금형 제작에 사용하는 금속재료는 종류가 다양하기 때문에 용도에 맞는 재질을 선정해야 한다. 금형이 요구하는 강재는 플라스틱금형의 사출원료(Resin) 및 프레스다이의 코일재질, 금형수명과 제품 특성에 따라 달라진다. 경도, 강도, 내식성, 내마모성, 내충격성, 절삭성, 경면사상성, 열처리 효과 등은 재료 선정의 중요한 기준이다. 성형품 양산 수량, 성형품 형상, 성형사이클 및 금형소재의 기계적 성질과 가공성을 종합적으로 고려하여 선정하도록 한다. 아래는 금형강이 갖추어야 할 조건이다.
구비조건 | 설명 |
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내마모성 강도 경도 | 동작하는 금형부품 사이에서 발생하는 마찰과 마모를 극복하고 성형시 작용하는 사출압력과 하중을 견뎌내야 한다. 성형부 표면 손상은 제품에 그대로 반영되므로 경도가 높아야 한다. |
내충격성 | 성형시 반복적으로 금형에 작용하는 내부 및 외부충격과 성형 압력을 충분히 극복해야 한다. |
내식성 | 금형 표면에 부식이 발생하지 못하도록 내식성이 우수한 합금원소를 포함하고 있어야 한다. 용융수지는 금속을 부식시키는 가스를 내포하고 있다. 스테인리스강은 내식성이 우수하다. |
절삭성 기계가공성 | 원하는 형상을 효율적으로 절삭가공하고 공구마모를 최소화할 수 있어야 한다. 치수정밀도를 높이기 위한 연마 가공성이 좋아야 한다. 기계가공 시간은 금형원가에서 가장 큰 비중을 차지한다. 경도가 우수해도 절삭성이 나쁘면 금형재료 선정에 주의해야 한다. |
경면사상성 | 고품위 제품의 미려한 표면을 위해 경면사상성이 좋아야 한다. |
열처리효과 | 경도, 강도, 인성 등 기계적 성질을 끌어올리는 열처리 효과가 커야 한다. 경화능이 우수해야 한다. |
용접성 | 불량 수정 및 형상 변경 대응을 위한 금형살 덧붙이기가 쉬워야 한다. 용접시 크랙이나 핀홀 발생이 없어야 한다. |
열안정성 | 절삭가공시 발생하는 열변형과 성형 과정에서 발생하는 열팽창은 치수안정성을 떨어뜨리고 금형 동작에 무리를 주므로 열팽창계수가 작고 안정적이어야 한다. |