Deel 1 -Koud werkendood gaanstaal
Koudbewerkt matrijsstaal omvat matrijzen voor het vervaardigen van ponsen en snijden (stans- en ponsmatrijzen, trimvormen, ponsen, scharen), koudkopvormen, koude extrusievormen, buigvormen en draadtrekvormen, enz.
1. Arbeidsomstandigheden en prestatie-eisen voor koudverwerkensterven staal
Tijdens de werking van koud werkensterven staalVanwege de hoge vervormingsweerstand van het verwerkte materiaal draagt het werkende deel van de mal grote druk, buigkracht, slagkracht en wrijvingskracht.Daarom is de normale reden voor het slopen van koudwerkende mallen over het algemeen slijtage.Er zijn ook gevallen waarin ze voortijdig falen als gevolg van breuk, instortingskracht en vervorming die de tolerantie overschrijdt.
Vergeleken met snijgereedschapsstaal, koud werkensterven staalheeft veel overeenkomsten.De mal moet een hoge hardheid en slijtvastheid, een hoge buigsterkte en voldoende taaiheid hebben om een soepel verloop van het stempelproces te garanderen.Het verschil ligt in de complexe vorm en verwerkingstechnologie van de mal, evenals het grote wrijvingsoppervlak en de hoge kans op slijtage, waardoor het moeilijk te repareren en te slijpen is.Daarom is een hogere slijtvastheid vereist.Wanneer de mal in werking is, heeft deze een hoge ponsdruk en is hij gevoelig voor spanningsconcentratie vanwege zijn complexe vorm, waardoor hij een hoge taaiheid vereist;De mal heeft een groot formaat en een complexe vorm, dus vereist een hoge hardbaarheid, kleine vervorming en neiging tot scheuren.Kortom, de eisen aan hardbaarheid, slijtvastheid en taaiheid van koudvervormingsterven staalzijn hoger dan die van snijgereedschapsstaal.De vereisten voor rode hardheid zijn echter relatief laag of in principe niet vereist (omdat het in koude toestand wordt gevormd), dus er zijn ook enkele staalsoorten gevormd die geschikt zijn voor koudwerkmatrijzen, zoals de ontwikkeling van hoge slijtvastheid, microvervorming koud werksterven staalen koud werk met hoge taaiheidsterven staal.
2. Selectie van staalsoorten
Meestal kan de selectie van staalsoorten, afhankelijk van de gebruiksomstandigheden van koudwerkende mallen, worden onderverdeeld in de volgende vier situaties:
①Coude werkende mal met klein formaat, eenvoudige vorm en lichte belasting.
Kleine ponsen en scharen voor het snijden van staalplaten kunnen bijvoorbeeld worden gemaakt van koolstofgereedschapsstaal zoals T7A, T8A, T10A en T12A.De voordelen van dit type staal zijn;Goede verwerkbaarheid, goedkope prijs en gemakkelijke bron.Maar de nadelen zijn: lage hardbaarheid, slechte slijtvastheid en grote afschrikvervorming.Daarom is het alleen geschikt voor het vervaardigen van gereedschappen met kleine afmetingen, eenvoudige vormen en lichte belastingen, evenals koudwerkende mallen die een lage hardingslaag en hoge taaiheid vereisen.
② Koudwerkende mallen met grote afmetingen, complexe vormen en lichte belastingen.
Tot de meest gebruikte staalsoorten behoren laaggelegeerde snijgereedschapsstaalsoorten zoals 9SiCr, CrWMn, GCr15 en 9Mn2V.De afschrikdiameter van deze staalsoorten in olie kan over het algemeen meer dan 40 mm bedragen.Onder hen is 9Mn2V-staal een soort koudwerksterven staaldie de afgelopen jaren in China is ontwikkeld en die geen Cr bevat.Het kan staal dat Cr bevat, vervangen of gedeeltelijk vervangen.
De carbideheterogeniteit en de neiging tot afschrikscheuren van 9Mn2V-staal zijn kleiner dan die van CrWMn-staal, en de neiging tot ontkoling is kleiner dan die van 9SiCr-staal, terwijl de hardbaarheid groter is dan die van koolstofgereedschapsstaal.De prijs is slechts ongeveer 30% hoger dan die van laatstgenoemde, dus het is een staalsoort die de moeite waard is om te promoten en te gebruiken.9Mn2V-staal heeft echter ook enkele nadelen, zoals een lage slagvastheid en scheurverschijnselen die voorkomen bij productie en gebruik.Bovendien is de ontlaatstabiliteit slecht en overschrijdt de ontlaattemperatuur over het algemeen niet de 180 ℃.Wanneer het wordt getemperd op 200 ℃, beginnen de buigsterkte en taaiheid lage waarden te vertonen.
9Mn2V-staal kan worden geblust in blusmedia met een relatief mild koelvermogen zoals nitraat en hete olie.Voor sommige mallen met strenge vervormingseisen en lage hardheidseisen kan austenitisch isothermisch afschrikken worden gebruikt.
③ Koudwerkende mallen met grote afmetingen, complexe vormen en zware belastingen.
Er moet gebruik worden gemaakt van middelgelegeerd of hooggelegeerd staal, zoals Cr12Mo, Crl2MoV, Cr6WV, Cr4W2MoV, etc. Daarnaast mag ook snelstaal worden gebruikt.
De afgelopen jaren is de trend om snelstaal te gebruiken als koudbewerkingsmatrijzen toegenomen, maar er moet op worden gewezen dat het op dit moment niet langer gaat om het gebruik van de unieke rode harde sterkte van snelstaal, maar om eerder de hoge hardbaarheid en hoge slijtvastheid.Daarom moeten er ook verschillen zijn in het warmtebehandelingsproces.
Wanneer snelstaal als koude mal wordt gebruikt, moet afschrikken bij lage temperatuur worden gebruikt om de taaiheid te verbeteren.De algemeen gebruikte afschriktemperatuur voor snijgereedschappen van W18Cr4V-staal is bijvoorbeeld 1280-1290 ℃.Bij het maken van koudwerkende mallen moet afschrikken op lage temperatuur bij 1190 ℃ worden gebruikt.Een ander voorbeeld is W6Mo5Cr4V2-staal.Door gebruik te maken van afschrikken op lage temperatuur kan de levensduur aanzienlijk worden verbeterd, vooral door het verliespercentage aanzienlijk te verminderen.
④ Koudwerkende mallen die onderhevig zijn aan stootbelastingen en dunne mesopeningen hebben.
Zoals hierboven vermeld, zijn de prestatie-eisen van de eerste drie soorten koudwerkmatrijsstaal voornamelijk een hoge slijtvastheid, dus worden hypereutectoïde staal met een hoog koolstofgehalte en zelfs ledeburietstaal gebruikt.Voor sommige koudbewerkingsmatrijzen, zoals de snij- en stansmatrijzen aan de zijtoren, die dunne stootverbindingen hebben en tijdens gebruik onderhevig zijn aan schokbelasting, is een hoge slagvastheid vereist.Om deze tegenstrijdigheid op te lossen, kunnen de volgende maatregelen worden genomen:
Ⅰ-het koolstofgehalte verlagen en hypo-eutectoïde staal gebruiken om een afname van de taaiheid van het staal, veroorzaakt door primaire en secundaire carbiden, te voorkomen;
Ⅱ-Het toevoegen van legeringselementen zoals Si en Cr om de tempereerstabiliteit en temperatuur van het staal te verbeteren (temperen bij 240-270 ℃) is gunstig voor het volledig elimineren van afschrikspanning en het verbeteren van de prestaties zonder de hardheid te verminderen;
Ⅲ-Voeg elementen zoals W toe om vuurvaste carbiden te vormen om korrels te verfijnen en de taaiheid te verbeteren.De meest gebruikte staalsoorten voor koudbewerkingsmatrijzen met hoge taaiheid zijn onder meer 6SiCr, 4CrW2Si, 5CrW2Si, enz.
3. Manieren om het prestatiepotentieel van koudvervormd matrijsstaal volledig te benutten
Bij gebruik van staal van het Cr12-type of snelstaal als koudbewerkingsmatrijzen is een prominent probleem de hoge brosheid van het staal, dat tijdens gebruik gevoelig is voor scheuren.Daartoe is het noodzakelijk carbiden te verfijnen met behulp van voldoende smeedmethoden.Daarnaast moeten nieuwe staalsoorten worden ontwikkeld.De focus bij de ontwikkeling van nieuwe staalsoorten moet liggen op het verminderen van het koolstofgehalte van staal en het aantal carbidenvormende elementen.
Cr4W2MoV-staal heeft voordelen zoals hoge hardheid, hoge slijtvastheid en goede hardbaarheid.Het heeft ook een goede temperstabiliteit en uitgebreide mechanische eigenschappen.Het wordt gebruikt voor de productie van matrijzen van siliciumstaalplaten, enz. Het kan de levensduur ruim 1-3 keer verlengen in vergelijking met Cr12MoV-staal.Het smeedtemperatuurbereik van dit staal is echter smal en het is gevoelig voor scheuren tijdens het smeden.De smeedtemperatuur en bedrijfsspecificaties moeten strikt worden gecontroleerd.
Cr2Mn2SiWMoV-staal heeft een lage afschriktemperatuur, kleine afschrikvervorming en een hoge hardbaarheid.Het staat bekend als luchtgedoofde microvervormingsterven staal.
7W7Cr4MoV-staal kan W18Cr4V- en Cr12MoV-staal vervangen.Het kenmerk is dat de niet-uniformiteit van carbiden en de taaiheid van het staal aanzienlijk zijn verbeterd.
Deel2 -Heet werkensterven staal
1. Arbeidsomstandigheden van warmwerkende mallen
Heetwerkende mallen omvatten mallen voor het smeden van hamers, mallen voor hete extrusie en spuitgietmatrijzen.Zoals eerder vermeld, is het belangrijkste kenmerk van de werkomstandigheden van warmwerkende mallen het contact met heet metaal, wat het belangrijkste verschil is met de werkomstandigheden van koudwerkende mallen.Daarom zal het de volgende twee problemen met zich meebrengen:
(1) Het oppervlaktemetaal van de vormholte wordt verwarmd.Wanneer de hamermatrijzen werken, kan de oppervlaktetemperatuur van de matrijsholte gewoonlijk meer dan 300-400 ℃ bereiken, en de hete extrusiematrijs kan meer dan 500-800 ℃ bereiken;De temperatuur van de spuitgietmatrijsholte hangt samen met het type spuitgietmateriaal en de giettemperatuur.Bij het spuitgieten van zwart metaal kan de temperatuur van de vormholte oplopen tot meer dan 1000 ℃.Dergelijke hoge gebruikstemperaturen zullen de oppervlaktehardheid en sterkte van de vormholte aanzienlijk verminderen, waardoor deze tijdens gebruik vatbaar wordt voor vouwen.De basisprestatie-eis voor warmsterven staalis een hoge thermoplastische weerstand, inclusief hardheid en sterkte bij hoge temperaturen, en een hoge thermoplastische weerstand, die feitelijk de hoge temperstabiliteit van het staal weerspiegelt.Hieruit kan de eerste manier worden gevonden om heet matrijsstaal te legeren, dat wil zeggen dat het toevoegen van legeringselementen zoals Cr, W en Si de temperstabiliteit van het staal kan verbeteren.
(2) Thermische vermoeidheid (scheuren) treedt op op het oppervlaktemetaal van de vormholte.De werkeigenschappen van hete mallen zijn intermitterend.Na elke vorming van heet metaal moet het oppervlak van de vormholte worden gekoeld door media zoals water, olie en lucht.Daarom wordt de werktoestand van de hete matrijs herhaaldelijk verwarmd en afgekoeld, zodat het oppervlaktemetaal van de matrijsholte herhaalde thermische uitzetting zal ondergaan, dat wil zeggen herhaaldelijk wordt onderworpen aan trek- en drukspanningen.Als gevolg hiervan zal het oppervlak van de vormholte barsten, wat thermische vermoeidheid wordt genoemd.Daarom is de tweede basisprestatievereiste voor hetesterven staalwordt naar voren gebracht, dat wil zeggen, het heeft een hoge thermische vermoeidheidsweerstand.
Over het algemeen zijn de belangrijkste factoren die de thermische vermoeiingsweerstand van staal beïnvloeden:
① De thermische geleidbaarheid van staal.De hoge thermische geleidbaarheid van staal kan de mate van verwarming op het oppervlaktemetaal van de mal verminderen, waardoor de neiging van staal tot thermische vermoeidheid wordt verminderd.Algemeen wordt aangenomen dat de thermische geleidbaarheid van staal verband houdt met het koolstofgehalte ervan.Wanneer het koolstofgehalte hoog is, is de thermische geleidbaarheid laag, dus het is niet geschikt om staal met een hoog koolstofgehalte te gebruiken voor heet werksterven staal.Een laag koolstofgehalte van middelmatig koolstofstaal (C0,3% 5-0,6%) wordt vaak gebruikt bij de productie, wat kan leiden tot een afname van de hardheid en sterkte van het staal en ook schadelijk is.
② Het kritische punteffect van staal.Gewoonlijk geldt: hoe hoger het kritische punt (Acl) van staal, hoe lager de neiging tot thermische vermoeiing.Daarom wordt het kritische punt van staal over het algemeen verhoogd door de toevoeging van legeringselementen Cr, W, Si en lood.Hierdoor wordt de thermische vermoeiingsweerstand van staal verbeterd.
2. Staal voor veelgebruikte warmwerkende mallen
(1) Staal voor hamersmeedmatrijzen.Over het algemeen zijn er twee belangrijke problemen bij het gebruik van staal voor het met een hamer smeden van mallen.Ten eerste wordt het tijdens bedrijf onderworpen aan stootbelastingen.Daarom moeten de mechanische eigenschappen van het staal hoog zijn, vooral wat betreft de weerstand tegen plastische vervorming en de taaiheid;De tweede reden is dat de doorsnede van de hamersmeedmatrijs relatief groot is (<400 mm), wat een hoge hardbaarheid van het staal vereist om een uniforme microstructuur en prestaties van de gehele matrijs te garanderen.
Veelgebruikte matrijsstaalsoorten voor het smeden van hamers zijn 5CrNiMo, 5CrMnMo, 5CrNiW, 5CrNiTi en 5CrMnMoSiV.Verschillende soorten hameroogmallen moeten verschillende materialen gebruiken.Voor zeer grote of grote hamersmeedmatrijzen heeft 5CrNiMo de voorkeur.5CrNiTi, 5CrNiW of 5CrMnMoSi kunnen ook worden gebruikt.5CrMnMo-staal wordt meestal gebruikt voor kleine en middelgrote hamersmeedmatrijzen.
(2) Staal wordt gebruikt voor hete extrusiematrijzen, en het werkkenmerk van hete extrusiematrijzen is een lage laadsnelheid.Daarom is de verwarmingstemperatuur van de vormholte relatief hoog, meestal tot 500-800 ℃.De prestatie-eisen voor dit type staal moeten vooral gericht zijn op hoge sterkte bij hoge temperaturen (dwz hoge tempereerstabiliteit) en hoge weerstand tegen hittevermoeidheid.De eisen aan AK en hardbaarheid kunnen op passende wijze worden verlaagd.Over het algemeen is de maat van hete extrusiematrijzen klein, vaak minder dan 70-90 mm.
Veelgebruikte hete extrusiematrijzen omvatten 4CrW2Si, 3Cr2W8V en 5% Cr-type heet werksterven staalS.Onder hen kan 4CrW2Si zowel als koud werk worden gebruiktsterven staalen heet werksterven staal.Vanwege verschillende toepassingen kunnen verschillende warmtebehandelingsmethoden worden gebruikt.Bij het maken van koude mallen worden lagere afschriktemperaturen (870-900 ℃) en een temperbehandeling bij lage of gemiddelde temperatuur gebruikt;Bij het maken van hete mallen worden een hogere afschriktemperatuur (meestal 950-1000 ℃) en een tempereerbehandeling op hoge temperatuur gebruikt.
(3) Staal voor spuitgietmatrijzen.Over het geheel genomen zijn de prestatie-eisen van staal voor spuitgietmatrijzen vergelijkbaar met die voor warme extrusiematrijzen, waarbij een hoge tempereerstabiliteit en weerstand tegen thermische vermoeiing de belangrijkste vereisten zijn.De meest gebruikte staalsoort is dus over het algemeen hetzelfde als het staal dat wordt gebruikt voor warme extrusiematrijzen.Zoals gebruikelijk wordt er gebruik gemaakt van staal zoals 4CrW2Si en 3Cr2W8V.Er zijn echter verschillen, zoals het gebruik van 40Cr, 30CrMnSi en 40CrMo voor spuitgietmatrijzen met een laag smeltpunt van Zn-legering;Voor spuitgietmatrijzen van Al- en Mg-legeringen kunnen 4CrW2Si, 4Cr5MoSiV, enz. worden geselecteerd.Voor spuitgietmatrijzen van Cu-legeringen wordt meestal 3Cr2W8V-staal gebruikt.
ProfessioneelDood gaan SteelSleverancier – Jinbaicheng Metal
JINBAICHENGis 's werelds grootste leverancier vankoud werk en warm werkmatrijzenstaal, kunststofsterven staals, spuitgietgereedschapsstaal en op maat gemaakte smeedstukken met open matrijs, verwerking voorbij100.000 ton staal per jaar.Onze producten worden vervaardigd in3productiefaciliteiten inShandong, jiangsu, en de provincie Guangdong.Met meer dan 100 patenten,JINBAICHENGstelt wereldwijde normen, waaronder de eerste staalfabrikant ter wereldChinaom de ISO 9001-certificering te behalen.Officiële website:www.sdjbcmetal.com E-mail: jinbaichengmetal@gmail.com of WhatsApp ophttps://wa.me/18854809715
Posttijd: 21 juni 2023