Část 1 -Práce za studenazemřítocel
Zápustková ocel pro tváření za studena zahrnuje formy pro výrobu děrování a řezání (děrovací a děrovací formy, ořezové formy, děrovače, nůžky), formy pro tváření za studena, formy pro vytlačování za studena, ohýbací formy a formy pro tažení drátu atd.
1. Pracovní podmínky a požadavky na výkon při práci za studenazápustková ocel
Při provozu za studenazápustková ocelVzhledem k vysoké deformační odolnosti zpracovávaného materiálu snáší pracovní část formy velký tlak, ohybovou sílu, rázovou sílu a třecí sílu.Proto je běžným důvodem pro vyřazení forem pro tváření za studena obecně opotřebení.Existují také případy, kdy selžou předčasně v důsledku lomu, kolapsové síly a deformace přesahující toleranci.
Ve srovnání s řeznou nástrojovou ocelí práce za studenazápustková ocelmá mnoho podobností.Forma musí mít vysokou tvrdost a odolnost proti opotřebení, vysokou pevnost v ohybu a dostatečnou houževnatost, aby byl zajištěn hladký průběh lisovacího procesu.Rozdíl spočívá ve složitém tvaru a technologii zpracování formy, dále ve velké třecí ploše a vysoké možnosti opotřebení znesnadňující opravy a broušení.Proto je nutná vyšší odolnost proti opotřebení.Když forma pracuje, snáší vysoký děrovací tlak a je náchylná ke koncentraci napětí kvůli svému složitému tvaru, takže vyžaduje vysokou houževnatost;Forma má velkou velikost a složitý tvar, takže vyžaduje vysokou prokalitelnost, malou deformaci a tendenci k praskání.Stručně řečeno, požadavky na prokalitelnost, odolnost proti opotřebení a houževnatost práce za studenazápustková oceljsou vyšší než u řezné nástrojové oceli.Požadavky na červenou tvrdost jsou však relativně nízké nebo v zásadě nejsou vyžadovány (protože se vyrábí za studena), takže byly vytvořeny i některé jakosti oceli vhodné pro formy pro tváření za studena, jako je vývoj vysoké odolnosti proti opotřebení, mikrodeformace studená prácezápustková ocela vysoká houževnatost práce za studenazápustková ocel.
2. Výběr třídy oceli
Obvykle lze podle podmínek použití forem pro tváření za studena výběr jakosti oceli rozdělit do následujících čtyř situací:
①Cstará pracovní forma s malými rozměry, jednoduchým tvarem a nízkou zátěží.
Například malé razníky a nůžky pro řezání ocelových plechů mohou být vyrobeny z uhlíkových nástrojových ocelí, jako jsou T7A, T8A, T10A a T12A.Výhody tohoto typu oceli jsou;Dobrá zpracovatelnost, nízká cena a snadný zdroj.Ale jeho nevýhody jsou: nízká prokalitelnost, špatná odolnost proti opotřebení a velká deformace kalením.Proto je vhodný pouze pro výrobu nástrojů s malými rozměry, jednoduchými tvary a malým zatížením, jakož i forem pro tváření za studena, které vyžadují nízkou vytvrzovací vrstvu a vysokou houževnatost.
② Formy pro zpracování za studena s velkými rozměry, složitými tvary a lehkým zatížením.
Mezi běžně používané typy ocelí patří nízkolegované nástrojové oceli jako 9SiCr, CrWMn, GCr15 a 9Mn2V.Průměr kalení těchto ocelí v oleji může obecně dosahovat přes 40 mm.Mezi nimi je ocel 9Mn2V typem práce za studenazápustková ocelvyvinutý v Číně v posledních letech, který neobsahuje Cr.Může nahradit nebo částečně nahradit ocel obsahující Cr.
Karbidová heterogenita a tendence k praskání při kalení u oceli 9Mn2V jsou menší než u oceli CrWMn a tendence k oduhličení je menší než u oceli 9SiCr, zatímco prokalitelnost je větší než u uhlíkové nástrojové oceli.Jeho cena je jen asi o 30 % vyšší než u posledně jmenovaného, takže jde o jakost oceli, kterou stojí za to propagovat a používat.Ocel 9Mn2V má však také některé nevýhody, jako je nízká rázová houževnatost a jev praskání vyskytující se při výrobě a použití.Kromě toho je stabilita popouštění špatná a teplota popouštění obecně nepřesahuje 180 ℃.Při popouštění na 200 ℃ začíná pevnost v ohybu a houževnatost vykazovat nízké hodnoty.
Ocel 9Mn2V lze kalit v kalicích médiích s relativně mírnou chladicí kapacitou, jako jsou dusičnany a horký olej.U některých forem s přísnými požadavky na deformaci a nízkými požadavky na tvrdost lze použít austenitické izotermické kalení.
③ Formy pro zpracování za studena s velkými rozměry, složitými tvary a velkým zatížením.
Musí být použita středně legovaná nebo vysoce legovaná ocel, jako je Cr12Mo, Crl2MoV, Cr6WV, Cr4W2MoV atd. Kromě toho lze použít také rychlořeznou ocel.
V posledních letech sílí trend používání rychlořezné oceli jako forem pro tváření za studena, je však třeba upozornit, že v této době se již nejedná o využití unikátní červené tvrdé pevnosti rychlořezné oceli, ale spíše jeho vysoká prokalitelnost a vysoká odolnost proti opotřebení.Proto by také měly existovat rozdíly v procesu tepelného zpracování.
Při použití rychlořezné oceli jako studené formy by se mělo pro zlepšení houževnatosti použít nízkoteplotní kalení.Například běžně používaná teplota kalení pro řezné nástroje na ocel W18Cr4V je 1280-1290 ℃.Při výrobě forem pro tváření za studena by se mělo používat nízkoteplotní kalení při 1190 ℃.Dalším příkladem je ocel W6Mo5Cr4V2.Použitím nízkoteplotního kalení lze výrazně zlepšit životnost, zejména výrazným snížením ztrátovosti.
④ Formy pro tváření za studena, které jsou vystaveny nárazovému zatížení a mají tenké mezery mezi lopatkami.
Jak bylo uvedeno výše, požadavky na výkon prvních tří typů zápustkových ocelí pro tváření za studena jsou hlavně vysoká odolnost proti opotřebení, takže se používá vysoce uhlíková hypereutektoidní ocel a dokonce ledeburitová ocel.U některých zápustek pro tváření za studena, jako jsou řezací a vysekávací zápustky s boční věží, které mají tenké tupé spoje a jsou při používání vystaveny rázovému zatížení, je však vyžadována vysoká rázová houževnatost.K vyřešení tohoto rozporu lze přijmout následující opatření:
Ⅰ-snížit obsah uhlíku a používat hypoeutektoidní ocel, aby se zabránilo snížení houževnatosti oceli způsobenému primárními a sekundárními karbidy;
Ⅱ-Přidání slitinových prvků, jako je Si a Cr pro zlepšení stability popouštění a teploty oceli (popouštění na 240-270 ℃), je výhodné pro úplné odstranění pnutí při kalení a zlepšení výkonu bez snížení tvrdosti;
Ⅲ-Přidejte prvky jako W, abyste vytvořili žáruvzdorné karbidy pro zjemnění zrn a zlepšení houževnatosti.Mezi běžně používané oceli pro vysoce houževnaté formy pro tváření za studena patří 6SiCr, 4CrW2Si, 5CrW2Si atd.
3. Způsoby, jak plně využít výkonnostní potenciál zápustkové oceli tvářené za studena
Při použití oceli typu Cr12 nebo rychlořezné oceli jako forem pro tváření za studena je hlavním problémem vysoká křehkost oceli, která je náchylná k praskání během používání.K tomu je nutné zušlechťovat karbidy pomocí dostatečných metod kování.Kromě toho by měly být vyvinuty nové třídy oceli.Cílem vývoje nových jakostí oceli by mělo být snížení obsahu uhlíku v oceli a počtu prvků tvořících karbidy.
Ocel Cr4W2MoV má výhody, jako je vysoká tvrdost, vysoká odolnost proti opotřebení a dobrá prokalitelnost.Má také dobrou stabilitu při popouštění a komplexní mechanické vlastnosti.Používá se k výrobě matric z křemíkového ocelového plechu atd. Ve srovnání s Cr12MoV ocelí může zvýšit životnost více než 1-3krát.Rozsah kovací teploty této oceli je však úzký a je náchylná k praskání během kování.Teplota kování a provozní specifikace by měly být přísně kontrolovány.
Cr2Mn2SiWMoV ocel má nízkou kalicí teplotu, malou deformaci kalením a vysokou prokalitelnost.Je známá jako vzduchem zhášená mikrodeformacezápustková ocel.
Ocel 7W7Cr4MoV může nahradit ocel W18Cr4V a Cr12MoV.Jeho charakteristikou je, že se výrazně zlepšila nerovnoměrnost karbidů a houževnatost oceli.
Část2 -Práce za teplazápustková ocel
1. Pracovní podmínky forem pro tváření za tepla
Formy pro zpracování za tepla zahrnují formy pro kování pro kladiva, formy pro vytlačování za tepla a formy pro tlakové lití.Jak již bylo zmíněno dříve, hlavní charakteristikou pracovních podmínek forem pro tváření za tepla je kontakt s horkým kovem, což je hlavní rozdíl od pracovních podmínek forem pro tváření za studena.Proto to přinese následující dva problémy:
(1) Povrchový kov dutiny formy se zahřívá.Obvykle, když pracují lisovací nástroje, povrchová teplota dutiny lisu může dosáhnout více než 300-400 ℃ a vytlačovací lis za horka může dosáhnout více než 500-800 ℃;Teplota dutiny formy pro tlakové lití souvisí s typem materiálu pro tlakové lití a teplotou lití.Při tlakovém lití černého kovu může teplota dutiny formy dosáhnout více než 1000 ℃.Takto vysoké provozní teploty výrazně sníží povrchovou tvrdost a pevnost dutiny formy, takže je náchylná ke skládání během používání.Základní požadavek na výkon pro horkézápustková ocelje vysoká termoplastická odolnost včetně vysokoteplotní tvrdosti a pevnosti a vysoká termoplastická odolnost, která ve skutečnosti odráží vysokou popouštěcí stabilitu oceli.Z toho lze nalézt první způsob legování oceli za tepla, to znamená, že přidání legujících prvků, jako je Cr, W, Si, může zlepšit stabilitu oceli při popouštění.
(2) Na povrchu kovu dutiny formy dochází k tepelné únavě (praskání).Pracovní charakteristiky horkých forem jsou přerušované.Po každém formování horkého kovu je třeba povrch dutiny formy ochladit médii, jako je voda, olej a vzduch.Proto se pracovní stav horké formy opakovaně zahřívá a ochlazuje, takže povrchový kov dutiny formy podléhá opakované tepelné roztažnosti, to znamená, že je opakovaně vystaven tahovému a tlakovému namáhání.V důsledku toho dojde k popraskání povrchu dutiny formy, což se nazývá tepelná únava.Proto druhý základní výkonový požadavek pro horkézápustková ocelse předkládá, to znamená, že má vysokou odolnost proti tepelné únavě.
Obecně řečeno, hlavní faktory ovlivňující odolnost oceli vůči tepelné únavě jsou:
① Tepelná vodivost oceli.Vysoká tepelná vodivost oceli může snížit stupeň ohřevu na povrchu kovu formy, čímž se sníží sklon oceli k tepelné únavě.Obecně se má za to, že tepelná vodivost oceli souvisí s obsahem uhlíku.Při vysokém obsahu uhlíku je nízká tepelná vodivost, proto není vhodné používat vysokouhlíkovou ocel pro práci za teplazápustková ocel.Ve výrobě se běžně používá nízký obsah uhlíku středně uhlíkové oceli (C0,3 % 5-0,6 %), což může vést ke snížení tvrdosti a pevnosti oceli a je také na škodu.
② Kritický bodový efekt oceli.Obvykle platí, že čím vyšší je kritický bod (Acl) oceli, tím nižší je její sklon k tepelné únavě.Kritický bod oceli se proto obecně zvyšuje přidáním legujících prvků Cr, W, Si a olova.Tím se zlepšuje odolnost oceli vůči tepelné únavě.
2. Ocel pro běžně používané formy pro tváření za tepla
(1) Ocel pro zápustky pro kladivové kování.Obecně řečeno, existují dva významné problémy s použitím oceli pro formy pro kladivové kování.Za prvé je během provozu vystaven rázovému zatížení.Proto se požaduje, aby mechanické vlastnosti oceli byly vysoké, zejména z hlediska odolnosti proti plastické deformaci a houževnatosti;Druhým důvodem je, že velikost průřezu zápustky pro kování kladiva je poměrně velká (<400 mm), což vyžaduje vysokou prokalitelnost oceli pro zajištění jednotné mikrostruktury a výkonu celé zápustky.
Mezi běžně používané zápustkové oceli pro kladiva patří 5CrNiMo, 5CrMnMo, 5CrNiW, 5CrNiTi a 5CrMnMoSiV.Různé typy forem pro kladívková oka by měly používat různé materiály.Pro velmi velké nebo velké kovací zápustky pro kladiva se dává přednost 5CrNiMo.Lze také použít 5CrNiTi, 5CrNiW nebo 5CrMnMoSi.Ocel 5CrMnMo se obvykle používá pro malé a středně velké zápustky pro kladivové kování.
(2) Ocel se používá pro horké vytlačovací formy a pracovní charakteristikou horkých vytlačovacích forem je pomalá rychlost nakládání.Proto je teplota ohřevu dutiny formy relativně vysoká, obvykle až 500-800 ℃.Požadavky na vlastnosti tohoto typu oceli by se měly zaměřit především na vysokou pevnost při vysokých teplotách (tj. vysokou stabilitu při popouštění) a vysokou odolnost proti tepelné únavě.Požadavky na AK a prokalitelnost lze vhodně snížit.Obecně je velikost horkých vytlačovacích forem malá, často menší než 70-90 mm.
Běžně používané formy pro vytlačování za tepla zahrnují 4CrW2Si, 3Cr2W8V a 5% Cr pro práci za teplazápustková ocels.Mezi nimi lze 4CrW2Si použít jak pro práci za studenazápustková ocela horká prácezápustková ocel.Vzhledem k různému použití lze použít různé metody tepelného zpracování.Při výrobě forem za studena se používají nižší kalící teploty (870-900 ℃) a nízko nebo středněteplotní temperování;Při výrobě horkých forem se používá vyšší kalící teplota (obvykle 950-1000 ℃) a vysokoteplotní temperování.
(3) Ocel pro tlakové licí formy.Celkově jsou požadavky na výkon oceli pro formy pro tlakové lití podobné jako u forem pro vytlačování za tepla, přičemž hlavními požadavky jsou vysoká stabilita při popouštění a odolnost proti tepelné únavě.Takže běžně používaný typ oceli je obecně stejný jako ocel používaná pro horké vytlačovací formy.Jako obvykle se používá ocel jako 4CrW2Si a 3Cr2W8V.Existují však rozdíly, jako je použití 40Cr, 30CrMnSi a 40CrMo pro formy pro tlakové lití slitiny Zn s nízkou teplotou tání;Pro tlakové licí formy z Al a Mg slitiny lze zvolit 4CrW2Si, 4Cr5MoSiV atd.Pro tlakové licí formy ze slitiny Cu se většinou používá ocel 3Cr2W8V.
ProfesionálníZemřít SocelSdodavatel – Jinbaicheng Metal
JINBAICHENGje předním světovým dodavatelempráce za studena a práce za teplazápustkové oceli, plastzápustková ocels, tlakové lití nástrojových ocelí a zakázkových otevřených výkovků, zpracování přes100 000 tun oceli ročně.Naše produkty jsou vyráběny v3výrobní zařízení vShandong, jiangsu, a provincie guangdong.S více než 100 patenty,JINBAICHENGstanovuje celosvětové standardy včetně toho, že je prvním výrobcem oceli vČínazískat certifikaci ISO 9001.Oficiální webové stránky:www.sdjbcmetal.com E-mailem: jinbaichengmetal@gmail.com nebo WhatsApp nahttps://wa.me/18854809715
Čas odeslání: 21. června 2023