Частина 1 -Холодна обробкапомертисталь
Штампована сталь для холодної обробки включає форми для виготовлення штампування та різання (форми для штампування та штампування, форми для обрізки, пуансони, ножиці), прес-форми для холодної висадки, прес-форми для холодного видавлювання, форми для згинання та форми для волочіння дроту тощо.
1. Умови праці та вимоги до виконання холодної обробкиштампована сталь
Під час операції холодної обробкиштампована стальЗавдяки високій стійкості до деформації оброблюваного матеріалу робоча частина прес-форми витримує великий тиск, силу вигину, силу удару і силу тертя.Тому звичайною причиною утилізації прес-форм для холодної обробки є знос.Бувають також випадки, коли вони передчасно виходять з ладу через руйнування, силу згортання та деформацію, що перевищує допуск.
У порівнянні з ріжучою інструментальною сталлю, холодна роботаштампована стальмає багато подібностей.Прес-форма повинна мати високу твердість і зносостійкість, високу міцність на вигин і достатню в'язкість, щоб забезпечити плавний хід процесу штампування.Відмінність полягає в складній формі та технології обробки прес-форми, а також у великій площі тертя та високій ймовірності зносу, що ускладнює ремонт та шліфування.Тому потрібна більш висока зносостійкість.Коли прес-форма працює, вона несе високий тиск штампування та схильна до концентрації напруги через свою складну форму, тому вона вимагає високої міцності;Прес-форма має великий розмір і складну форму, тому вимагає високої прогартовуваності, малої деформації та схильності до розтріскування.Одним словом, вимоги до прогартовуваності, зносостійкості та міцності холодної обробкиштампована стальвищі, ніж у ріжучої інструментальної сталі.Однак вимоги до червоної твердості відносно низькі або в основному не потрібні (оскільки вона формується в холодному стані), тому деякі марки сталі, придатні для форм холодної обробки, також були сформовані, такі як розвиток високої зносостійкості, мікродеформації холодна роботаштампована стальі висока міцність холодної роботиштампована сталь.
2. Вибір марки сталі
Зазвичай, відповідно до умов використання прес-форм для холодної обробки, вибір марок сталі можна розділити на наступні чотири ситуації:
①Cстара робоча форма невеликого розміру, простої форми та невеликого навантаження.
Наприклад, невеликі пуансони та ножиці для різання сталевих листів можна виготовляти з вуглецевих інструментальних сталей, таких як Т7А, Т8А, Т10А та Т12А.Переваги цього типу сталі:Хороша технологічність, низька ціна та легке джерело.Але його недоліками є: низька прогартовуваність, низька зносостійкість, велика деформація гарту.Тому він придатний лише для виготовлення інструментів невеликих розмірів, простих форм і невеликих навантажень, а також форм для холодної обробки, які вимагають низького зміцнення шару та високої міцності.
② Прес-форми для холодної обробки великих розмірів, складної форми та невеликих навантажень.
Зазвичай використовувані типи сталі включають низьколеговані сталі для ріжучих інструментів, такі як 9SiCr, CrWMn, GCr15 і 9Mn2V.Діаметр загартування цих сталей в маслі зазвичай може досягати понад 40 мм.Серед них сталь 9Мн2В є видом холодної обробкиштампована стальрозроблений в Китаї в останні роки, який не містить Cr.Він може замінити або частково замінити сталь, що містить Cr.
Неоднорідність карбіду та тенденція до розтріскування при загартуванні сталі 9Mn2V менші, ніж у сталі CrWMn, а тенденція до зневуглецювання менша, ніж у сталі 9SiCr, тоді як прогартуваність вища, ніж у вуглецевої інструментальної сталі.Його ціна лише приблизно на 30% вища, ніж останній, тому це марка сталі, яку варто рекламувати та використовувати.Однак сталь 9Mn2V також має деякі недоліки, такі як низька ударна в'язкість і явище розтріскування, яке спостерігається під час виробництва та використання.Крім того, стабільність відпуску погана, і температура відпуску зазвичай не перевищує 180 ℃.При відпуску при 200 ℃ міцність на вигин і в'язкість починають показувати низькі значення.
Сталь 9Mn2V можна загартувати в середовищі гарту з відносно помірною охолоджувальною здатністю, наприклад нітратом і гарячою олією.Для деяких прес-форм із суворими вимогами до деформації та низькими вимогами до твердості можна використовувати аустенітне ізотермічне гартування.
③ Прес-форми для холодної обробки великих розмірів, складної форми та важких навантажень.
Необхідно використовувати середньолеговану або високолеговану сталь, таку як Cr12Mo, Crl2MoV, Cr6WV, Cr4W2MoV тощо. Крім того, також можна використовувати швидкорізальну сталь.
Останніми роками зростає тенденція використання швидкорізальної сталі як прес-форм для холодної обробки, але слід зазначити, що в цей час це вже не використання унікальної червоної міцності швидкорізальної сталі, а а його висока прогартовуваність і висока зносостійкість.Тому в процесі термообробки також повинні бути відмінності.
При використанні швидкорізальної сталі в якості холодної форми слід застосовувати низькотемпературне загартування для підвищення в'язкості.Наприклад, зазвичай використовувана температура гарту для ріжучих інструментів зі сталі W18Cr4V становить 1280-1290 ℃.При виготовленні форм для холодної обробки слід використовувати низькотемпературне гартування при 1190 ℃.Іншим прикладом є сталь W6Mo5Cr4V2.Використовуючи низькотемпературне гартування, можна значно збільшити термін служби, особливо за рахунок значного зниження рівня втрат.
④ Форми для холодної обробки, які піддаються ударним навантаженням і мають тонкі зазори між лезами.
Як зазначалося вище, вимоги до продуктивності перших трьох типів сталей для холодної обробки штампів пов’язані здебільшого з високою зносостійкістю, тому використовується високовуглецева заевтектоїдна сталь і навіть ледебуритова сталь.Однак для деяких штампів для холодної обробки, таких як бічні башти для різання та заготовки, які мають тонкі стикові з’єднання та піддаються ударному навантаженню під час використання, потрібна висока ударна в’язкість.Щоб вирішити цю суперечність, можна вжити наступних заходів:
Ⅰ-зменшити вміст вуглецю та використовувати доевтектоїдну сталь, щоб уникнути зниження в'язкості сталі, викликаного первинними та вторинними карбідами;
Ⅱ-Додавання легуючих елементів, таких як Si та Cr, для покращення стабільності відпуску та температури сталі (відпуск при 240-270 ℃) є корисним для повного усунення напруги гарту та покращення продуктивності без зниження твердості;
Ⅲ-Додайте такі елементи, як W, щоб утворити тугоплавкі карбіди, щоб покращити зернистість і підвищити міцність.Сталі, які зазвичай використовуються для високоміцних форм для холодної обробки, включають 6SiCr, 4CrW2Si, 5CrW2Si тощо.
3. Способи повного використання потенціалу продуктивності холодної обробки штампової сталі
При використанні сталі типу Cr12 або швидкорізальної сталі як прес-форм для холодної обробки основною проблемою є висока крихкість сталі, яка схильна до розтріскування під час використання.З цією метою необхідно рафінувати карбіди за допомогою достатніх методів кування.Крім того, необхідно розробити нові марки сталі.Основна увага при розробці нових марок сталі повинна бути спрямована на зниження вмісту вуглецю в сталі та кількості карбідоутворюючих елементів.
Сталь Cr4W2MoV має такі переваги, як висока твердість, висока зносостійкість і хороша загартовуваність.Він також має гарну стійкість до відпуску та комплексні механічні властивості.Він використовується для виготовлення штампів із кремнієвої сталі тощо. Він може збільшити термін служби більш ніж у 1-3 рази порівняно зі сталлю Cr12MoV.Однак температурний діапазон кування цієї сталі вузький, і вона схильна до розтріскування під час кування.Необхідно суворо контролювати температуру кування та робочі характеристики.
Сталь Cr2Mn2SiWMoV має низьку температуру загартування, малу деформацію загартування та високу загартовуваність.Це відомо як мікродеформація, загартована повітрямштампована сталь.
Сталь 7W7Cr4MoV може замінити сталь W18Cr4V і Cr12MoV.Його характеристика полягає в тому, що нерівномірність карбідів і міцність сталі були значно покращені.
частина2 -Гаряча роботаштампована сталь
1. Умови роботи гарячих прес-форм
Прес-форми для гарячої обробки включають форми для кування з молотком, прес-форми для гарячої екструзії та форми для лиття під тиском.Як зазначалося раніше, основною характеристикою умов роботи прес-форм для гарячої обробки є контакт з гарячим металом, що є основною відмінністю від умов роботи форм для холодної обробки.Таким чином, це призведе до наступних двох проблем:
(1) Металева поверхня порожнини прес-форми нагрівається.Зазвичай, коли працюють штампи, температура поверхні порожнини матриці може досягати понад 300-400 ℃, а матриця гарячої екструзії може досягати понад 500-800 ℃;Температура порожнини форми для лиття під тиском залежить від типу матеріалу для лиття під тиском і температури заливки.Під час лиття чорного металу під тиском температура порожнини форми може досягати понад 1000 ℃.Такі високі температури використання значно зменшать твердість поверхні та міцність порожнини форми, що робить її схильною до згинання під час використання.Основні вимоги до продуктивності гарячогоштампована стальце висока термопластична стійкість, включаючи високотемпературну твердість і міцність, а також висока термопластична стійкість, що фактично відображає високу стійкість сталі до відпустки.З цього можна знайти перший спосіб легування гарячої штампованої сталі, тобто додавання легуючих елементів, таких як Cr, W, Si, може покращити стійкість сталі до відпустки.
(2) Термічна втома (розтріскування) виникає на поверхні металу порожнини форми.Робочі характеристики гарячих форм є переривчастими.Після кожного утворення гарячого металу поверхню порожнини прес-форми необхідно охолоджувати за допомогою таких засобів, як вода, масло та повітря.Таким чином, робочий стан гарячої прес-форми багаторазово нагрівається та охолоджується, так що поверхневий метал порожнини прес-форми зазнає багаторазового теплового розширення, тобто неодноразово піддається напрузі розтягування та стискання.В результаті на поверхні порожнини форми з’являться тріщини, що називається термічною втомою.Тому друга основна вимога до продуктивності гарячогоштампована стальвисувається, тобто має високу стійкість до термічної втоми.
Загалом, основними факторами, що впливають на опір сталі термічній втомі, є:
① Теплопровідність сталі.Висока теплопровідність сталі дозволяє знизити ступінь нагрівання поверхні металу форми, тим самим зменшуючи схильність сталі до термічної втоми.Загальноприйнято вважати, що теплопровідність сталі пов'язана з вмістом в ній вуглецю.Коли вміст вуглецю високий, теплопровідність низька, тому для гарячих робіт не можна використовувати високовуглецеву стальштампована сталь.У виробництві зазвичай використовується низький вміст вуглецю в середньовуглецевій сталі (C0,3% 5-0,6%), що може призвести до зниження твердості та міцності сталі, а також є шкідливим.
② Ефект критичної точки сталі.Зазвичай, чим вище критична точка (Acl) сталі, тим нижча її схильність до термічної втоми.Тому критична точка сталі зазвичай підвищується додаванням легуючих елементів Cr, W, Si та свинцю.Таким чином підвищується опір сталі термічній втомі.
2. Сталь для широко використовуваних форм для гарячої обробки
(1) Сталь для штампів молоткового кування.Взагалі кажучи, є дві важливі проблеми з використанням сталі для форм для кування з молотом.По-перше, він піддається ударним навантаженням в процесі експлуатації.Таким чином, механічні властивості сталі повинні бути високими, особливо для стійкості до пластичної деформації та в'язкості;Друга причина полягає в тому, що розмір поперечного перерізу штампа для кування з молотом є відносно великим (<400 мм), що вимагає високої гарту сталі для забезпечення однорідної мікроструктури та продуктивності всієї матриці.
Зазвичай використовувані штампові сталі для молоткового кування включають 5CrNiMo, 5CrMnMo, 5CrNiW, 5CrNiTi та 5CrMnMoSiV.Різні типи форм для вушок молотка повинні використовувати різні матеріали.Для дуже великих або великих штампів для кування молотків краще використовувати 5CrNiMo.Також можна використовувати 5CrNiTi, 5CrNiW або 5CrMnMoSi.Сталь 5CrMnMo зазвичай використовується для штампів малого та середнього розміру.
(2) Сталь використовується для гарячих екструзійних форм, а робочою характеристикою гарячих екструзійних форм є низька швидкість завантаження.Тому температура нагріву порожнини форми відносно висока, зазвичай до 500-800 ℃.Вимоги до продуктивності для цього типу сталі повинні головним чином зосереджуватися на високій високотемпературній міцності (тобто високій стабільності відпуску) і високій стійкості до теплової втоми.Вимоги до АК і прогартовуваності можуть бути відповідно знижені.Як правило, розмір форм для гарячого екструзії невеликий, часто менше 70-90 мм.
Зазвичай використовувані форми для гарячої екструзії включають 4CrW2Si, 3Cr2W8V і 5% Cr типу гарячої роботиштампована стальс.Серед них 4CrW2Si можна використовувати як для холодної обробкиштампована стальі гаряча роботаштампована сталь.Завдяки різному використанню можна використовувати різні методи термічної обробки.При виготовленні холодних форм використовуються більш низькі температури гарту (870-900 ℃) і низька або середня температура обробки;При виготовленні гарячих форм застосовують більш високу температуру гарту (зазвичай 950-1000 ℃) і високотемпературну обробку відпуском.
(3) Сталь для форм для лиття під тиском.Загалом вимоги до експлуатаційних характеристик сталі для форм для лиття під тиском подібні до вимог до прес-форм для гарячої екструзії, головними вимогами є висока стійкість до відпустки та стійкість до термічної втоми.Таким чином, тип сталі, який зазвичай використовується, загалом такий самий, як і сталь, яка використовується для прес-форм гарячої екструзії.Як зазвичай, використовується сталь типу 4CrW2Si і 3Cr2W8V.Однак існують відмінності, такі як використання 40Cr, 30CrMnSi та 40CrMo для форм для лиття під тиском з цинкового сплаву з низькою температурою плавлення;Для форм для лиття під тиском зі сплавів Al і Mg можна вибрати 4CrW2Si, 4Cr5MoSiV тощо.Для прес-форм для лиття під тиском з медного сплаву в основному використовується сталь 3Cr2W8V.
професійнийПомерти SчайникSпостачальник – Jinbaicheng Metal
JINBAICHENGє провідним світовим постачальникомхолодна робота і гаряча роботаштампові сталі, пластмасиштампована стальs, інструментальні сталі для лиття під тиском і спеціальні штамповані поковки, переробка100 000 тонн сталі щороку.Наша продукція виробляється на3виробничі потужності вШаньдун, Цзянсу, і провінція Гуандун.Маючи понад 100 патентів,JINBAICHENGвстановлює світові стандарти, в тому числі будучи першим виробником сталіКитайотримати сертифікат ISO 9001.Офіційний веб-сайт:www.sdjbcmetal.com Електронна пошта: jinbaichengmetal@gmail.com або WhatsApp за адресоюhttps://wa.me/18854809715
Час публікації: 21 червня 2023 р