Osa 1 -Kylmätyöskentelykuollateräs
Kylmämuottiteräs sisältää muotit lävistyksen ja leikkaamisen valmistukseen (tyhjennys- ja lävistysmuotit, leikkausmuotit, lävistimet, sakset), kylmäpäällystysmuotit, kylmäpuristusmuotit, taivutusmuotit ja langanvetomuotit jne.
1. Kylmätyöstön työolosuhteet ja suorituskykyvaatimuksetkuolla terästä
Kylmätyöskentelyn aikanakuolla terästä, prosessoidun materiaalin korkean muodonmuutoskestävyyden vuoksi muotin työosa kestää suurta painetta, taivutusvoimaa, iskuvoimaa ja kitkavoimaa.Siksi normaali syy kylmätyöstömuottien romuttamiseen johtuu yleensä kulumisesta.On myös tapauksia, joissa ne epäonnistuvat ennenaikaisesti murtuman, romahdusvoiman ja toleranssin ylittävien muodonmuutosten vuoksi.
Verrattuna leikkuuteräkseen, kylmätyöstökuolla terästäon monia yhtäläisyyksiä.Muotilta vaaditaan korkea kovuus ja kulutuskestävyys, korkea taivutuslujuus ja riittävä sitkeys meistoprosessin sujuvan etenemisen varmistamiseksi.Erona on muotin monimutkainen muoto ja käsittelytekniikka sekä suuri kitka-alue ja suuri kulumismahdollisuus, mikä vaikeuttaa sen korjaamista ja hiomista.Siksi tarvitaan korkeampi kulutuskestävyys.Kun muotti toimii, se kestää korkeaa lävistyspainetta ja on altis jännitykselle monimutkaisen muotonsa vuoksi, joten se vaatii suurta sitkeyttä;Muotilla on suuri koko ja monimutkainen muoto, joten se vaatii suurta karkauttavuutta, pientä muodonmuutosta ja halkeilutaipumusta.Lyhyesti sanottuna vaatimukset karkaisulle, kulutuskestävyydelle ja kylmätyöskentelyn sitkeydellekuolla terästäovat korkeammat kuin leikkaustyökaluteräksellä.Punaisen kovuuden vaatimukset ovat kuitenkin suhteellisen alhaiset tai periaatteessa niitä ei vaadita (koska se muodostuu kylmässä tilassa), joten myös joitain kylmätyöstömuotteihin soveltuvia teräslajeja on muodostunut, kuten korkean kulutuskestävyyden kehittyminen, mikromuodonmuutos kylmä työkuolla terästäja korkea sitkeys kylmätyössäkuolla terästä.
2. Teräslaadun valinta
Yleensä kylmämuottien käyttöolosuhteiden mukaan teräslaatujen valinta voidaan jakaa seuraaviin neljään tilanteeseen:
①Cvanha työmuotti, jossa on pieni koko, yksinkertainen muoto ja kevyt kuorma.
Esimerkiksi pienet meistit ja sakset teräslevyjen leikkaamiseen voidaan valmistaa hiilityökaluteräksistä, kuten T7A, T8A, T10A ja T12A.Tämän tyyppisen teräksen edut ovat;Hyvä prosessoitavuus, halpa hinta ja helppo lähde.Mutta sen haitat ovat: alhainen karkenevuus, huono kulutuskestävyys ja suuri sammutusmuodonmuutos.Siksi se soveltuu vain pienikokoisten, yksinkertaisten muotojen ja kevyen kuormituksen omaavien työkalujen sekä kylmätyöstömuottien valmistukseen, jotka vaativat matalan kovettumiskerroksen ja korkean sitkeyden.
② Kylmätyöstömuotit, joissa on suuret mitat, monimutkaiset muodot ja kevyet kuormat.
Yleisesti käytettyjä terästyyppejä ovat niukkaseosteiset leikkaustyökaluteräkset, kuten 9SiCr, CrWMn, GCr15 ja 9Mn2V.Näiden terästen karkaisuhalkaisija öljyssä voi yleensä olla yli 40 mm.Niistä 9Mn2V teräs on eräänlainen kylmätyökuolla terästäKiinassa viime vuosina kehitetty, joka ei sisällä Cr.Se voi korvata tai osittain korvata Cr:a sisältävän teräksen.
9Mn2V-teräksen karbidiheterogeenisyys ja karkaisuhalkeilutaipumus ovat pienempiä kuin CrWMn-teräksillä, ja hiilenpoistotaipumus on pienempi kuin 9SiCr-teräksellä, kun taas karkenevuus on suurempi kuin hiilityökaluteräksen.Sen hinta on vain noin 30 % korkeampi kuin jälkimmäisen, joten se on mainostamisen ja käytön arvoinen teräslaatu.9Mn2V-teräksellä on kuitenkin myös joitain haittoja, kuten alhainen iskunkestävyys ja tuotannossa ja käytössä havaittu halkeiluilmiö.Lisäksi karkaisun stabiilisuus on huono, ja karkaisulämpötila ei yleensä ylitä 180 ℃.Kun karkaistu 200 ℃:ssa, taivutuslujuus ja sitkeys alkavat olla alhaisia.
9Mn2V-teräs voidaan sammuttaa jäähdytysaineissa, joiden jäähdytysteho on suhteellisen heikko, kuten nitraatissa ja kuumassa öljyssä.Joissakin muoteissa, joilla on tiukat muodonmuutosvaatimukset ja alhaiset kovuusvaatimukset, voidaan käyttää austeniittista isotermistä karkaisua.
③ Kylmätyöstömuotit, joissa on suuret mitat, monimutkaiset muodot ja raskaat kuormat.
On käytettävä keski- tai runsasseosteista terästä, kuten Cr12Mo, Crl2MoV, Cr6WV, Cr4W2MoV jne. Lisäksi voidaan käyttää myös pikaterästä.
Viime vuosina suuntaus käyttää nopeaa terästä kylmätyöstömuotteina on lisääntynyt, mutta on syytä huomauttaa, että tällä hetkellä kyse ei ole enää pikateräksen ainutlaatuisen punaisen kovan lujuuden käyttämisestä, vaan pikemminkin sen korkea karkenevuus ja korkea kulutuskestävyys.Siksi myös lämpökäsittelyprosessissa pitäisi olla eroja.
Käytettäessä nopeaa terästä kylmämuottina, tulee käyttää matalan lämpötilan karkaisua sitkeyden parantamiseksi.Esimerkiksi W18Cr4V-teräsleikkuutyökalujen yleisesti käytetty karkaisulämpötila on 1280-1290 ℃.Kylmämuotteja valmistettaessa tulee käyttää matalan lämpötilan sammutusta 1190 ℃:ssa.Toinen esimerkki on W6Mo5Cr4V2-teräs.Matalan lämpötilasammutuksen avulla käyttöikää voidaan pidentää huomattavasti, erityisesti vähentämällä merkittävästi hävikkisuhdetta.
④ Kylmätyöstömuotit, jotka ovat alttiina iskukuormitukselle ja joissa on ohuet terävälit.
Kuten edellä mainittiin, kolmen ensimmäisen kylmämuottiterästyypin suorituskykyvaatimukset ovat pääasiassa korkea kulutuskestävyys, joten käytetään korkeahiilistä hypereutektoidista terästä ja jopa ledeburiittiterästä.Kuitenkin joillekin kylmätyöstömuotteille, kuten sivutornin leikkaus- ja tyhjennysmuotteille, joissa on ohuet päittäisliitokset ja jotka ovat käytön aikana alttiita iskukuormitukselle, vaaditaan suurta iskunkestävyyttä.Tämän ristiriidan ratkaisemiseksi voidaan ryhtyä seuraaviin toimiin:
Ⅰ-vähennä hiilipitoisuutta ja käytä hypoeutektoidista terästä välttääksesi primaaristen ja sekundääristen karbidien aiheuttaman teräksen sitkeyden heikkenemisen;
Ⅱ-Lejeerinkielementtien, kuten Si ja Cr, lisääminen karkaisun stabiiliuden ja teräksen lämpötilan parantamiseksi (karkaisu 240-270 ℃) on hyödyllistä eliminoida täysin karkaisujännitys ja parantaa suorituskykyä vähentämättä kovuutta;
Ⅲ-Lisää elementtejä, kuten W, muodostamaan tulenkestäviä karbideja rakeiden jalostamiseksi ja sitkeyden parantamiseksi.Yleisesti käytettyjä teräksiä erittäin sitkeisiin kylmämuotteihin kuuluvat 6SiCr, 4CrW2Si, 5CrW2Si jne.
3. Tapoja hyödyntää täysimääräisesti kylmätyöstöteräksen suorituskykypotentiaalia
Käytettäessä Cr12-tyyppistä terästä tai pikaterästä kylmätyöstömuotteina, näkyvä ongelma on teräksen suuri hauraus, joka on altis halkeilulle käytön aikana.Tätä varten on tarpeen jalostaa karbideja riittävin taontamenetelmin.Lisäksi tulee kehittää uusia teräslajeja.Uusien teräslajien kehittämisessä tulee keskittyä teräksen hiilipitoisuuden ja karbidien muodostavien elementtien määrän vähentämiseen.
Cr4W2MoV-teräksellä on etuja, kuten korkea kovuus, korkea kulutuskestävyys ja hyvä karkaistuvuus.Sillä on myös hyvä karkaisun vakaus ja kattavat mekaaniset ominaisuudet.Sitä käytetään mm. piiteräslevyjen valmistukseen. Se voi pidentää käyttöikää yli 1-3 kertaa Cr12MoV-teräkseen verrattuna.Tämän teräksen taontalämpötila-alue on kuitenkin kapea, ja se on alttiina halkeilulle takomisen aikana.Taontalämpötilaa ja käyttövaatimuksia on valvottava tiukasti.
Cr2Mn2SiWMoV-teräksellä on alhainen karkaisulämpötila, pieni karkaisumuodonmuutos ja korkea karkaisu.Se tunnetaan ilmasammutettuna mikromuodonmuutoksenakuolla terästä.
7W7Cr4MoV teräs voi korvata teräksen W18Cr4V ja Cr12MoV.Sen ominaisuus on, että karbidien epätasaisuutta ja teräksen sitkeyttä on parannettu huomattavasti.
Osa2 -Kuuma työskentelykuolla terästä
1. Kuumatyöstömuottien käyttöolosuhteet
Kuumatyöstömuotit sisältävät vasarataontamuotit, kuumapuristusmuotit ja painevalumuotit.Kuten aiemmin mainittiin, kuumatyöstömuottien työolosuhteiden pääominaisuus on kosketus kuuman metallin kanssa, mikä on tärkein ero kylmätyöstömuottien työolosuhteisiin.Siksi se tuo mukanaan seuraavat kaksi ongelmaa:
(1) Muotin ontelon pintametalli kuumennetaan.Yleensä, kun vasaramuotit toimivat, suuttimen ontelon pintalämpötila voi nousta yli 300-400 ℃ ja kuumasuulakepuristusmuotti voi nousta yli 500-800 ℃;Painevalumuotin ontelon lämpötila liittyy painevalumateriaalin tyyppiin ja valulämpötilaan.Painevalussa mustaa metallia, muotin ontelon lämpötila voi nousta yli 1000 ℃.Tällaiset korkeat käyttölämpötilat vähentävät merkittävästi muotin ontelon pinnan kovuutta ja lujuutta, mikä tekee siitä alttiita taittumaan käytön aikana.Perussuorituskykyvaatimus kuumallekuolla terästäon korkea termoplastinen kestävyys, mukaan lukien kovuus ja lujuus korkeissa lämpötiloissa, sekä korkea kestomuovikestävyys, mikä itse asiassa heijastaa teräksen korkeaa karkaisun vakautta.Tästä voidaan löytää ensimmäinen tapa seostaa kuumamuottiterästä, eli seosaineiden, kuten Cr, W, Si, lisääminen voi parantaa teräksen karkaisun vakautta.
(2) Muotin ontelon pintametallissa esiintyy lämpöväsymistä (halkeilua).Kuumien muottien käyttöominaisuudet ovat ajoittaiset.Jokaisen kuuman metallin muodostuksen jälkeen muotin ontelon pinta on jäähdytettävä esimerkiksi vedellä, öljyllä ja ilmalla.Siksi kuuman muotin työtilaa kuumennetaan ja jäähdytetään toistuvasti, jolloin muottipesän pintametalli joutuu toistuvasti lämpölaajenemiseen, eli altistuu toistuvasti veto- ja puristusjännitykselle.Tämän seurauksena muotin ontelon pinta halkeilee, jota kutsutaan lämpöväsymykseksi.Siksi toinen perussuorituskykyvaatimus kuumallekuolla terästäon esitetty, eli sillä on korkea lämpöväsymiskestävyys.
Yleisesti ottaen tärkeimmät teräksen lämpöväsymiskestävyyteen vaikuttavat tekijät ovat:
① Teräksen lämmönjohtavuus.Teräksen korkea lämmönjohtavuus voi vähentää muotin pintametallin kuumenemisastetta, mikä vähentää teräksen taipumusta lämpöväsymiseen.Yleisesti uskotaan, että teräksen lämmönjohtavuus liittyy sen hiilipitoisuuteen.Kun hiilipitoisuus on korkea, lämmönjohtavuus on alhainen, joten korkeahiilisen teräksen käyttö kuumatöissä ei sovellukuolla terästä.Tuotannossa käytetään yleisesti matalahiilipitoista keskihiilistä terästä (C0,3 % 5-0,6 %), mikä voi johtaa teräksen kovuuden ja lujuuden laskuun ja on myös haitallista.
② Teräksen kriittisen pisteen vaikutus.Yleensä mitä korkeampi teräksen kriittinen piste (Acl) on, sitä pienempi on sen lämpöväsymistaipumus.Siksi teräksen kriittistä pistettä nostetaan yleensä lisäämällä seosaineita Cr, W, Si ja lyijyä.Parantaa siten teräksen lämpöväsymiskestävyyttä.
2. Teräs yleisesti käytettyihin kuumatyöstömuotteihin
(1) Teräs vasaran taontamuotteihin.Yleisesti ottaen teräksen käyttöön vasarataontamuoteissa liittyy kaksi näkyvää ongelmaa.Ensinnäkin se on alttiina iskukuormituksille käytön aikana.Siksi teräksen mekaanisten ominaisuuksien on oltava korkeita, erityisesti plastisen muodonmuutoskestävyyden ja sitkeyden vuoksi;Toinen syy on se, että vasaran taontamuotin poikkileikkauskoko on suhteellisen suuri (<400 mm), mikä edellyttää teräksen korkeaa karkenevuutta koko muotin tasaisen mikrorakenteen ja suorituskyvyn varmistamiseksi.
Yleisesti käytettyjä vasarataontamuottiteräksiä ovat 5CrNiMo, 5CrMnMo, 5CrNiW, 5CrNiTi ja 5CrMnMoSiV.Erityyppisten vasarasilmumuottien tulee käyttää erilaisia materiaaleja.Erittäin suurille tai suurille taontamuotteille 5CrNiMo on edullinen.Voidaan myös käyttää 5CrNiTi, 5CrNiW tai 5CrMnMoSi.5CrMnMo-terästä käytetään yleensä pieniin ja keskikokoisiin taontamuotteihin.
(2) Terästä käytetään kuumissa suulakepuristusmuoteissa, ja kuumien suulakepuristusmuottien toimintaominaisuus on hidas latausnopeus.Siksi muotin ontelon lämmityslämpötila on suhteellisen korkea, yleensä jopa 500-800 ℃.Tämäntyyppisten terästen suorituskykyvaatimusten tulisi keskittyä pääasiassa korkeaan korkeiden lämpötilojen lujuuteen (eli korkeaan karkaisun vakauteen) ja korkeaan lämpöväsymiskestävyyteen.Vaatimuksia AK:lle ja karkaisulle voidaan alentaa sopivasti.Yleensä kuumasuulakepuristusmuottien koko on pieni, usein alle 70-90 mm.
Yleisesti käytettyjä kuumapuristusmuotteja ovat 4CrW2Si, 3Cr2W8V ja 5% Cr-tyyppiset kuumatyötkuolla terästäs.Niistä 4CrW2Si:tä voidaan käyttää sekä kylmätyönäkuolla terästäja kuuma työkuolla terästä.Eri käyttötarkoituksista johtuen voidaan käyttää erilaisia lämpökäsittelymenetelmiä.Kylmiä muotteja valmistettaessa käytetään alhaisempia karkaisulämpötiloja (870-900 ℃) ja matalan tai keskilämpötilan karkaisukäsittelyä;Kuumia muotteja valmistettaessa käytetään korkeampaa karkaisulämpötilaa (yleensä 950-1000 ℃) ja korkean lämpötilan karkaisukäsittelyä.
(3) Teräs painevalumuotteja varten.Kaiken kaikkiaan painevalumuottien teräksen suorituskykyvaatimukset ovat samanlaiset kuin kuumapuristusmuottien vaatimukset, ja tärkeimmät vaatimukset ovat korkea karkaisun stabiilisuus ja lämpöväsymiskestävyys.Joten yleisesti käytetty terästyyppi on yleensä sama kuin kuumasuulakepuristusmuoteissa käytetty teräs.Kuten tavallista, käytetään terästä, kuten 4CrW2Si ja 3Cr2W8V.On kuitenkin eroja, kuten 40Cr:n, 30CrMnSi:n ja 40CrMo:n käyttö matalan sulamispisteen Zn-lejeeringin painevalumuoteissa;Al- ja Mg-lejeeringin painevalumuotteille voidaan valita 4CrW2Si, 4Cr5MoSiV jne..Cu-seoksen painevalumuotteissa käytetään enimmäkseen 3Cr2W8V terästä.
AmmattilainenKuole SteelStoimittaja – Jinbaicheng Metal
JINBAICHENGon maailman johtava toimittajakylmä työ ja kuuma työterästä, muoviakuolla terästäs, painevalu työkalu terästen ja mukautetun avoimen die takeet, käsittely yli100 000 tonnia terästä vuosittain.Tuotteemme valmistetaan osoitteessa3tuotantolaitoksissaShandong, jiangsu, ja guangdongin maakuntaan.Yli 100 patentilla,JINBAICHENGasettaa maailmanlaajuiset standardit, mukaan lukien ensimmäinen teräksen valmistajaKiinasaada ISO 9001 -sertifikaatti.Virallinen nettisivu:www.sdjbcmetal.com Sähköposti: jinbaichengmetal@gmail.com tai WhatsApp osoitteessahttps://wa.me/18854809715
Postitusaika: 21.6.2023