inspectie, reparatie of vervanging van hotrunner-componenten, wat de productie-efficiëntie beïnvloedt.
Praktische aanbeveling: Het regelen van de verwarmingstemperatuur tot onder de bovengrens van het temperen van vormstaal (bijv. H13-staal kleiner dan of gelijk aan 600 graden) kan de korrelgroei effectief vertragen.
