Sert bakır alaşımları aşağıdaki kalıp çeşitlerinde kullanılır.
1) Plastik Kalıpları: Bunlar da üç gruptur.
Enjeksiyon kalıpları
Şişirme kalıpları
Termoform kalıplar
2) Kokil Kalıplar
3) Cam Kalıplar
Plastik enjeksiyon kalıpları ve şişirme kalıpları gibi ısı alışverişinin yoğun olduğu kalıplarda, hem sertliğin, hem de ısı iletkenliğinin uygun bir kombinasyonunun sağlandığı çeşitli bakır alaşımları, takım çeliklerinin yerini almaktadır. Bu gibi kalıplarda, bakır alaşımlarının tercih sebebi ısı iletkenliğidir.
Plastik kalıplarda oluşan ısının plastikten alınıp, soğutma suyuna geçirilmesi üç ana faktöre bağlıdır.
1) Kalıp malzemesinin ısıl iletkenliği,
2) Plastik-kalıp ara yüzeyi ile kalıp-soğutma suyu arasındaki sıcaklık farklılığı,
3) Bu iki ara yüzey arasındaki mesafe.
1.2738 çeliği için, iki dakikanın üzerinde olan bir çevrim süresini, bir bakır alaşımından yapılan kalıpta 28 saniyeye indirebileceği deneysel bir çalışmada ispatlanmıştır. Bu gibi sonuçlar kalıp tasarımcılarının ilgisini çekmiştir. Bu durum beraberinde birçok avantajı da beraberinde getirir böylece;
Çevrim süresi kısalır.
Kalıbın kullanım süresi artar.
Soğutma kanalları azalacak veya gerek kalmayacağından kalıp daha hızlı işlenir.
Cupro CB ve Cupro B2 berilyumlu bakır alaşımları 1.2738’e göre kat kat daha hızlı işleneceğinden işleme maliyeti düşer.
Genel olarak plastik enjeksiyon kalıplarından beklenen özellikler:
Isı iletkenliği yüksek olmalı
Isı iletimi üniform olmalı
İşleme rahat olmalı
Korozyona dayanımlı olmalı
İç gerilmelerin oluşumu az olmalı
Aşındırıcı plastiklerde sertliğin yüksek olması gerektiğinden, sertliği yüksek alaşımlardan biri örneğin Cupro B2 seçilmelidir. Isıl iletkenliği düşse de öncelikle kalıp ömrünü düşünmek gerekir.
Çevrim süresinin azaltılması:
Aşağıdaki grafikte, klasik kalıp malzemeleri ile sert bakır alaşımlarının ısı özellikleri karşılaştırması gösterilmiştir. Bu bilgiler, özellikle işlem sıcaklığının artması ile sert bakır alaşımlarının üstün ısı iletkenliğini açıkça ortaya koymaktadır. Sert bakır alaşımları kul
lanıldığı taktirde, yüksek ısı iletkenliği ve kalıp parçalarına yapışmaya üstün dayanımı enjeksiyon çevrim zamanını %25 ile %50 azaltabilir.
0 Isı iletkenliği: W /m•K
Tabiatta bulunan çeşitli metallerin, değişik özellikleri vardır. Yapacağımız işe göre bu metallerin özelliklerini değerlendirip, seçim yapabiliriz. Örneğin plastik enjeksiyon kalıplarında ilk amaç çevrim süresini düşürmektir. Ama bunu yaparken belli bir mekanik özelliğin olması da şarttır. Aşağıdaki tabloda çok çeşitli metallerin ısıl iletkenlik özellikleri verilmiştir. Buna göre en yüksek ısıl iletkenliği olan metal gümüştür. Ama fiyatı nedeniyle kimse kullanmak istemez. Gümüş kadar yüksek ısıl iletkenliği olmasa da, ortanın üstü bir seviyede ısıl iletkenliği olan, ama belli bir düzeyde mukavemeti olan berilyumlu bakır alaşımı özellikle yüksek adetli plastik kalıplarında idealdir.
Alüminyum Bronzlarının Plastik Enjeksiyon Makinelerinde Kullanımı:
Şekil 12’deki enjeksiyon makinesinde gösterilen yüksek aşınma dayanımı gerektiren parçalar, kızaklar ve parçaları, pim kovanı, cıvata kovanı, kam pimi kızağı gibi parçalardır. Kalıpta yüksek ısıl ve mekanik gerilmelere dayanım gerektiren kalıp parçaları, kalıptan çıkaran, kızaklık yapan, soğutma yapan parçalar da alüminyum bronzundan yapılabilir.
Avantajları;
•Verim artışı
•Sızıntısız imalat
•Düşük bakım giderleri
•Yüksek ürün kalitesi
•Daha yüksek kalitede ve güvenilirlikte otomasyon.
•Kovanlarda sızdırma olmaz
•Korozyon dayanımı
•Erozyon ile işleyebilme
•350o C ye kadar çalışma imkanı