Del 1 -Koldt arbejdedøstål
Koldbearbejdningsstål omfatter forme til fremstilling af stansning og skæring (stanse- og stanseforme, trimmeforme, stanser, sakse), kolde støbeforme, koldekstruderingsforme, bukkeforme og trådtrækkeforme osv.
1. Arbejdsforhold og ydeevnekrav ved koldbearbejdningstøbestål
Under drift af koldbearbejdningstøbestålPå grund af det forarbejdede materiales høje deformationsmodstand bærer den arbejdende del af formen stort tryk, bøjningskraft, slagkraft og friktionskraft.Derfor er den normale årsag til at skrotte koldbearbejdede forme generelt slid og ælde.Der er også tilfælde, hvor de fejler for tidligt på grund af brud, kollapskraft og deformation, der overskrider tolerancen.
Sammenlignet med skærende værktøjsstål, koldt arbejdestøbestålhar mange ligheder.Formen skal have høj hårdhed og slidstyrke, høj bøjningsstyrke og tilstrækkelig sejhed til at sikre en jævn fremgang af stemplingsprocessen.Forskellen ligger i støbeformens komplekse form og bearbejdningsteknologi, samt det store friktionsområde og høje mulighed for slid, hvilket gør det vanskeligt at reparere og slibe.Derfor er højere slidstyrke påkrævet.Når formen arbejder, bærer den højt stansetryk og er tilbøjelig til stresskoncentration på grund af dens komplekse form, så den kræver høj sejhed;Formen har en stor størrelse og kompleks form, så den kræver høj hærdeevne, lille deformation og tendens til revnedannelse.Kort sagt, kravene til hærdbarhed, slidstyrke og sejhed ved koldt arbejdestøbeståler højere end for skærende værktøjsstål.Kravene til rød hårdhed er dog relativt lave eller stort set ikke påkrævet (fordi den er dannet i kold tilstand), så der er også dannet nogle stålkvaliteter, der egner sig til koldbearbejdningsforme, såsom udvikling af høj slidstyrke, mikrodeformation koldt arbejdestøbestålog koldt arbejde med høj sejhedstøbestål.
2. Valg af stålkvalitet
Normalt, i henhold til brugsforholdene for koldbearbejdningsforme, kan valget af stålkvaliteter opdeles i følgende fire situationer:
①Cgammel arbejdsform med lille størrelse, enkel form og let belastning.
For eksempel kan små stanser og sakse til skæring af stålplader være lavet af kulstofværktøjsstål som T7A, T8A, T10A og T12A.Fordelene ved denne type stål er;God bearbejdelighed, billig pris og nem kilde.Men dens ulemper er: lav hærdeevne, dårlig slidstyrke og stor slukningsdeformation.Derfor er den kun egnet til fremstilling af værktøj med små dimensioner, enkle former og lette belastninger samt koldbearbejdningsforme, der kræver et lavt hærdende lag og høj sejhed.
② Koldbearbejdende forme med store dimensioner, komplekse former og lette belastninger.
De almindeligt anvendte ståltyper omfatter lavlegeret skærende værktøjsstål såsom 9SiCr, CrWMn, GCr15 og 9Mn2V.Afkølingsdiameteren af disse stål i olie kan generelt nå over 40 mm.Blandt dem er 9Mn2V stål en form for koldt arbejdestøbeståludviklet i Kina i de senere år, der ikke indeholder Cr.Det kan erstatte eller delvist erstatte stål, der indeholder Cr.
Carbid heterogeniteten og quenching cracking tendensen for 9Mn2V stål er mindre end CrWMn stål, og afkulningstendensen er mindre end 9SiCr stål, mens hærdbarheden er større end kulstofværktøjsstål.Dens pris er kun omkring 30 % højere end sidstnævnte, så det er en stålkvalitet, der er værd at promovere og bruge.Imidlertid har 9Mn2V stål også nogle ulemper, såsom lav slagstyrke og revnefænomen, der findes i produktion og brug.Derudover er tempereringsstabiliteten dårlig, og tempereringstemperaturen overstiger generelt ikke 180 ℃.Når hærdet ved 200 ℃ begynder bøjningsstyrken og sejheden at vise lave værdier.
9Mn2V stål kan bratkøles i bratkølingsmedier med relativt mild kølekapacitet såsom nitrat og varm olie.Til nogle forme med strenge deformationskrav og lave hårdhedskrav kan austenitisk isotermisk bratkøling anvendes.
③ Koldbearbejdende forme med store dimensioner, komplekse former og tunge belastninger.
Der skal anvendes mellemlegeret eller højlegeret stål, såsom Cr12Mo, Crl2MoV, Cr6WV, Cr4W2MoV osv. Derudover kan højhastighedsstål også anvendes.
I de senere år har tendensen til at bruge højhastighedsstål som koldbearbejdningsforme været stigende, men det skal påpeges, at det på nuværende tidspunkt ikke længere er brugen af den unikke røde hårde styrke fra højhastighedsstål, men snarere dens høje hærdbarhed og høje slidstyrke.Derfor bør der også være forskelle i varmebehandlingsprocessen.
Når du bruger højhastighedsstål som en kold støbeform, bør lavtemperaturslukning bruges for at forbedre sejheden.For eksempel er den almindeligt anvendte bratkølingstemperatur for W18Cr4V stålskæreværktøjer 1280-1290 ℃.Ved fremstilling af koldbearbejdningsforme skal der anvendes lavtemperaturslukning ved 1190 ℃.Et andet eksempel er W6Mo5Cr4V2 stål.Ved at anvende lavtemperaturslukning kan levetiden forbedres væsentligt, især ved at reducere tabsraten markant.
④ Koldbearbejdede forme, der udsættes for stødbelastninger og har tynde bladspalter.
Som nævnt ovenfor er ydeevnekravene for de første tre typer koldbearbejdningsstål hovedsageligt høj slidstyrke, så der anvendes hypereutektoidstål med højt kulstofindhold og endda ledeburitstål.For nogle koldbearbejdningsmatricer, såsom sidetårnsskærings- og blanking-matricer, som har tynde stødsamlinger og udsættes for stødbelastning, når de er i brug, kræves der dog høj slagfasthed.For at løse denne modsigelse kan følgende foranstaltninger tages:
Ⅰ-reducere kulstofindholdet og brug hypoeutectoid stål for at undgå et fald i stålets sejhed forårsaget af primære og sekundære carbider;
Ⅱ-Tilføjelse af legeringselementer såsom Si og Cr for at forbedre hærdningsstabiliteten og -temperaturen af stålet (temperering ved 240-270 ℃) er gavnligt for fuldt ud at eliminere quenching stress og forbedre ydeevnen uden at reducere hårdheden;
Ⅲ-Tilføj elementer som W for at danne ildfaste karbider for at forfine korn og forbedre sejheden.De almindeligt anvendte stål til koldbearbejdningsforme med høj sejhed omfatter 6SiCr, 4CrW2Si, 5CrW2Si osv.
3. Måder til fuldt ud at udnytte ydeevnepotentialet i koldbearbejdningsstål
Ved brug af stål af typen Cr12 eller højhastighedsstål som koldbearbejdningsforme, er et fremtrædende problem stålets høje skørhed, som er tilbøjelig til at revne under brug.Til dette formål er det nødvendigt at forfine karbider ved hjælp af tilstrækkelige smedningsmetoder.Derudover bør der udvikles nye stålkvaliteter.Fokus for udvikling af nye stålkvaliteter bør være at reducere kulstofindholdet i stål og antallet af carbiddannende elementer.
Cr4W2MoV-stål har fordele som høj hårdhed, høj slidstyrke og god hærdbarhed.Den har også god hærdningsstabilitet og omfattende mekaniske egenskaber.Det bruges til fremstilling af siliciumstålpladematricer osv. Det kan øge levetiden med mere end 1-3 gange sammenlignet med Cr12MoV stål.Smedetemperaturområdet for dette stål er dog snævert, og det er tilbøjeligt til at revne under smedning.Smedetemperaturen og driftsspecifikationerne bør kontrolleres nøje.
Cr2Mn2SiWMoV-stål har lav bratkølingstemperatur, lille bratkølingsdeformation og høj hærdbarhed.Det er kendt som luftkølet mikrodeformationstøbestål.
7W7Cr4MoV stål kan erstatte W18Cr4V og Cr12MoV stål.Dets karakteristika er, at uensartetheden af karbider og stålets sejhed er blevet væsentligt forbedret.
En del2 -Varmt arbejdestøbestål
1. Arbejdsforhold for varmbearbejdende forme
Varmbearbejdende forme omfatter hammersmedningsforme, varmeekstruderingsforme og trykstøbeforme.Som tidligere nævnt er hovedegenskaben ved arbejdsbetingelserne for varmebearbejdningsforme kontakt med varmt metal, hvilket er den største forskel fra arbejdsforholdene for koldbearbejdningsforme.Derfor vil det medføre følgende to problemer:
(1) Overflademetallet i formhulrummet opvarmes.Normalt, når hamrende matricer arbejder, kan overfladetemperaturen i formhulrummet nå over 300-400 ℃, og den varme ekstruderingsmatrice kan nå over 500-800 ℃;Temperaturen af trykstøbeformens hulrum er relateret til typen af trykstøbemateriale og hældetemperatur.Ved trykstøbning af sort metal kan støbeformens hulrumstemperatur nå over 1000 ℃.Sådanne høje brugstemperaturer vil betydeligt reducere overfladehårdheden og styrken af formhulrummet, hvilket gør det tilbøjeligt til at folde sig under brug.Det grundlæggende præstationskrav for varmtstøbeståler høj termoplastisk modstand, herunder høj temperatur hårdhed og styrke, og høj termoplastisk modstand, som faktisk afspejler stålets høje hærdningsstabilitet.Herfra kan den første måde at legere varmt matricestål findes, det vil sige, at tilføjelse af legeringselementer som Cr, W, Si kan forbedre stålets hærdningsstabilitet.
(2) Termisk træthed (revner) forekommer på overflademetallet i formhulrummet.Arbejdsegenskaberne for varme forme er intermitterende.Efter hver dannelse af varmt metal skal overfladen af formhulrummet afkøles af medier som vand, olie og luft.Derfor opvarmes og afkøles den varme forms arbejdstilstand gentagne gange, således at overflademetallet i formhulrummet vil gennemgå gentagen termisk ekspansion, det vil sige gentagne gange udsat for træk- og trykspænding.Som et resultat vil overfladen af formhulrummet revne, hvilket kaldes termisk træthed.Derfor er det andet grundlæggende præstationskrav til den varmestøbeståler fremsat, det vil sige, at den har høj termisk træthedsmodstand.
Generelt set er de vigtigste faktorer, der påvirker stålets termiske udmattelsesbestandighed:
① Stålets varmeledningsevne.Stålets høje termiske ledningsevne kan reducere graden af opvarmning på formens overflademetal og derved reducere stålets tendens til termisk træthed.Det antages generelt, at stålets varmeledningsevne er relateret til dets kulstofindhold.Når kulstofindholdet er højt, er varmeledningsevnen lav, så det er ikke egnet at bruge højt kulstofstål til varmt arbejdestøbestål.Lavt kulstofindhold i medium kulstofstål (C0,3% 5-0,6%) er almindeligt anvendt i produktionen, hvilket kan føre til et fald i stålets hårdhed og styrke og også er skadeligt.
② Stålets kritiske punkteffekt.Normalt gælder det, at jo højere det kritiske punkt (Acl) af stål er, jo lavere er dets tendens til termisk træthed.Derfor øges det kritiske punkt for stål generelt ved at tilføje legeringselementer Cr, W, Si og bly.Dermed forbedres stålets termiske udmattelsesbestandighed.
2. Stål til almindeligt anvendte varmbearbejdningsforme
(1) Stål til hammersmedning.Generelt er der to fremtrædende problemer med brugen af stål til hammersmedning.For det første udsættes den for stødbelastninger under drift.Derfor kræves det, at stålets mekaniske egenskaber er høje, især for plastisk deformationsmodstand og sejhed;Den anden grund er, at tværsnitsstørrelsen af hammersmedningsmatricen er relativt stor (<400 mm), hvilket kræver høj hærdbarhed af stålet for at sikre ensartet mikrostruktur og ydeevne af hele matricen.
Almindeligt anvendte hammersmedningsstål omfatter 5CrNiMo, 5CrMnMo, 5CrNiW, 5CrNiTi og 5CrMnMoSiV.Forskellige typer hammerøjeforme bør bruge forskellige materialer.Til meget store eller store hammersmedningsmatricer foretrækkes 5CrNiMo.5CrNiTi, 5CrNiW eller 5CrMnMoSi kan også bruges.5CrMnMo stål bruges normalt til små og mellemstore hammersmedningsmatricer.
(2) Stål bruges til varme ekstruderingsforme, og arbejdsegenskaberne for varme ekstruderingsforme er langsom indlæsningshastighed.Derfor er opvarmningstemperaturen i formhulrummet relativt høj, normalt op til 500-800 ℃.Ydeevnekravene til denne type stål bør hovedsageligt fokusere på høj høj temperaturstyrke (dvs. høj hærdningsstabilitet) og høj varmeudmattelsesbestandighed.Kravene til AK og hærdbarhed kan passende sænkes.Generelt er størrelsen af varme ekstruderingsforme lille, ofte mindre end 70-90 mm.
Almindeligvis brugte varmeekstruderingsforme omfatter 4CrW2Si, 3Cr2W8V og 5% Cr type varmt arbejdestøbeståls.Blandt dem kan 4CrW2Si bruges som både koldt arbejdestøbestålog varmt arbejdestøbestål.På grund af forskellige anvendelser kan forskellige varmebehandlingsmetoder anvendes.Ved fremstilling af kolde forme bruges lavere bratkølingstemperaturer (870-900 ℃) og tempereringsbehandling med lav eller middel temperatur;Ved fremstilling af varme forme bruges en højere bratkølingstemperatur (normalt 950-1000 ℃) og højtemperatur-tempereringsbehandling.
(3) Stål til trykstøbeforme.Samlet set svarer ydeevnekravene til stål til trykstøbeforme til dem for varme ekstruderingsforme, hvor høj hærdningsstabilitet og termisk udmattelsesbestandighed er hovedkravene.Så den almindeligt anvendte ståltype er generelt den samme som stålet, der bruges til varme ekstruderingsforme.Som sædvanlig anvendes stål som 4CrW2Si og 3Cr2W8V.Der er dog forskelle, såsom brugen af 40Cr, 30CrMnSi og 40CrMo til Zn-legeringsstøbeforme med lavt smeltepunkt;Til Al- og Mg-legeringsstøbeforme kan 4CrW2Si, 4Cr5MoSiV osv. vælges.Til Cu-legeringsstøbeforme bruges mest 3Cr2W8V stål.
ProfessionelDø SteelSøvre – Jinbaicheng Metal
JINBAICHENGer verdens førende leverandør afkoldt arbejde og varmt arbejdeformstål, plaststøbeståls, trykstøbning værktøjsstål og brugerdefinerede åben-die smedning, forarbejdning over100.000 tons stål hvert år.Vores produkter er fremstillet kl3produktionsfaciliteter ishandong, jiangsu, og guangdong-provinsen.Med mere end 100 patenter,JINBAICHENGsætter verdensomspændende standarder, herunder at være den første stålproducent iKinaat modtage ISO 9001 certificering.Officiel hjemmeside:www.sdjbcmetal.com E-mail: jinbaichengmetal@gmail.com eller WhatsApp påhttps://wa.me/18854809715
Indlægstid: 21-jun-2023