Część 1 -Chłodne pracowanieumieraćstal
Stal matrycowa do obróbki na zimno obejmuje formy do produkcji wykrawania i cięcia (formy do wykrawania i wykrawania, formy do przycinania, stemple, nożyczki), formy do tłoczenia na zimno, formy do wytłaczania na zimno, formy do gięcia i formy do ciągnienia drutu itp.
1. Warunki pracy i wymagania eksploatacyjne przy obróbce plastycznej na zimnoumrzeć ze stali
Podczas operacji obróbki na zimnoumrzeć ze stali, ze względu na wysoką odporność na odkształcenia obrabianego materiału, część robocza formy wytrzymuje duży nacisk, siłę zginania, siłę uderzenia i siłę tarcia.Dlatego normalnym powodem złomowania form do pracy na zimno jest zazwyczaj zużycie.Zdarzają się również przypadki, w których ulegają przedwczesnemu uszkodzeniu z powodu pęknięcia, siły załamania i odkształcenia przekraczającego tolerancję.
W porównaniu ze stalą narzędziową do cięcia, praca na zimnoumrzeć ze stalima wiele podobieństw.Forma musi mieć wysoką twardość i odporność na zużycie, wysoką wytrzymałość na zginanie i wystarczającą wytrzymałość, aby zapewnić płynny przebieg procesu tłoczenia.Różnica polega na skomplikowanym kształcie i technologii obróbki formy, a także dużej powierzchni tarcia i dużej możliwości zużycia, co utrudnia naprawę i szlifowanie.Dlatego wymagana jest większa odporność na zużycie.Forma podczas pracy wytrzymuje duży nacisk przebijania, a ze względu na swój złożony kształt jest podatna na koncentrację naprężeń, dlatego wymaga dużej wytrzymałości;Forma ma duże rozmiary i złożony kształt, dlatego wymaga dużej hartowności, małych odkształceń i skłonności do pękania.Krótko mówiąc, wymagania dotyczące hartowności, odporności na zużycie i udarności przy pracy na zimnoumrzeć ze stalisą wyższe niż w przypadku stali narzędziowej.Jednakże wymagania dotyczące twardości czerwonej są stosunkowo niskie lub w zasadzie nie są wymagane (ponieważ powstaje w stanie zimnym), dlatego powstały również niektóre gatunki stali nadające się do form do pracy na zimno, takie jak rozwój dużej odporności na zużycie, mikroodkształcenia praca na zimnoumrzeć ze stalii wysoką wytrzymałość na zimnoumrzeć ze stali.
2. Wybór gatunku stali
Zwykle, w zależności od warunków użytkowania form do pracy na zimno, wybór gatunków stali można podzielić na cztery następujące sytuacje:
①Cstara działająca forma o małych rozmiarach, prostym kształcie i niewielkim obciążeniu.
Na przykład małe stemple i nożyczki do cięcia blach stalowych mogą być wykonane z węglowej stali narzędziowej, takiej jak T7A, T8A, T10A i T12A.Zaletami tego rodzaju stali są;Dobra przetwarzalność, niska cena i łatwe źródło.Ale jego wadami są: niska hartowność, słaba odporność na zużycie i duże odkształcenia przy hartowaniu.Dlatego nadaje się tylko do produkcji narzędzi o małych wymiarach, prostych kształtach i niewielkich obciążeniach, a także form do pracy na zimno, które wymagają niskiej warstwy utwardzania i dużej wytrzymałości.
② Formy do pracy na zimno o dużych wymiarach, skomplikowanych kształtach i lekkich obciążeniach.
Do powszechnie stosowanych gatunków stali należą niskostopowe stale narzędziowe, takie jak 9SiCr, CrWMn, GCr15 i 9Mn2V.Średnica hartowania tych stali w oleju może na ogół osiągnąć ponad 40 mm.Wśród nich stal 9Mn2V jest rodzajem pracy na zimnoumrzeć ze staliopracowany w Chinach w ostatnich latach, który nie zawiera Cr.Może zastąpić lub częściowo zastąpić stal zawierającą Cr.
Niejednorodność węglików i skłonność do pękania hartowniczego stali 9Mn2V są mniejsze niż stali CrWMn, a tendencja do odwęglenia jest mniejsza niż stali 9SiCr, natomiast hartowność jest większa niż węglowej stali narzędziowej.Jej cena jest tylko o około 30% wyższa od tej drugiej, dlatego jest to gatunek warty promowania i stosowania.Jednakże stal 9Mn2V ma również pewne wady, takie jak niska udarność i zjawisko pękania występujące podczas produkcji i użytkowania.Ponadto stabilność odpuszczania jest słaba, a temperatura odpuszczania na ogół nie przekracza 180 ℃.Po odpuszczeniu w temperaturze 200 ℃ wytrzymałość na zginanie i wytrzymałość zaczynają wykazywać niskie wartości.
Stal 9Mn2V można hartować w mediach hartowniczych o stosunkowo łagodnej zdolności chłodzenia, takich jak azotany i gorący olej.W przypadku niektórych form o rygorystycznych wymaganiach dotyczących odkształcenia i niskich wymaganiach dotyczących twardości można zastosować hartowanie izotermiczne austenityczne.
③ Formy do pracy na zimno o dużych wymiarach, skomplikowanych kształtach i dużych obciążeniach.
Należy zastosować stal średniostopową lub wysokostopową, taką jak Cr12Mo, Crl2MoV, Cr6WV, Cr4W2MoV itp. Ponadto można zastosować również stal szybkotnącą.
W ostatnich latach nasilił się trend stosowania stali szybkotnącej jako form do pracy na zimno, jednak należy zaznaczyć, że w tym czasie nie jest to już wykorzystanie unikalnej czerwonej twardości stali szybkotnącej, ale raczej jego wysoka hartowność i wysoka odporność na zużycie.Dlatego też powinny istnieć różnice w procesie obróbki cieplnej.
W przypadku stosowania stali szybkotnącej jako formy na zimno należy zastosować hartowanie w niskiej temperaturze w celu poprawy wytrzymałości.Przykładowo, powszechnie stosowana temperatura hartowania narzędzi skrawających ze stali W18Cr4V wynosi 1280-1290℃.Przy wykonywaniu form do pracy na zimno należy stosować hartowanie w niskiej temperaturze 1190℃.Innym przykładem jest stal W6Mo5Cr4V2.Stosując hartowanie w niskiej temperaturze, można znacznie poprawić żywotność, szczególnie poprzez znaczne zmniejszenie współczynnika strat.
④ Formy do pracy na zimno, które są poddawane obciążeniom udarowym i mają cienkie szczeliny między ostrzami.
Jak wspomniano powyżej, wymagania eksploatacyjne pierwszych trzech rodzajów stali matrycowych do pracy na zimno obejmują głównie wysoką odporność na zużycie, dlatego stosuje się wysokowęglową stal nadeutektoidalną, a nawet ledeburytową.Jednakże w przypadku niektórych matryc do pracy na zimno, takich jak matryce do cięcia bocznego i wykrojników, które mają cienkie złącza doczołowe i podczas użytkowania podlegają obciążeniom udarowym, wymagana jest wysoka udarność.Aby rozwiązać tę sprzeczność, można podjąć następujące środki:
Ⅰ-zmniejszyć zawartość węgla i zastosować stal podeutektoidalną, aby uniknąć spadku wytrzymałości stali spowodowanego węglikami pierwotnymi i wtórnymi;
Ⅱ-Dodawanie pierwiastków stopowych, takich jak Si i Cr, w celu poprawy stabilności odpuszczania i temperatury stali (odpuszczanie w temperaturze 240-270 ℃) jest korzystne dla całkowitego wyeliminowania naprężeń hartowniczych i poprawy wydajności bez zmniejszania twardości;
Ⅲ-Dodaj pierwiastki takie jak W, aby utworzyć węgliki ogniotrwałe w celu udoskonalenia ziaren i poprawy wytrzymałości.Powszechnie stosowane stale na formy do pracy na zimno o wysokiej wytrzymałości obejmują 6SiCr, 4CrW2Si, 5CrW2Si itp.
3. Sposoby pełnego wykorzystania potencjału wydajnościowego stali matrycowej do pracy na zimno
W przypadku stosowania stali typu Cr12 lub stali szybkotnącej jako form do pracy na zimno, znaczącym problemem jest duża kruchość stali, która jest podatna na pękanie w trakcie użytkowania.W tym celu konieczne jest rafinowanie węglików odpowiednimi metodami kucia.Ponadto należy opracować nowe gatunki stali.Celem opracowywania nowych gatunków stali powinno być zmniejszenie zawartości węgla w stali i liczby pierwiastków tworzących węgliki.
Stal Cr4W2MoV ma zalety takie jak wysoka twardość, wysoka odporność na zużycie i dobra hartowność.Ma również dobrą stabilność odpuszczania i wszechstronne właściwości mechaniczne.Służy do produkcji matryc z blachy krzemowej itp. Może zwiększyć żywotność ponad 1-3 razy w porównaniu ze stalą Cr12MoV.Jednakże zakres temperatur kucia tej stali jest wąski i jest ona podatna na pękanie podczas kucia.Należy ściśle kontrolować temperaturę kucia i specyfikacje operacyjne.
Stal Cr2Mn2SiWMoV ma niską temperaturę hartowania, małe odkształcenia podczas hartowania i wysoką hartowność.Nazywa się to mikroodkształceniem hartowanym powietrzemumrzeć ze stali.
Stal 7W7Cr4MoV może zastąpić stal W18Cr4V i Cr12MoV.Jego cechą charakterystyczną jest to, że znacznie poprawiono niejednorodność węglików i wytrzymałość stali.
Część2 -Praca na gorącoumrzeć ze stali
1. Warunki pracy form do pracy na gorąco
Formy do pracy na gorąco obejmują formy do kucia młotkowego, formy do wytłaczania na gorąco i formy do odlewania ciśnieniowego.Jak wspomniano wcześniej, główną cechą warunków pracy form do pracy na gorąco jest kontakt z gorącym metalem, co stanowi główną różnicę w stosunku do warunków pracy form do pracy na zimno.Dlatego przyniesie to dwa następujące problemy:
(1) Metal powierzchniowy wnęki formy jest podgrzewany.Zwykle podczas pracy matryc młotkowych temperatura powierzchni wnęki matrycy może osiągnąć ponad 300-400 ℃, a matryca do wytłaczania na gorąco może osiągnąć ponad 500-800 ℃;Temperatura wnęki formy odlewniczej jest związana z rodzajem materiału odlewniczego i temperaturą zalewania.Podczas odlewania czarnego metalu temperatura wnęki formy może osiągnąć ponad 1000 ℃.Tak wysokie temperatury użytkowania znacznie zmniejszą twardość powierzchni i wytrzymałość gniazda formy, czyniąc ją podatną na zaginanie się podczas użytkowania.Podstawowe wymagania dotyczące wydajności dla gorącychumrzeć ze stalito wysoka odporność termoplastyczna, w tym twardość i wytrzymałość w wysokich temperaturach, oraz wysoka odporność termoplastyczna, która w rzeczywistości odzwierciedla wysoką stabilność odpuszczania stali.Na tej podstawie można znaleźć pierwszy sposób stopowania stali na gorąco, to znaczy dodanie pierwiastków stopowych, takich jak Cr, W, Si, może poprawić stabilność odpuszczania stali.
(2) Zmęczenie cieplne (pękanie) występuje na powierzchni metalu wnęki formy.Charakterystyka robocza gorących form jest przerywana.Po każdym utworzeniu gorącego metalu powierzchnia wnęki formy musi zostać schłodzona mediami takimi jak woda, olej i powietrze.Dlatego stan roboczy gorącej formy jest wielokrotnie podgrzewany i chłodzony, tak że metal powierzchniowy wnęki formy będzie ulegał powtarzającej się rozszerzalności cieplnej, to znaczy wielokrotnie poddawany naprężeniom rozciągającym i ściskającym.W rezultacie powierzchnia wnęki formy pęknie, co nazywa się zmęczeniem cieplnym.Dlatego drugim podstawowym wymogiem wydajnościowym jest gorącoumrzeć ze stalijest proponowany, to znaczy ma wysoką odporność na zmęczenie cieplne.
Ogólnie rzecz biorąc, głównymi czynnikami wpływającymi na odporność stali na zmęczenie cieplne są:
① Przewodność cieplna stali.Wysoka przewodność cieplna stali może zmniejszyć stopień nagrzania powierzchni metalu formy, zmniejszając w ten sposób skłonność stali do zmęczenia cieplnego.Powszechnie uważa się, że przewodność cieplna stali jest powiązana z zawartością węgla.Gdy zawartość węgla jest wysoka, przewodność cieplna jest niska, dlatego nie nadaje się do stosowania stali wysokowęglowej do pracy na gorącoumrzeć ze stali.W produkcji powszechnie stosuje się stal średniowęglową o niskiej zawartości węgla (C0,3% 5-0,6%), co może prowadzić do zmniejszenia twardości i wytrzymałości stali, a także jest szkodliwe.
② Efekt punktu krytycznego stali.Zwykle im wyższy punkt krytyczny (Acl) stali, tym mniejsza jest jej skłonność do zmęczenia cieplnego.Dlatego punkt krytyczny stali jest zwykle zwiększany przez dodanie pierwiastków stopowych Cr, W, Si i ołowiu.W ten sposób poprawia się odporność stali na zmęczenie cieplne.
2. Stal na powszechnie stosowane formy do pracy na gorąco
(1) Stal na matryce do kucia młotkowego.Ogólnie rzecz biorąc, istnieją dwa istotne problemy związane ze stosowaniem stali do form do kucia młotkowego.Po pierwsze, podczas pracy poddawany jest obciążeniom udarowym.Dlatego wymagane są wysokie właściwości mechaniczne stali, zwłaszcza odporność na odkształcenia plastyczne i wytrzymałość;Drugim powodem jest stosunkowo duży przekrój poprzeczny matrycy do kucia młotkowego (<400 mm), co wymaga dużej hartowności stali, aby zapewnić jednolitą mikrostrukturę i wydajność całej matrycy.
Powszechnie stosowane stale do kucia młotkowego obejmują 5CrNiMo, 5CrMnMo, 5CrNiW, 5CrNiTi i 5CrMnMoSiV.Różne typy form z oczkami młotkowymi powinny wykorzystywać różne materiały.W przypadku bardzo dużych lub dużych matryc do kucia młotkowego preferowany jest 5CrNiMo.Można również zastosować 5CrNiTi, 5CrNiW lub 5CrMnMoSi.Stal 5CrMnMo jest zwykle stosowana na małe i średnie matryce do kucia młotkowego.
(2) Stal jest używana do form do wytłaczania na gorąco, a cechą roboczą form do wytłaczania na gorąco jest niska prędkość ładowania.Dlatego temperatura nagrzewania wnęki formy jest stosunkowo wysoka, zwykle do 500-800 ℃.Wymagania eksploatacyjne dla tego typu stali powinny skupiać się głównie na wysokiej wytrzymałości w wysokich temperaturach (tj. wysokiej stabilności odpuszczania) i wysokiej odporności na zmęczenie cieplne.Wymagania dotyczące AK i hartowności można odpowiednio obniżyć.Ogólnie rzecz biorąc, wielkość form do wytłaczania na gorąco jest niewielka, często mniejsza niż 70-90 mm.
Powszechnie stosowane formy do wytłaczania na gorąco obejmują 4CrW2Si, 3Cr2W8V i 5% Cr do pracy na gorącoumrzeć ze staliS.Wśród nich 4CrW2Si można stosować zarówno do pracy na zimnoumrzeć ze stalii gorąca pracaumrzeć ze stali.Ze względu na różne zastosowania można stosować różne metody obróbki cieplnej.Przy wykonywaniu form na zimno stosuje się niższe temperatury hartowania (870-900 ℃) oraz obróbkę odpuszczającą w niskiej lub średniej temperaturze;Przy wykonywaniu form na gorąco stosuje się wyższą temperaturę hartowania (zwykle 950-1000 ℃) i obróbkę odpuszczającą w wysokiej temperaturze.
(3) Stal na formy odlewnicze.Ogólnie rzecz biorąc, wymagania eksploatacyjne stali na formy do odlewania ciśnieniowego są podobne do wymagań dotyczących form do wytłaczania na gorąco, przy czym głównymi wymaganiami są wysoka stabilność odpuszczania i odporność na zmęczenie cieplne.Zatem powszechnie stosowany rodzaj stali jest na ogół taki sam, jak stal używana do form do wytłaczania na gorąco.Tradycyjnie stosuje się stal taką jak 4CrW2Si i 3Cr2W8V.Istnieją jednak różnice, takie jak zastosowanie 40Cr, 30CrMnSi i 40CrMo w formach do odlewania ciśnieniowego stopu Zn o niskiej temperaturze topnienia;W przypadku form odlewniczych ze stopów Al i Mg można wybrać 4CrW2Si, 4Cr5MoSiV itp.Do form odlewniczych ze stopów Cu najczęściej stosuje się stal 3Cr2W8V.
ProfesjonalnyUmierać SteelSdostawca – Jinbaicheng Metal
JINBAICHENGjest wiodącym na świecie dostawcąpraca na zimno i praca na gorącostale matrycowe, tworzywa sztuczneumrzeć ze stalis, stale narzędziowe do odlewania ciśnieniowego i niestandardowe odkuwki swobodne, obróbka zakończona1ton stali rocznie.Nasze produkty powstają w3zakłady produkcyjne wSzantung, Jiangsu, i prowincja Guangdong.Dzięki ponad 100 patentom,JINBAICHENGwyznacza światowe standardy, w tym jest pierwszym producentem stali wChinyaby otrzymać certyfikat ISO 9001.Oficjalna strona internetowa:www.sdjbcmetal.com E-mail: jinbaichengmetal@gmail.com lub WhatsApp pod adresemhttps://wa.me/18854809715
Czas publikacji: 21 czerwca 2023 r