Del 1 -Kaldt arbeiddøstål
Kaldbearbeidende formstål inkluderer former for produksjon av stansing og skjæring (stanse- og stanseformer, trimmeformer, stanser, sakser), kaldhodeformer, kaldekstruderingsformer, bøyeformer og trådtrekkeformer, etc.
1. Arbeidsforhold og ytelseskrav for kaldarbeiddø stål
Under drift av kaldarbeiddø stål, på grunn av den høye deformasjonsmotstanden til det behandlede materialet, bærer den arbeidende delen av formen stort trykk, bøyekraft, slagkraft og friksjonskraft.Derfor er den normale årsaken til å kassere kaldarbeidende former generelt på grunn av slitasje.Det er også tilfeller der de svikter for tidlig på grunn av brudd, kollapskraft og deformasjon som overskrider toleransen.
Sammenlignet med skjærende verktøystål, kaldt arbeiddø stålhar mange likheter.Formen må ha høy hardhet og slitestyrke, høy bøyestyrke og tilstrekkelig seighet for å sikre jevn fremdrift av stemplingsprosessen.Forskjellen ligger i den komplekse formen og prosessteknologien til formen, samt det store friksjonsområdet og høye muligheten for slitasje, noe som gjør det vanskelig å reparere og slipe.Derfor kreves høyere slitestyrke.Når formen jobber, tåler den høyt stansetrykk og er utsatt for spenningskonsentrasjon på grunn av sin komplekse form, så den krever høy seighet;Formen har en stor størrelse og kompleks form, så den krever høy herdbarhet, liten deformasjon og sprekkertendens.Kort sagt, kravene til herdbarhet, slitestyrke og seighet ved kaldt arbeiddø ståler høyere enn for skjærende verktøystål.Kravene til rød hardhet er imidlertid relativt lave eller i utgangspunktet ikke påkrevd (fordi den er dannet i kald tilstand), så det har også blitt dannet noen stålkvaliteter egnet for kaldarbeidsformer, som utvikling av høy slitestyrke, mikrodeformasjon kaldt arbeiddø stålog høy seighet kaldt arbeiddø stål.
2. Valg av stålkvalitet
Vanligvis, i henhold til bruksforholdene til kaldbearbeidende former, kan utvalget av stålkvaliteter deles inn i følgende fire situasjoner:
①Cgammel arbeidsform med liten størrelse, enkel form og lett belastning.
For eksempel kan små stanser og sakser for å kutte stålplater være laget av karbonverktøystål som T7A, T8A, T10A og T12A.Fordelene med denne typen stål er;God bearbeidbarhet, billig pris og enkel kilde.Men dens ulemper er: lav herdbarhet, dårlig slitestyrke og stor bråkjølingsdeformasjon.Derfor er den kun egnet for produksjon av verktøy med små dimensjoner, enkle former og lette belastninger, samt kaldbearbeidende former som krever et lavt herdelag og høy seighet.
② Kaldbearbeidende former med store dimensjoner, komplekse former og lette belastninger.
De vanligste ståltypene inkluderer lavlegerte skjæreverktøystål som 9SiCr, CrWMn, GCr15 og 9Mn2V.Bråkjølingsdiameteren til disse stålene i olje kan generelt nå over 40 mm.Blant dem er 9Mn2V stål en type kaldt arbeiddø stålutviklet i Kina de siste årene som ikke inneholder Cr.Den kan erstatte eller delvis erstatte stål som inneholder Cr.
Karbidheterogeniteten og bråsprekketendensen til 9Mn2V-stål er mindre enn CrWMn-stål, og avkullingstendensen er mindre enn 9SiCr-stål, mens herdbarheten er større enn for karbonverktøystål.Prisen er bare omtrent 30 % høyere enn sistnevnte, så det er en stålkvalitet verdt å markedsføre og bruke.Imidlertid har 9Mn2V-stål også noen ulemper, for eksempel lav slagfasthet og sprekkfenomen som finnes i produksjon og bruk.I tillegg er tempereringsstabiliteten dårlig, og tempereringstemperaturen overstiger vanligvis ikke 180 ℃.Når temperert ved 200 ℃, begynner bøyestyrken og seigheten å vise lave verdier.
9Mn2V stål kan bråkjøles i bråkjølingsmedier med relativt mild kjølekapasitet som nitrat og varm olje.For noen former med strenge deformasjonskrav og lave hardhetskrav kan austenittisk isotermisk bråkjøling brukes.
③ Kaldbearbeidende former med store dimensjoner, komplekse former og tung belastning.
Det skal brukes mellomlegert eller høylegert stål, som Cr12Mo, Crl2MoV, Cr6WV, Cr4W2MoV osv. I tillegg kan det også brukes høyhastighetsstål.
De siste årene har trenden med å bruke høyhastighetsstål som kaldbearbeidende støpeformer vært økende, men det skal påpekes at på dette tidspunktet er det ikke lenger bruken av den unike røde harde styrken til høyhastighetsstål, men snarere dens høye herdbarhet og høye slitestyrke.Derfor bør det også være forskjeller i varmebehandlingsprosessen.
Når du bruker høyhastighetsstål som en kald form, bør bråkjøling ved lav temperatur brukes for å forbedre seigheten.For eksempel er den ofte brukte bråkjølingstemperaturen for W18Cr4V stålskjæreverktøy 1280-1290 ℃.Når du lager kaldbearbeidende former, bør bråkjøling med lav temperatur ved 1190 ℃ brukes.Et annet eksempel er W6Mo5Cr4V2 stål.Ved bruk av bråkjøling ved lav temperatur kan levetiden forbedres betydelig, spesielt ved å redusere tapsraten betydelig.
④ Kaldarbeidende former som utsettes for støtbelastninger og har tynne bladgap.
Som nevnt ovenfor er ytelseskravene til de tre første typene kaldarbeidsstål hovedsakelig høy slitestyrke, så høyt karbon hypereutectoid stål og til og med ledeburittstål brukes.For noen kaldbearbeidende dyser, slik som sidetårnskjære- og blanking-dyser, som har tynne støtskjøter og er utsatt for slagbelastning når de er i bruk, kreves det høy slagfasthet.For å løse denne motsetningen kan følgende tiltak tas:
Ⅰ-redusere karboninnholdet og bruk hypoeutectoid stål for å unngå en reduksjon i stålets seighet forårsaket av primære og sekundære karbider;
Ⅱ-Tilsetning av legeringselementer som Si og Cr for å forbedre anløpsstabiliteten og temperaturen til stålet (temperering ved 240-270 ℃) er fordelaktig for å eliminere bråkjølingsspenningen fullstendig og forbedre ytelsen uten å redusere hardheten;
Ⅲ-Legg til elementer som W for å danne ildfaste karbider for å foredle korn og forbedre seigheten.De ofte brukte stålene for kaldbearbeidingsformer med høy seighet inkluderer 6SiCr, 4CrW2Si, 5CrW2Si, etc.
3. Måter å utnytte ytelsespotensialet til kaldbearbeidende formstål fullt ut
Når du bruker stål av typen Cr12 eller høyhastighetsstål som kaldbearbeidende former, er et fremtredende problem den høye sprøheten til stålet, som er utsatt for sprekker under bruk.For dette formål er det nødvendig å foredle karbider ved å bruke tilstrekkelige smimetoder.I tillegg bør det utvikles nye stålkvaliteter.Fokus for å utvikle nye stålkvaliteter bør være å redusere karboninnholdet i stål og antall karbiddannende elementer.
Cr4W2MoV-stål har fordeler som høy hardhet, høy slitestyrke og god herdbarhet.Den har også god tempereringsstabilitet og omfattende mekaniske egenskaper.Den brukes til produksjon av silisiumstålplater osv. Den kan øke levetiden med mer enn 1-3 ganger sammenlignet med Cr12MoV-stål.Imidlertid er smitemperaturområdet til dette stålet smalt, og det er utsatt for sprekker under smiing.Smiingstemperaturen og driftsspesifikasjonene bør kontrolleres strengt.
Cr2Mn2SiWMoV-stål har lav bråkjølingstemperatur, liten bråkjølingsdeformasjon og høy herdbarhet.Det er kjent som luftavkjølt mikrodeformasjondø stål.
7W7Cr4MoV stål kan erstatte W18Cr4V og Cr12MoV stål.Dens karakteristikk er at ujevnheten til karbider og seigheten til stålet har blitt betydelig forbedret.
Del2 -Varmt arbeiddø stål
1. Arbeidsforhold for varmebearbeidende former
Varmbearbeidende former inkluderer hammersmiingsformer, varme ekstruderingsformer og støpeformer.Som nevnt tidligere, er hovedkarakteristikken for arbeidsforholdene til varmebearbeidingsformer kontakt med varmt metall, som er hovedforskjellen fra arbeidsforholdene til kaldarbeidsformer.Derfor vil det bringe følgende to problemer:
(1) Overflatemetallet i formhulrommet varmes opp.Vanligvis, når hamrende dyser fungerer, kan overflatetemperaturen til dysehulrommet nå over 300-400 ℃, og den varme ekstruderingsdysen kan nå over 500-800 ℃;Temperaturen til støpeformens hulrom er relatert til typen støpemateriale og helletemperaturen.Ved støping av svart metall kan formhuletemperaturen nå over 1000 ℃.Slike høye brukstemperaturer vil redusere overflatehardheten og styrken til formhulen betydelig, noe som gjør den utsatt for å folde seg under bruk.Det grunnleggende ytelseskravet for varmdø ståler høy termoplastisk motstand, inkludert høy temperatur hardhet og styrke, og høy termoplastisk motstand, som faktisk gjenspeiler stålets høye herdingsstabilitet.Fra dette kan den første måten å legere varmt dysestål bli funnet, det vil si at tilsetning av legeringselementer som Cr, W, Si kan forbedre herdningsstabiliteten til stålet.
(2) Termisk tretthet (sprekker) oppstår på overflatemetallet i formhulrommet.Arbeidsegenskapene til varme former er intermitterende.Etter hver varmemetalldannelse må overflaten av formhulrommet avkjøles av medier som vann, olje og luft.Derfor blir arbeidstilstanden til den varme formen gjentatte ganger oppvarmet og avkjølt, slik at overflatemetallet i formhulrommet vil gjennomgå gjentatt termisk ekspansjon, det vil si gjentatte ganger utsatt for strekk- og trykkspenning.Som et resultat vil overflaten av formhulen sprekke, noe som kalles termisk tretthet.Derfor er det andre grunnleggende ytelseskravet for den varmedø ståler fremsatt, det vil si at den har høy termisk utmattelsesmotstand.
Generelt sett er hovedfaktorene som påvirker den termiske utmattelsesmotstanden til stål:
① Den termiske ledningsevnen til stål.Den høye termiske ledningsevnen til stål kan redusere oppvarmingsgraden på overflatemetallet til formen, og dermed redusere tendensen til stål til termisk tretthet.Det antas generelt at den termiske ledningsevnen til stål er relatert til karboninnholdet.Når karboninnholdet er høyt, er varmeledningsevnen lav, så det er ikke egnet å bruke høyt karbonstål til varmt arbeiddø stål.Lavt karboninnhold i middels karbonstål (C0,3% 5-0,6%) brukes ofte i produksjonen, noe som kan føre til en reduksjon i hardheten og styrken til stålet og er også skadelig.
② Den kritiske punkteffekten til stål.Vanligvis, jo høyere det kritiske punktet (Acl) av stål er, jo lavere er tendensen til termisk tretthet.Derfor økes det kritiske punktet for stål generelt ved å tilsette legeringselementer Cr, W, Si og bly.Dermed forbedres den termiske utmattelsesmotstanden til stål.
2. Stål for vanlige varmearbeidsformer
(1) Stål for hammersmiing.Generelt sett er det to fremtredende problemer med bruken av stål til hammersmiingsformer.For det første blir den utsatt for støtbelastninger under drift.Derfor kreves det at stålets mekaniske egenskaper er høye, spesielt for plastisk deformasjonsmotstand og seighet;Den andre grunnen er at tverrsnittsstørrelsen på hammersmidysen er relativt stor (<400 mm), noe som krever høy herdbarhet av stålet for å sikre jevn mikrostruktur og ytelse av hele dysen.
Vanlig brukte hammersmistål inkluderer 5CrNiMo, 5CrMnMo, 5CrNiW, 5CrNiTi og 5CrMnMoSiV.Ulike typer hammerøyeformer bør bruke forskjellige materialer.For veldig store eller store hammersmiedyser foretrekkes 5CrNiMo.5CrNiTi, 5CrNiW eller 5CrMnMoSi kan også brukes.5CrMnMo-stål brukes vanligvis til små og mellomstore hammer-smiingsformer.
(2) Stål brukes til varme ekstruderingsformer, og arbeidskarakteristikken til varme ekstruderingsformer er lav lastehastighet.Derfor er oppvarmingstemperaturen til formhulen relativt høy, vanligvis opptil 500-800 ℃.Ytelseskravene for denne typen stål bør i hovedsak fokusere på høy høytemperaturstyrke (dvs. høy anløpsstabilitet) og høy varmeutmattingsbestandighet.Kravene til AK og herdbarhet kan hensiktsmessig senkes.Generelt er størrelsen på varme ekstruderingsformer liten, ofte mindre enn 70-90 mm.
Vanlig brukte varmeekstruderingsformer inkluderer 4CrW2Si, 3Cr2W8V og 5% Cr type varmt arbeiddø ståls.Blant dem kan 4CrW2Si brukes som både kaldt arbeiddø stålog varmt arbeiddø stål.På grunn av ulik bruk kan ulike varmebehandlingsmetoder brukes.Når du lager kalde former, brukes lavere bråkjølingstemperaturer (870-900 ℃) og tempereringsbehandling med lav eller middels temperatur;Når du lager varme former, brukes en høyere bråkjølingstemperatur (vanligvis 950-1000 ℃) og tempereringsbehandling ved høy temperatur.
(3) Stål for støpeformer.Samlet sett er ytelseskravene til stål for støpeformer lik de for varme ekstruderingsformer, med høy herdingsstabilitet og termisk utmattelsesmotstand som hovedkravene.Så den ofte brukte ståltypen er generelt den samme som stålet som brukes til varme ekstruderingsformer.Som vanlig brukes stål som 4CrW2Si og 3Cr2W8V.Imidlertid er det forskjeller, slik som bruken av 40Cr, 30CrMnSi og 40CrMo for Zn-legeringer med lavt smeltepunkt;For Al- og Mg-legeringsstøpeformer kan 4CrW2Si, 4Cr5MoSiV osv. velges.For Cu-legeringsstøpeformer brukes det meste 3Cr2W8V stål.
ProfesjonellDø SteelSopplier – Jinbaicheng Metal
JINBAICHENGer verdens ledende leverandør avkaldt arbeid og varmt arbeidformstål, plastdø ståls, støping verktøy stål og tilpasset åpen-die smiing, behandling over100.000 tonn stål hvert år.Våre produkter produseres kl3produksjonsanlegg ishandong, jiangsu, og guangdong-provinsen.Med mer enn 100 patenter,JINBAICHENGsetter verdensomspennende standarder inkludert å være den første stålprodusenten iKinaå motta ISO 9001-sertifisering.Offesiell nettside:www.sdjbcmetal.com E-post: jinbaichengmetal@gmail.com eller WhatsApp påhttps://wa.me/18854809715
Innleggstid: 21. juni 2023