1. osa -Külm töötaminesurematerasest
Külmtöötlemise stantsitud teras hõlmab vorme stantsimiseks ja lõikamiseks (tühjendus- ja stantsimisvormid, trimmimisvormid, stantsid, käärid), külmvormimisvorme, külmpressimise vorme, painutusvorme ja traadi tõmbamise vorme jne.
1. Külmtöötlemise töötingimused ja jõudlusnõudedsurema teras
Külmtöötamise ajalsurema terasTöödeldud materjali suure deformatsioonikindluse tõttu kannab vormi tööosa suurt survet, paindejõudu, löögijõudu ja hõõrdejõudu.Seetõttu on külmtöötlemisvormide lammutamise tavaline põhjus tavaliselt kulumine.On ka juhtumeid, kus need purunevad enneaegselt murdumise, kokkuvarisemisjõu ja tolerantsi ületava deformatsiooni tõttu.
Võrreldes lõiketööriista terasega, külmtöösurema terason palju sarnasusi.Vormil peab olema kõrge kõvadus ja kulumiskindlus, kõrge paindetugevus ja piisav tugevus, et tagada stantsimisprotsessi sujuv kulg.Erinevus seisneb vormi keerulises kujus ja töötlemistehnoloogias, samuti suures hõõrdepinnas ja suures kulumisvõimaluses, mis muudab selle parandamise ja lihvimise keeruliseks.Seetõttu on vaja suuremat kulumiskindlust.Kui vorm töötab, talub see suurt mulgustussurvet ja on oma keerulise kuju tõttu altid pingete kontsentreerumisele, seega nõuab see suurt tugevust;Vormil on suur suurus ja keerukas kuju, mistõttu see nõuab suurt kõvastuvust, väikest deformatsiooni ja kalduvust praguneda.Lühidalt, nõuded karastavuse, kulumiskindluse ja külmtööde sitkuse kohtasurema terason kõrgemad kui lõiketööriistade terasest.Punase kõvaduse nõuded on aga suhteliselt madalad või põhimõtteliselt ei nõuta (kuna see moodustub külmas olekus), mistõttu on tekkinud ka mõned külmtöötlemisvormide jaoks sobivad terase sordid, näiteks kõrge kulumiskindlus, mikrodeformatsioon. külm töösurema terasja kõrge vastupidavusega külmtöösurema teras.
2. Terase klassi valik
Tavaliselt võib teraseklasside valiku vastavalt külmtöötlemisvormide kasutustingimustele jagada neljaks olukorraks:
①Cvana töötav vorm väikese suuruse, lihtsa kuju ja väikese koormusega.
Näiteks väikesed augud ja käärid terasplaatide lõikamiseks võivad olla valmistatud süsiniktööriistaterastest nagu T7A, T8A, T10A ja T12A.Seda tüüpi terase eelised on;Hea töödeldavus, odav hind ja lihtne allikas.Kuid selle puudused on: madal karastatavus, halb kulumiskindlus ja suur karastusdeformatsioon.Seetõttu sobib see ainult väikeste mõõtmetega, lihtsa kujuga ja väikese koormusega tööriistade ning ka külmtöötlemisvormide valmistamiseks, mis nõuavad vähest kõvenevat kihti ja suurt sitkust.
② Suurte mõõtmete, keeruka kuju ja väikese koormusega külmtöötlemisvormid.
Tavaliselt kasutatavate terasetüüpide hulka kuuluvad madala legeeritud lõikeriistaterased, nagu 9SiCr, CrWMn, GCr15 ja 9Mn2V.Nende teraste karastusdiameeter õlis võib üldiselt ulatuda üle 40 mm.Nende hulgas on 9Mn2V teras külmtöö tüüpsurema terasHiinas viimastel aastatel välja töötatud, mis ei sisalda Cr.See võib asendada või osaliselt asendada terast, mis sisaldab Cr.
9Mn2V terase karbiidi heterogeensus ja karastuspragunemise tendents on väiksemad kui CrWMn terasel ja dekarburiseerimise tendents on väiksem kui 9SiCr terasel, samas kui karastus on suurem kui süsiniktööriista terasel.Selle hind on viimasest vaid umbes 30% kõrgem, seega on tegemist reklaamimist ja kasutamist väärt teraseklassiga.9Mn2V terasel on aga ka mõningaid puudusi, nagu madal löögikindlus ja tootmisel ja kasutamisel esinev pragunemisnähtus.Lisaks on karastamise stabiilsus halb ja karastamise temperatuur ei ületa üldiselt 180 ℃.Temperatuuril 200 ℃ karastamise korral hakkavad paindetugevus ja sitkus olema madalad.
9Mn2V terast saab karastada suhteliselt nõrga jahutusvõimega jahutuskeskkonnas, nagu nitraat ja kuum õli.Mõnede rangete deformatsiooninõuete ja madala kõvaduse nõuetega vormide puhul võib kasutada austeniitset isotermilist karastamist.
③ Suurte mõõtmete, keeruka kuju ja raskete koormustega külmtöötlemisvormid.
Kasutada tuleb keskmise või kõrge legeeritud terast, nt Cr12Mo, Crl2MoV, Cr6WV, Cr4W2MoV jne. Lisaks võib kasutada ka kiirterast.
Viimastel aastatel on trend kasutada kiirterast külmtöötlemisvormidena, kuid tuleb märkida, et praegu ei kasutata enam kiirterase ainulaadset punast kõvatugevust, vaid pigem selle kõrge karevus ja kõrge kulumiskindlus.Seetõttu peaks ka kuumtöötlemisprotsessis olema erinevusi.
Kiirterase kasutamisel külmvormina tuleks kõvaduse parandamiseks kasutada madala temperatuuriga karastumist.Näiteks W18Cr4V terasest lõikeriistade tavaliselt kasutatav karastamistemperatuur on 1280–1290 ℃.Külmtöötlemisvormide valmistamisel tuleks kasutada jahutamist madalal temperatuuril 1190 ℃.Teine näide on W6Mo5Cr4V2 teras.Madala temperatuuriga karastamise abil saab kasutusiga oluliselt pikendada, eriti vähendades oluliselt kadude määra.
④ Külmtöötlemisvormid, mis on allutatud löökkoormusele ja millel on õhukesed teravahed.
Nagu eespool mainitud, on esimese kolme tüüpi külmtöötlemise teraste jõudlusnõuded peamiselt kõrge kulumiskindlusega, seega kasutatakse kõrge süsinikusisaldusega hüpereutektoidterast ja isegi ledeburiitterast.Mõnede külmtöötlemisstantside, näiteks külgtornide lõike- ja tühjendusvormide puhul, millel on õhukesed põkkühendused ja mis on kasutamisel mõjutatud löögikoormusele, on vaja aga suurt löögikindlust.Selle vastuolu lahendamiseks võib võtta järgmisi meetmeid:
Ⅰ-vähendada süsinikusisaldust ja kasutada hüpoeutektoidset terast, et vältida terase sitkuse vähenemist, mida põhjustavad primaarsed ja sekundaarsed karbiidid;
Ⅱ-Terase karastamise stabiilsuse ja temperatuuri (karastamine 240–270 ℃) parandamiseks sulamielementide, nagu Si ja Cr lisamine on kasulik karastuspinge täielikuks kõrvaldamiseks ja jõudluse parandamiseks ilma kõvadust vähendamata;
Ⅲ-Lisage selliseid elemente nagu W, et moodustada tulekindlaid karbiide, et täpsustada terasid ja parandada tugevust.Kõrge vastupidavusega külmtöötlemisvormide jaoks tavaliselt kasutatavad terased hõlmavad 6SiCr, 4CrW2Si, 5CrW2Si jne.
3. Võimalused külmtöötlemise surveterase jõudluspotentsiaali täielikuks ärakasutamiseks
Cr12-tüüpi terase või kiirterase kasutamisel külmtöötlemisvormidena on silmapaistvaks probleemiks terase suur rabedus, mis võib kasutamise ajal praguneda.Selleks on vaja karbiide viimistleda piisavate sepistamismeetodite abil.Lisaks tuleks välja töötada uued teraseklassid.Uute teraseliikide väljatöötamisel tuleks keskenduda terase süsinikusisalduse ja elementide moodustavate karbiidide arvu vähendamisele.
Cr4W2MoV terasel on sellised eelised nagu kõrge kõvadus, kõrge kulumiskindlus ja hea karastamine.Sellel on ka hea karastamise stabiilsus ja põhjalikud mehaanilised omadused.Seda kasutatakse räniterasest stantside jms tootmiseks. Võrreldes Cr12MoV terasega võib see pikendada eluiga rohkem kui 1-3 korda.Selle terase sepistamistemperatuuri vahemik on aga kitsas ja see võib sepistamise ajal praguneda.Sepistamistemperatuuri ja tööspetsifikatsioone tuleks rangelt kontrollida.
Cr2Mn2SiWMoV terasel on madal karastustemperatuur, väike karastusdeformatsioon ja kõrge karastusvõime.Seda tuntakse õhuga kustutatud mikrodeformatsiooninasurema teras.
7W7Cr4MoV teras võib asendada W18Cr4V ja Cr12MoV terase.Selle eripära on see, et karbiidide ebaühtlus ja terase sitkus on oluliselt paranenud.
osa2 -Kuum töösurema teras
1. Kuumtöötlemisvormide töötingimused
Kuumtöötlemisvormid hõlmavad haamriga sepistamisvorme, kuumekstrusioonvorme ja survevaluvorme.Nagu varem mainitud, on kuumtöötlemisvormide töötingimuste peamine omadus kokkupuude kuuma metalliga, mis on peamine erinevus külmtöötlemisvormide töötingimustest.Seetõttu toob see kaasa kaks järgmist probleemi:
(1) Vormiõõne pinnametall kuumutatakse.Tavaliselt võib stantsimisvormide töötamise ajal stantsiõõnsuse pinnatemperatuur ulatuda üle 300–400 ℃ ja kuumpressimise stants võib ulatuda üle 500–800 ℃;Survevaluvormi õõnsuse temperatuur on seotud survevalumaterjali tüübi ja valamise temperatuuriga.Musta metalli survevalu korral võib vormiõõne temperatuur ulatuda üle 1000 ℃.Sellised kõrged kasutustemperatuurid vähendavad märkimisväärselt vormiõõnsuse pinna kõvadust ja tugevust, muutes selle kasutamise ajal kalduvaks.Põhiline jõudlusnõue kuumakssurema terason kõrge termoplastiline vastupidavus, sealhulgas kõvadus ja tugevus kõrgel temperatuuril, ning kõrge termoplastiline vastupidavus, mis tegelikult peegeldab terase kõrget karastamise stabiilsust.Siit leiate esimese viisi kuumstantsitud terase legeerimiseks, st legeerivate elementide nagu Cr, W, Si lisamine võib parandada terase karastamise stabiilsust.
(2) Vormiõõne pinnametallil tekib termiline väsimus (pragunemine).Kuumade vormide tööomadused on katkendlikud.Pärast iga kuuma metalli moodustumist tuleb vormiõõnsuse pinda jahutada selliste vahenditega nagu vesi, õli ja õhk.Seetõttu kuumutatakse ja jahutatakse kuuma vormi tööolekut korduvalt, nii et vormiõõnsuse pinnametall läbib korduvat soojuspaisumist, st allutatakse korduvalt tõmbe- ja survepingele.Selle tulemusena praguneb vormiõõne pind, mida nimetatakse termiliseks väsimuseks.Seetõttu teine põhiline jõudlusnõue kuumsurema terason ette pandud, see tähendab, et sellel on kõrge termiline väsimuskindlus.
Üldiselt on peamised terase termilise väsimuskindlust mõjutavad tegurid:
① Terase soojusjuhtivus.Terase kõrge soojusjuhtivus võib vähendada vormi pinnametalli kuumenemist, vähendades seeläbi terase kalduvust termiliseks väsimiseks.Üldiselt arvatakse, et terase soojusjuhtivus on seotud selle süsinikusisaldusega.Kui süsinikusisaldus on kõrge, on soojusjuhtivus madal, mistõttu ei sobi kuumatöödeks kasutada kõrge süsinikusisaldusega terastsurema teras.Tootmises kasutatakse tavaliselt madala süsinikusisaldusega keskmise süsinikusisaldusega terast (C0,3% 5-0,6%), mis võib kaasa tuua terase kõvaduse ja tugevuse vähenemise ning on ka kahjulik.
② Terase kriitilise punkti mõju.Tavaliselt, mida kõrgem on terase kriitiline punkt (Acl), seda väiksem on selle termilise väsimuse kalduvus.Seetõttu suurendatakse terase kriitilist punkti üldiselt legeerivate elementide Cr, W, Si ja plii lisamisega.Nii paraneb terase termiline väsimuskindlus.
2. Teras tavaliselt kasutatavate kuumtöötlemisvormide jaoks
(1) Haamriga sepistamisstantside teras.Üldiselt on terase kasutamisega haamriga sepistamisvormides kaks silmapaistvat probleemi.Esiteks on see töötamise ajal allutatud löökkoormusele.Seetõttu peavad terase mehaanilised omadused olema kõrged, eriti plastilise deformatsioonikindluse ja sitkuse osas;Teine põhjus seisneb selles, et haamriga sepistamisvormi ristlõike suurus on suhteliselt suur (<400 mm), mis nõuab terase kõrget karastuvust, et tagada kogu matriitsi ühtlane mikrostruktuur ja jõudlus.
Tavaliselt kasutatavad haamriga sepistavad terased hõlmavad 5CrNiMo, 5CrMnMo, 5CrNiW, 5CrNiTi ja 5CrMnMoSiV.Erinevat tüüpi haamri silmavormid peaksid kasutama erinevaid materjale.Väga suurte või suurte haamriga sepistamisstantside puhul on eelistatud 5CrNiMo.Kasutada võib ka 5CrNiTi, 5CrNiW või 5CrMnMoSi.5CrMnMo terast kasutatakse tavaliselt väikeste ja keskmise suurusega haamriga sepistamisstantside jaoks.
(2) Terast kasutatakse kuumade ekstrusioonvormide jaoks ja kuumade ekstrusioonvormide tööomadused on aeglane laadimiskiirus.Seetõttu on vormiõõnsuse küttetemperatuur suhteliselt kõrge, tavaliselt kuni 500-800 ℃.Seda tüüpi terase jõudlusnõuded peaksid keskenduma peamiselt kõrgele kõrgele temperatuurile vastupidavusele (st kõrgele karastamise stabiilsusele) ja kõrgele kuumaväsimuskindlusele.Nõuded AK-le ja karastavusele saab vastavalt alandada.Üldiselt on kuumekstrusioonvormide suurus väike, sageli alla 70-90 mm.
Tavaliselt kasutatavad kuumekstrusioonvormid hõlmavad 4CrW2Si, 3Cr2W8V ja 5% Cr tüüpi kuumtöödsurema terass.Nende hulgas saab 4CrW2Si kasutada nii külmtöönasurema terasja kuum töösurema teras.Erinevate kasutusalade tõttu saab kasutada erinevaid kuumtöötlemise meetodeid.Külmvormide valmistamisel kasutatakse madalamaid karastustemperatuure (870-900 ℃) ja madala või keskmise temperatuuriga karastustöötlust;Kuumavormide valmistamisel kasutatakse kõrgemat karastustemperatuuri (tavaliselt 950-1000 ℃) ja kõrge temperatuuriga karastustöötlust.
(3) Survevaluvormide teras.Üldiselt on survevaluvormide terase jõudlusnõuded sarnased kuumekstrusioonvormide omadega, kusjuures peamised nõuded on kõrge karastamise stabiilsus ja termiline väsimuskindlus.Seega on tavaliselt kasutatav terase tüüp üldiselt sama, mis kuumekstrusioonvormide jaoks kasutatav teras.Nagu tavaliselt, kasutatakse terast nagu 4CrW2Si ja 3Cr2W8V.Siiski on erinevusi, näiteks 40Cr, 30CrMnSi ja 40CrMo kasutamine madala sulamistemperatuuriga Zn-sulamist survevaluvormides;Al- ja Mg-sulamist survevaluvormide jaoks saab valida 4CrW2Si, 4Cr5MoSiV jne.Cu-sulamist survevaluvormide jaoks kasutatakse enamasti 3Cr2W8V terast.
ProfessionaalneSurma SteelSvarustaja – Jinbaicheng Metal
JINBAICHENGon maailma juhtiv tarnijakülm ja kuum tööstantsed terased, plastsurema terass, survevalu tööriistateraste ja kohandatud avatud stantsiga sepised, töötlemine üle100 000 tonni terast igal aastal.Meie tooted on toodetud aadressil3tootmishooned sisseshandong, jiangsu, ja Guangdongi provints.Rohkem kui 100 patendigaJINBAICHENGkehtestab ülemaailmsed standardid, sealhulgas on esimene terasetootja riigisHiinasaada ISO 9001 sertifikaat.Ametlik koduleht:www.sdjbcmetal.com E-post: jinbaichengmetal@gmail.com või WhatsApp aadressilhttps://wa.me/18854809715
Postitusaeg: 21. juuni 2023