Часть 1 -Холодная обработкаумеретьсталь
К штампам холодной обработки стали относятся формы для изготовления штамповки и резки (формы для вырубки и штамповки, формы для обрезки, пуансоны, ножницы), формы для холодной высадки, формы для холодной экструзии, формы для гибки, формы для волочения проволоки и т.п.
1. Условия труда и требования к производительности при холодной обработке.умирает сталь
Во время операции холодной обработкиумирает стальИз-за высокой стойкости обрабатываемого материала к деформации рабочая часть формы выдерживает большое давление, силу изгиба, силу удара и силу трения.Таким образом, обычной причиной отказа от форм для холодной обработки обычно является износ.Бывают также случаи, когда они преждевременно выходят из строя из-за разрушения, силы разрушения и деформации, превышающей допуск.
По сравнению с режущей инструментальной сталью, холодная работаумирает стальимеет много общего.Форма должна обладать высокой твердостью и износостойкостью, высокой прочностью на изгиб и достаточной вязкостью для обеспечения плавного хода процесса штамповки.Отличие заключается в сложной форме и технологии обработки формы, а также большой площади трения и высокой вероятности износа, что затрудняет ее ремонт и шлифовку.Поэтому требуется более высокая износостойкость.Когда форма работает, она выдерживает высокое давление штамповки и склонна к концентрации напряжений из-за своей сложной формы, поэтому требуется высокая прочность;Форма имеет большие размеры и сложную форму, поэтому требует высокой прокаливаемости, малой деформации и склонности к растрескиванию.Короче говоря, требования к прокаливаемости, износостойкости и вязкости холодной обработки.умирает стальвыше, чем у режущей инструментальной стали.Однако требования к красной твердости относительно низкие или практически не требуются (поскольку она формируется в холодном состоянии), поэтому также были сформированы некоторые марки стали, подходящие для форм для холодной обработки, такие как развитие высокой износостойкости, микродеформации. холодная работаумирает стальи высокая вязкость холодной обработкиумирает сталь.
2. Выбор марки стали.
Обычно в зависимости от условий использования форм для холодной обработки выбор марок стали можно разделить на следующие четыре ситуации:
①Cстарая рабочая форма небольшого размера, простой формы и легкой нагрузки.
Например, небольшие пуансоны и ножницы для резки стальных листов могут быть изготовлены из углеродистых инструментальных сталей, таких как Т7А, Т8А, Т10А и Т12А.Преимущества этого типа стали:Хорошая технологичность, низкая цена и простой источник.Но его недостатками являются: низкая прокаливаемость, плохая износостойкость, большая закалочная деформация.Поэтому он пригоден только для изготовления инструментов небольших размеров, простой формы и легких нагрузок, а также форм для холодной обработки, требующих низкого закаленного слоя и высокой прочности.
② Формы для холодной обработки больших размеров, сложной формы и легких нагрузок.
Обычно используемые типы сталей включают низколегированные режущие инструментальные стали, такие как 9SiCr, CrWMn, GCr15 и 9Mn2V.Диаметр закалки этих сталей в масле обычно может достигать более 40 мм.Среди них сталь 9Мн2В – вид холодной обработки.умирает стальразработанный в Китае в последние годы и не содержащий Cr.Он может заменить или частично заменить сталь, содержащую Cr.
Карбидная неоднородность и склонность к закалочному растрескиванию стали 9Мн2В меньше, чем у стали ХВМн, склонность к обезуглероживанию меньше, чем у стали 9SiХр, а прокаливаемость выше, чем у углеродистой инструментальной стали.Ее цена всего примерно на 30% выше, чем у последней, поэтому эту марку стали стоит продвигать и использовать.Однако сталь 9Мн2В также имеет некоторые недостатки, такие как низкая ударная вязкость и явление растрескивания, встречающееся при производстве и использовании.Кроме того, стабильность отпуска низкая, а температура отпуска обычно не превышает 180 ℃.При отпуске при температуре 200 ℃ прочность на изгиб и вязкость начинают снижаться.
Сталь 9Мн2В можно закаливать в закалочных средах с относительно мягкой охлаждающей способностью, таких как нитраты и горячее масло.Для некоторых форм с жесткими требованиями к деформации и низкими требованиями к твердости можно использовать аустенитную изотермическую закалку.
③ Пресс-формы для холодной обработки больших размеров, сложной формы и тяжелых нагрузок.
Необходимо использовать среднелегированную или высоколегированную сталь, например Cr12Mo, Crl2MoV, Cr6WV, Cr4W2MoV и т. д. Кроме того, можно также использовать быстрорежущую сталь.
В последние годы тенденция использования быстрорежущей стали в качестве форм для холодной обработки усиливается, но следует отметить, что в настоящее время речь идет не об использовании уникальной красной твердой стали быстрорежущей стали, а о скорее его высокая прокаливаемость и высокая износостойкость.Следовательно, должны быть различия и в процессе термообработки.
При использовании быстрорежущей стали в качестве холодной формы для повышения ударной вязкости следует применять низкотемпературную закалку.Например, обычно используемая температура закалки режущих инструментов из стали W18Cr4V составляет 1280-1290 ℃.При изготовлении форм для холодной обработки следует использовать низкотемпературную закалку при 1190 ℃.Другой пример – сталь W6Mo5Cr4V2.Используя низкотемпературную закалку, можно значительно увеличить срок службы, особенно за счет значительного снижения уровня потерь.
④ Формы для холодной обработки, подвергающиеся ударным нагрузкам и имеющие тонкие зазоры между лезвиями.
Как уже упоминалось выше, к первым трем типам штамповых сталей для холодной обработки предъявляются преимущественно высокие требования к износостойкости, поэтому применяют высокоуглеродистые заэвтектоидные стали и даже ледебуритные стали.Однако для некоторых штампов для холодной обработки, таких как штампы для резки и вырубки с боковой башней, которые имеют тонкие стыковые соединения и подвергаются ударным нагрузкам при использовании, требуется высокая ударная вязкость.Для разрешения этого противоречия можно предпринять следующие меры:
Ⅰ-снизить содержание углерода и использовать доэвтектоидную сталь, чтобы избежать снижения ударной вязкости стали, вызванного первичными и вторичными карбидами;
Ⅱ-Добавление легирующих элементов, таких как Si и Cr, для улучшения стабильности отпуска и температуры стали (отпуск при 240-270 ℃) выгодно для полного устранения закалочного напряжения и улучшения характеристик без снижения твердости;
Ⅲ-Добавляйте такие элементы, как W, для образования тугоплавких карбидов, измельчения зерен и повышения ударной вязкости.Обычно используемые стали для высокопрочных форм для холодной обработки включают 6SiCr, 4CrW2Si, 5CrW2Si и т. д.
3. Способы полного использования потенциала производительности штамповой стали для холодной обработки.
При использовании стали типа Cr12 или быстрорежущей стали в качестве форм для холодной обработки серьезной проблемой является высокая хрупкость стали, которая склонна к растрескиванию во время использования.Для этого необходимо рафинировать карбиды, используя достаточные методы ковки.Кроме того, необходимо разработать новые марки стали.Основное внимание при разработке новых марок стали должно быть уделено снижению содержания углерода в стали и количества карбидообразующих элементов.
Сталь Cr4W2MoV имеет такие преимущества, как высокая твердость, высокая износостойкость и хорошая прокаливаемость.Он также имеет хорошую стабильность при отпуске и комплексные механические свойства.Он используется для изготовления штампов из листовой кремнистой стали и т. д. Он позволяет увеличить срок службы более чем в 1-3 раза по сравнению со сталью Cr12MoV.Однако диапазон температур ковки этой стали узок, и она склонна к растрескиванию во время ковки.Температура ковки и рабочие характеристики должны строго контролироваться.
Сталь Cr2Mn2SiWMoV имеет низкую температуру закалки, малую закалочную деформацию и высокую прокаливаемость.Это известно как микродеформация, закаленная на воздухе.умирает сталь.
Сталь 7W7Cr4MoV может заменить стали W18Cr4V и Cr12MoV.Его особенностью является то, что неоднородность карбидов и вязкость стали значительно улучшены.
Часть2 -Горячая обработкаумирает сталь
1. Условия работы пресс-форм для горячей обработки.
Пресс-формы для горячей обработки включают формы для молотковой ковки, формы для горячей экструзии и формы для литья под давлением.Как уже говорилось ранее, основной характеристикой условий работы форм для горячей обработки является контакт с горячим металлом, что является основным отличием от условий работы форм для холодной обработки.Таким образом, это принесет следующие две проблемы:
(1) Металлическая поверхность полости формы нагревается.Обычно при работе штампов температура поверхности полости штампа может достигать более 300-400 ℃, а температура горячей экструзионной матрицы может достигать более 500-800 ℃;Температура полости формы для литья под давлением зависит от типа материала для литья под давлением и температуры заливки.При литье под давлением черного металла температура в полости формы может достигать более 1000 ℃.Такие высокие температуры использования значительно снижают твердость поверхности и прочность полости формы, что делает ее склонной к складыванию во время использования.Основные требования к производительности для горячегоумирает стальЭто высокая термопластическая стойкость, включая высокотемпературную твердость и прочность, а также высокая термопластическая стойкость, что фактически отражает высокую отпускную стабильность стали.Отсюда можно найти первый способ легирования стали для горячей штамповки, то есть добавление легирующих элементов, таких как Cr, W, Si, может улучшить стабильность стали при отпуске.
(2) Термическая усталость (растрескивание) возникает на поверхности металла полости формы.Рабочие характеристики горячих форм непостоянны.После каждого формования горячего металла поверхность полости формы необходимо охладить такими средами, как вода, масло и воздух.Таким образом, рабочее состояние горячей формы многократно нагревается и охлаждается, так что поверхностный металл полости формы будет подвергаться многократному тепловому расширению, то есть неоднократно подвергаться растягивающим и сжимающим напряжениям.В результате поверхность полости формы растрескается, что называется термической усталостью.Таким образом, второе основное требование к производительности для горячегоумирает стальвыдвигается, то есть обладает высокой термоусталостной стойкостью.
Вообще говоря, основными факторами, влияющими на сопротивление термической усталости стали, являются:
① Теплопроводность стали.Высокая теплопроводность стали позволяет снизить степень нагрева поверхности металла формы, тем самым снижая склонность стали к термической усталости.Принято считать, что теплопроводность стали связана с содержанием в ней углерода.Когда содержание углерода высокое, теплопроводность низкая, поэтому использование высокоуглеродистой стали для горячих работ не подходит.умирает сталь.В производстве широко применяется низкоуглеродистая среднеуглеродистая сталь (С0,3% 5-0,6%), что может привести к снижению твердости и прочности стали, а также является вредным.
② Эффект критической точки стали.Обычно, чем выше критическая точка (Acl) стали, тем ниже ее склонность к термической усталости.Поэтому критическая точка стали обычно повышается за счет добавления легирующих элементов Cr, W, Si и свинца.Таким образом, повышается сопротивление термической усталости стали.
2. Сталь для широко используемых форм для горячей обработки.
(1) Сталь для штампов молотковой ковки.Вообще говоря, есть две важные проблемы, связанные с использованием стали для форм для молотковой ковки.Во-первых, в процессе эксплуатации он подвергается ударным нагрузкам.Поэтому механические свойства стали должны быть высокими, особенно в отношении стойкости к пластической деформации и вязкости;Вторая причина заключается в том, что размер поперечного сечения молотковой ковочной матрицы относительно велик (<400 мм), что требует высокой прокаливаемости стали для обеспечения однородной микроструктуры и производительности всей матрицы.
Обычно используемые стали для молотковой ковки включают 5CrNiMo, 5CrMnMo, 5CrNiW, 5CrNiTi и 5CrMnMoSiV.Для разных типов форм для молотковых глазков следует использовать разные материалы.Для очень больших или больших ковочных штампов предпочтительным является 5CrNiMo.Также можно использовать 5CrNiTi, 5CrNiW или 5CrMnMoSi.Сталь 5CrMnMo обычно используется для штампов молотковой ковки малых и средних размеров.
(2) Для изготовления форм для горячей экструзии используется сталь, а рабочей характеристикой форм для горячей экструзии является низкая скорость загрузки.Поэтому температура нагрева полости формы относительно высока, обычно до 500-800 ℃.Требования к характеристикам стали этого типа должны быть в основном сосредоточены на высокой жаропрочности (т.е. высокой отпускной стабильности) и высокой термоусталостной стойкости.Требования к АК и прокаливаемости можно соответствующим образом снизить.Как правило, размеры форм для горячей экструзии невелики, часто менее 70-90 мм.
Обычно используемые формы для горячей экструзии включают формы для горячей обработки 4CrW2Si, 3Cr2W8V и 5% Cr.умирает стальс.Среди них 4CrW2Si можно использовать как для холодной обработки, так и для холодной обработки.умирает стальи горячая работаумирает сталь.В связи с разным применением можно использовать разные методы термообработки.При изготовлении холодных форм используются более низкие температуры закалки (870-900 ℃) и низко- или среднетемпературный отпуск;При изготовлении горячих форм применяют более высокую температуру закалки (обычно 950-1000 ℃) и высокотемпературную отпускную обработку.
(3) Сталь для форм для литья под давлением.В целом требования к характеристикам стали для форм для литья под давлением аналогичны требованиям для форм для горячей экструзии, при этом основными требованиями являются высокая стабильность отпуска и сопротивление термической усталости.Таким образом, обычно используемый тип стали, как правило, такой же, как сталь, используемая для форм для горячей экструзии.Обычно используются такие стали, как 4CrW2Si и 3Cr2W8V.Однако существуют различия, такие как использование 40Cr, 30CrMnSi и 40CrMo для форм для литья под давлением сплава Zn с низкой температурой плавления;Для форм для литья под давлением сплавов Al и Mg можно выбрать 4CrW2Si, 4Cr5MoSiV и т. д.Для форм для литья под давлением сплавов меди в основном используется сталь 3Cr2W8V.
ПрофессиональныйУмереть SТилSПоставщик – Jinbaicheng Metal
ДЖИНБАЙЧЭНявляется ведущим мировым поставщикомхолодная работа и горячая работаштампованная сталь, пластикумирает стальs, инструментальные стали для литья под давлением и поковки в открытых штампах на заказ, обработка100 000 тонн стали каждый год.Наша продукция производится на3производственные мощности вШаньдун, Цзянсу, и провинция Гуандун.Имея более 100 патентов,ДЖИНБАЙЧЭНустанавливает мировые стандарты, в том числе является первым производителем стали вКитайполучить сертификат ISO 9001.Официальный веб-сайт:www.sdjbcmetal.com Электронная почта: jinbaichengmetal@gmail.com или WhatsApp по адресуhttps://wa.me/18854809715
Время публикации: 21 июня 2023 г.