1. dio -Hladni radumrijetiželjezo
Čelični kalupi za hladnu obradu uključuju kalupe za proizvodnju probijanja i rezanja (kalupi za izradu i probijanje, kalupi za rezanje, bušilice, škare), kalupe za hladno prešanje, kalupe za hladno istiskivanje, kalupe za savijanje i kalupe za izvlačenje žice itd.
1. Radni uvjeti i zahtjevi za rad u hladnom stanjudie steel
Tijekom operacije hladne obradedie steel, zbog velike otpornosti na deformacije obrađenog materijala, radni dio kalupa podnosi veliki pritisak, silu savijanja, silu udara i silu trenja.Stoga je uobičajeni razlog za odbacivanje kalupa za hladnu obradu općenito zbog istrošenosti.Također postoje slučajevi u kojima prerano otkazuju zbog loma, sile kolapsa i deformacije koje prelaze toleranciju.
U usporedbi s čelikom alata za rezanje, hladni raddie steelima mnogo sličnosti.Kalup mora imati visoku tvrdoću i otpornost na habanje, visoku čvrstoću na savijanje i dovoljnu žilavost kako bi se osiguralo glatko napredovanje procesa štancanja.Razlika je u složenom obliku i tehnologiji obrade kalupa, kao i velikoj površini trenja i velikoj mogućnosti trošenja, što otežava popravke i brušenje.Stoga je potrebna veća otpornost na habanje.Kada kalup radi, podnosi visok pritisak probijanja i sklon je koncentraciji naprezanja zbog svog složenog oblika, tako da zahtijeva visoku žilavost;Kalup ima veliku veličinu i složen oblik, tako da zahtijeva visoku očvrsljivost, malu deformaciju i sklonost pucanju.Ukratko, zahtjevi za prokaljivost, otpornost na trošenje i žilavost hladnog radadie steelviši su od čelika za alate za rezanje.Međutim, zahtjevi za crvenu tvrdoću su relativno niski ili u osnovi nisu potrebni (jer se oblikuje u hladnom stanju), tako da su također formirane neke vrste čelika pogodne za hladne kalupe, kao što je razvoj visoke otpornosti na trošenje, mikro deformacija hladni raddie steeli visoku žilavost hladnog radadie steel.
2. Odabir vrste čelika
Obično, prema uvjetima uporabe kalupa za hladnu obradu, izbor klasa čelika može se podijeliti u sljedeće četiri situacije:
①Cstari radni kalup male veličine, jednostavnog oblika i malog opterećenja.
Na primjer, male bušilice i škare za rezanje čeličnih ploča mogu se izraditi od ugljičnih alatnih čelika kao što su T7A, T8A, T10A i T12A.Prednosti ove vrste čelika su;Dobra obradivost, niska cijena i jednostavan izvor.Ali njegovi nedostaci su: niska prokaljivost, slaba otpornost na trošenje i velika deformacija kaljenja.Stoga je prikladan samo za izradu alata malih dimenzija, jednostavnih oblika i malih opterećenja, kao i kalupa za hladnu obradu koji zahtijevaju nisko otvrdnuti sloj i visoku žilavost.
② Hladni kalupi velikih dimenzija, složenih oblika i malih opterećenja.
Najčešće korištene vrste čelika uključuju niskolegirane čelike za alate za rezanje kao što su 9SiCr, CrWMn, GCr15 i 9Mn2V.Promjer kaljenja ovih čelika u ulju općenito može doseći preko 40 mm.Među njima, čelik 9Mn2V je vrsta hladnog radadie steelrazvijen u Kini posljednjih godina koji ne sadrži Cr.Može zamijeniti ili djelomično zamijeniti čelik koji sadrži Cr.
Heterogenost karbida i sklonost kaljenju kod čelika 9Mn2V manji su nego kod čelika CrWMn, a tendencija dekarburizacije je manja od one kod čelika 9SiCr, dok je prokaljivost veća od one kod ugljičnog alatnog čelika.Cijena mu je samo oko 30% viša od potonjeg, tako da je to vrsta čelika koju vrijedi promovirati i koristiti.Međutim, čelik 9Mn2V ima i neke nedostatke, kao što su niska udarna žilavost i pojava pucanja koja se nalazi u proizvodnji i uporabi.Osim toga, stabilnost kaljenja je loša, a temperatura kaljenja općenito ne prelazi 180 ℃.Kada se kali na 200 ℃, čvrstoća na savijanje i žilavost počinju pokazivati niske vrijednosti.
Čelik 9Mn2V može se kaliti u medijima za kaljenje s relativno blagim kapacitetom hlađenja kao što su nitrat i vruće ulje.Za neke kalupe sa strogim zahtjevima za deformaciju i zahtjevima niske tvrdoće, može se koristiti austenitno izotermno kaljenje.
③ Hladni kalupi velikih dimenzija, složenih oblika i teških opterećenja.
Mora se koristiti srednjelegirani ili visokolegirani čelik, kao što su Cr12Mo, Crl2MoV, Cr6WV, Cr4W2MoV itd. Osim toga, može se koristiti i brzorezni čelik.
Posljednjih godina raste trend korištenja brzoreznog čelika kao kalupa za hladnu obradu, ali treba istaknuti da se u ovom trenutku više ne koristi jedinstvena crvena tvrdoća brzoreznog čelika, već nego njegova visoka otvrdljivost i visoka otpornost na trošenje.Stoga bi također trebale postojati razlike u procesu toplinske obrade.
Kada se brzorezni čelik koristi kao hladni kalup, potrebno je koristiti kaljenje na niskim temperaturama za poboljšanje žilavosti.Na primjer, uobičajeno korištena temperatura kaljenja za alate za rezanje čelika W18Cr4V je 1280-1290 ℃.Pri izradi kalupa za hladnu obradu treba koristiti kaljenje na niskoj temperaturi na 1190 ℃.Drugi primjer je čelik W6Mo5Cr4V2.Korištenjem kaljenja na niskim temperaturama, životni vijek može se znatno poboljšati, posebno značajnim smanjenjem stope gubitaka.
④ Hladni kalupi za obradu koji su izloženi udarnim opterećenjima i imaju tanke razmake između oštrica.
Kao što je gore spomenuto, zahtjevi performansi prve tri vrste čelika za kalupe za hladnu obradu uglavnom su visoka otpornost na habanje, tako da se koriste hipereutektoidni čelik s visokim udjelom ugljika, pa čak i ledeburitni čelik.Međutim, za neke matrice za obradu u hladnom stanju, kao što su bočne matrice za rezanje i sređivanje, koje imaju tanke čeone spojeve i podložne su udarnom opterećenju kada su u upotrebi, potrebna je visoka udarna žilavost.Kako bi se riješila ova kontradikcija, mogu se poduzeti sljedeće mjere:
Ⅰ-smanjiti sadržaj ugljika i koristiti hipoeutektoidni čelik kako bi se izbjeglo smanjenje žilavosti čelika uzrokovano primarnim i sekundarnim karbidima;
Ⅱ-Dodavanje elemenata legure kao što su Si i Cr za poboljšanje stabilnosti kaljenja i temperature čelika (kaljenje na 240-270 ℃) korisno je za potpuno uklanjanje naprezanja kaljenja i poboljšanje performansi bez smanjenja tvrdoće;
Ⅲ-Dodajte elemente kao što je W za stvaranje vatrostalnih karbida za pročišćavanje zrna i poboljšanje žilavosti.Često korišteni čelici za kalupe visoke žilavosti za hladnu obradu uključuju 6SiCr, 4CrW2Si, 5CrW2Si itd.
3. Načini potpunog iskorištavanja potencijala izvedbe hladnog čelika za kalupljenje
Pri korištenju čelika tipa Cr12 ili brzoreznog čelika kao kalupa za hladnu obradu, istaknuti problem je velika krtost čelika, koji je sklon pucanju tijekom upotrebe.U tu svrhu potrebno je pročistiti karbide odgovarajućim metodama kovanja.Osim toga, treba razviti nove vrste čelika.Fokus razvoja novih vrsta čelika trebao bi biti smanjenje sadržaja ugljika u čeliku i broja elemenata koji tvore karbide.
Cr4W2MoV čelik ima prednosti kao što su visoka tvrdoća, visoka otpornost na trošenje i dobra prokaljivost.Također ima dobru stabilnost na kaljenje i opsežna mehanička svojstva.Koristi se za proizvodnju kalupa od silikonskog čeličnog lima, itd. Može povećati životni vijek za više od 1-3 puta u usporedbi s Cr12MoV čelikom.Međutim, temperaturni raspon kovanja ovog čelika je uzak i sklon je pucanju tijekom kovanja.Temperatura kovanja i radne specifikacije trebaju biti strogo kontrolirani.
Cr2Mn2SiWMoV čelik ima nisku temperaturu kaljenja, malu deformaciju kaljenja i visoku prokaljivost.Poznato je kao mikrodeformacija kaljena zrakomdie steel.
Čelik 7W7Cr4MoV može zamijeniti čelik W18Cr4V i Cr12MoV.Njegova karakteristika je da su nejednolikost karbida i žilavost čelika znatno poboljšani.
Dio2 -Vrući raddie steel
1. Radni uvjeti kalupa za vruću obradu
Kalupi za vruću obradu uključuju kalupe za kovanje čekićem, kalupe za vruće istiskivanje i kalupe za tlačno lijevanje.Kao što je ranije spomenuto, glavna karakteristika radnih uvjeta kalupa za vruću obradu je kontakt s vrućim metalom, što je glavna razlika od radnih uvjeta kalupa za rad na hladnom.Stoga će donijeti sljedeća dva problema:
(1) Metalna površina šupljine kalupa se zagrijava.Obično, kada rade matrice za udaranje, površinska temperatura šupljine matrice može doseći preko 300-400 ℃, a matrica za vruće istiskivanje može doseći preko 500-800 ℃;Temperatura šupljine kalupa za tlačno lijevanje povezana je s vrstom materijala za tlačno lijevanje i temperaturom izlijevanja.Prilikom tlačnog lijevanja crnog metala, temperatura kalupne šupljine može doseći preko 1000 ℃.Takve visoke temperature uporabe značajno će smanjiti tvrdoću površine i čvrstoću šupljine kalupa, čineći je sklonom savijanju tijekom uporabe.Osnovni zahtjev za performanse za vrućedie steelje visoka termoplastična otpornost, uključujući tvrdoću i čvrstoću na visokim temperaturama, te visoka termoplastična otpornost, što zapravo odražava visoku stabilnost čelika na kaljenje.Iz ovoga se može pronaći prvi način za legiranje čelika za vruće kalupe, to jest dodavanje legirajućih elemenata kao što su Cr, W, Si može poboljšati stabilnost čelika pri kaljenju.
(2) Toplinski zamor (pukotine) javlja se na površinskom metalu šupljine kalupa.Radne karakteristike vrućih kalupa su povremene.Nakon svakog formiranja vrućeg metala, površinu šupljine kalupa treba ohladiti medijima kao što su voda, ulje i zrak.Stoga se radno stanje vrućeg kalupa više puta zagrijava i hladi, tako da će površinski metal šupljine kalupa biti podvrgnut opetovanom toplinskom širenju, to jest opetovano podvrgnut vlačnom i tlačnom naprezanju.Kao rezultat toga, površina šupljine kalupa će pucati, što se naziva toplinski zamor.Stoga, drugi osnovni zahtjev za performanse za vrućedie steelje istaknuta, odnosno ima visoku otpornost na toplinski zamor.
Općenito govoreći, glavni čimbenici koji utječu na otpornost čelika na toplinski zamor su:
① Toplinska vodljivost čelika.Visoka toplinska vodljivost čelika može smanjiti stupanj zagrijavanja površinskog metala kalupa, čime se smanjuje sklonost čelika toplinskom zamoru.Općenito se vjeruje da je toplinska vodljivost čelika povezana s njegovim sadržajem ugljika.Kada je sadržaj ugljika visok, toplinska vodljivost je niska, tako da nije prikladno koristiti čelik s visokim udjelom ugljika za vruće radovedie steel.Nizak sadržaj ugljika u srednje ugljičnom čeliku (C0,3% 5-0,6%) obično se koristi u proizvodnji, što može dovesti do smanjenja tvrdoće i čvrstoće čelika, a također je štetno.
② Učinak kritične točke čelika.Obično, što je viša kritična točka (Acl) čelika, to je niža njegova tendencija toplinskog zamora.Stoga se kritična točka čelika općenito povećava dodavanjem legirajućih elemenata Cr, W, Si i olova.Time se poboljšava otpornost čelika na toplinski zamor.
2. Čelik za najčešće korištene kalupe za vruću obradu
(1) Čelik za kalupe za kovanje čekićem.Općenito govoreći, postoje dva istaknuta problema s upotrebom čelika za kalupe za kovanje čekićem.Prvo, tijekom rada je izložen udarnim opterećenjima.Stoga se zahtijeva da mehanička svojstva čelika budu visoka, posebno za otpornost na plastičnu deformaciju i žilavost;Drugi razlog je taj što je veličina poprečnog presjeka matrice za kovanje čekićem relativno velika (<400 mm), što zahtijeva visoku prokaljivost čelika kako bi se osigurala jednolika mikrostruktura i performanse cijele matrice.
Uobičajeni čelici za kovanje čekićem uključuju 5CrNiMo, 5CrMnMo, 5CrNiW, 5CrNiTi i 5CrMnMoSiV.Različite vrste kalupa za oči čekića trebaju koristiti različite materijale.Za vrlo velike ili velike kalupe za kovanje čekićem, prednost se daje 5CrNiMo.Također se mogu koristiti 5CrNiTi, 5CrNiW ili 5CrMnMoSi.Čelik 5CrMnMo obično se koristi za male i srednje matrice za kovanje čekićem.
(2) Čelik se koristi za kalupe za vruće istiskivanje, a radna karakteristika kalupa za vruće istiskivanje je mala brzina punjenja.Stoga je temperatura zagrijavanja šupljine kalupa relativno visoka, obično do 500-800 ℃.Zahtjevi za performanse za ovu vrstu čelika trebali bi se uglavnom usredotočiti na visoku čvrstoću pri visokim temperaturama (tj. visoku stabilnost pri kaljenju) i visoku otpornost na zamor toplinom.Zahtjevi za AK i prokaljivost mogu se odgovarajuće smanjiti.Općenito, veličina kalupa za vruće istiskivanje je mala, često manja od 70-90 mm.
Uobičajeno korišteni kalupi za vruće istiskivanje uključuju 4CrW2Si, 3Cr2W8V i 5% Cr tip vrućeg radadie steels.Među njima, 4CrW2Si se može koristiti i za hladni raddie steeli vrući raddie steel.Zbog različitih namjena mogu se koristiti različiti načini toplinske obrade.Pri izradi hladnih kalupa koriste se niže temperature kaljenja (870-900 ℃) i kaljenje na niskim ili srednjim temperaturama;Pri izradi vrućih kalupa koristi se viša temperatura kaljenja (obično 950-1000 ℃) i kaljenje na visokoj temperaturi.
(3) Čelik za kalupe za tlačni lijev.Općenito, zahtjevi za performansama čelika za kalupe za tlačno lijevanje slični su onima za kalupe za vruće istiskivanje, pri čemu su glavni zahtjevi visoka stabilnost pri kaljenju i otpornost na toplinski zamor.Dakle, uobičajeni tip čelika općenito je isti kao i čelik koji se koristi za kalupe za vruće istiskivanje.Kao i obično, koriste se čelici kao što su 4CrW2Si i 3Cr2W8V.Međutim, postoje razlike, kao što je upotreba 40Cr, 30CrMnSi i 40CrMo za kalupe za tlačno lijevanje legura Zn s niskim talištem;Za kalupe za tlačno lijevanje legura Al i Mg mogu se odabrati 4CrW2Si, 4Cr5MoSiV itd.Za kalupe za tlačno lijevanje od bakarnih legura uglavnom se koristi čelik 3Cr2W8V.
ProfesionalniUmrijeti SteelSdobavljač – Jinbaicheng Metal
JINBAICHENGje vodeći svjetski dobavljačhladni rad i topli radčelik za kalupe, plastikadie steels, alatni čelici za tlačno lijevanje i prilagođeni otvoreni kalupi za otkovke, obrada preko100.000 tona čelika svake godine.Naši proizvodi se proizvode u3proizvodni pogoni uShandong, jiangsu, i provinciji Guangdong.S više od 100 patenata,JINBAICHENGpostavlja svjetske standarde uključujući i to da je prvi proizvođač čelika uKinadobiti certifikat ISO 9001.Službena stranica:www.sdjbcmetal.com Email: jinbaichengmetal@gmail.com ili WhatsApp nahttps://wa.me/18854809715
Vrijeme objave: 21. lipnja 2023