Parte 1 -Traballo en fríomorreraceiro
O aceiro de matriz de traballo en frío inclúe moldes para a fabricación de perforación e corte (moldes de corte e perforación, moldes de recorte, punzóns, tesoiras), moldes de cabezal en frío, moldes de extrusión en frío, moldes de dobrado e moldes de trefilado, etc.
1. Condicións de traballo e requisitos de rendemento para o traballo en fríomoler aceiro
Durante a operación de traballo en fríomoler aceiro, debido á alta resistencia á deformación do material procesado, a parte de traballo do molde soporta unha gran presión, forza de flexión, forza de impacto e forza de fricción.Polo tanto, o motivo normal para desguazar os moldes de traballo en frío é xeralmente debido ao desgaste.Tamén hai casos nos que fallan prematuramente debido á fractura, á forza de colapso e á deformación que excede a tolerancia.
En comparación co aceiro para ferramentas de corte, traballo en fríomoler aceiroten moitas semellanzas.O molde debe ter unha alta dureza e resistencia ao desgaste, unha alta resistencia á flexión e unha dureza suficiente para garantir o bo progreso do proceso de estampación.A diferenza reside na forma complexa e na tecnoloxía de procesamento do molde, así como na gran área de fricción e a alta posibilidade de desgaste, o que dificulta a súa reparación e moenda.Polo tanto, é necesaria unha maior resistencia ao desgaste.Cando o molde está funcionando, soporta unha alta presión de perforación e é propenso á concentración de tensión debido á súa forma complexa, polo que require unha alta tenacidade;O molde ten un tamaño grande e unha forma complexa, polo que require unha alta templabilidade, pequena deformación e tendencia á rachadura.En resumo, os requisitos de temperabilidade, resistencia ao desgaste e dureza do traballo en fríomoler aceiroson superiores aos do aceiro para ferramentas de corte.Non obstante, os requisitos para a dureza vermella son relativamente baixos ou basicamente non son necesarios (porque está formado nun estado frío), polo que tamén se formaron algúns tipos de aceiro axeitados para moldes de traballo en frío, como o desenvolvemento de alta resistencia ao desgaste, microdeformación. traballo en fríomoler aceiroe traballo en frío de alta tenacidademoler aceiro.
2. Selección da calidade de aceiro
Normalmente, segundo as condicións de uso dos moldes de traballo en frío, a selección de calidades de aceiro pódese dividir nas seguintes catro situacións:
①Cmolde antigo de traballo con tamaño pequeno, forma sinxela e carga lixeira.
Por exemplo, os pequenos punzóns e tesoiras para cortar placas de aceiro pódense facer con aceiros de ferramentas ao carbono como T7A, T8A, T10A e T12A.As vantaxes deste tipo de aceiro son;Boa procesabilidade, prezo barato e fonte sinxela.Pero as súas desvantaxes son: baixa temperabilidade, escasa resistencia ao desgaste e gran deformación do enfriamento.Polo tanto, só é apta para a fabricación de ferramentas de pequenas dimensións, formas sinxelas e cargas lixeiras, así como para moldes de traballo en frío que requiren unha capa de baixo endurecemento e alta tenacidade.
② Moldes de traballo en frío con grandes dimensións, formas complexas e cargas lixeiras.
Os tipos de aceiro comúnmente utilizados inclúen aceiros para ferramentas de corte de baixa aliaxe como 9SiCr, CrWMn, GCr15 e 9Mn2V.O diámetro de enfriamento destes aceiros en aceite xeralmente pode alcanzar máis de 40 mm.Entre eles, o aceiro 9Mn2V é un tipo de traballo en fríomoler aceirodesenvolvido en China nos últimos anos que non contén Cr.Pode substituír ou substituír parcialmente o aceiro que conteña Cr.
A heteroxeneidade do carburo e a tendencia á rachadura do aceiro 9Mn2V son máis pequenas que as do aceiro CrWMn, e a tendencia de descarburación é menor que a do aceiro 9SiCr, mentres que a temperabilidade é maior que a do aceiro para ferramentas ao carbono.O seu prezo é só un 30% máis alto que este último, polo que é un grao de aceiro que vale a pena promocionar e usar.Non obstante, o aceiro 9Mn2V tamén ten algúns inconvenientes, como a baixa tenacidade ao impacto e o fenómeno de rachaduras que se atopa na produción e no uso.Ademais, a estabilidade de temperado é pobre e a temperatura de temperado xeralmente non supera os 180 ℃.Cando se tempera a 200 ℃, a resistencia á flexión e a dureza comezan a mostrar valores baixos.
O aceiro 9Mn2V pódese apagar en medios de extinción cunha capacidade de refrixeración relativamente suave, como nitrato e aceite quente.Para algúns moldes con requisitos estritos de deformación e esixencias de baixa dureza, pódese utilizar o enfriamento isotérmico austenítico.
③ Moldes de traballo en frío con grandes dimensións, formas complexas e cargas pesadas.
Debe utilizarse aceiro de aliaxe media ou alta, como Cr12Mo, Crl2MoV, Cr6WV, Cr4W2MoV, etc. Ademais, tamén se pode utilizar aceiro de alta velocidade.
Nos últimos anos, a tendencia de usar aceiro de alta velocidade como moldes de traballo en frío foi aumentando, pero hai que sinalar que neste momento, xa non se usa a resistencia dura vermella única do aceiro de alta velocidade, senón que máis ben a súa alta templabilidade e alta resistencia ao desgaste.Polo tanto, tamén debería haber diferenzas no proceso de tratamento térmico.
Cando se usa aceiro de alta velocidade como molde en frío, débese empregar o enfriamento a baixa temperatura para mellorar a tenacidade.Por exemplo, a temperatura de enfriamento común para as ferramentas de corte de aceiro W18Cr4V é de 1280-1290 ℃.Ao facer moldes de traballo en frío, debe usarse un enfriamento a baixa temperatura a 1190 ℃.Outro exemplo é o aceiro W6Mo5Cr4V2.Ao usar a extinción a baixa temperatura, a vida útil pódese mellorar moito, especialmente reducindo significativamente a taxa de perdas.
④ Moldes de traballo en frío que están sometidos a cargas de impacto e teñen espazos de follas finos.
Como se mencionou anteriormente, os requisitos de rendemento dos tres primeiros tipos de aceiros de matriz de traballo en frío son principalmente unha alta resistencia ao desgaste, polo que utilízase aceiro hipereutectoide con alto contido de carbono e mesmo aceiro ledeburita.Non obstante, para algunhas matrices de traballo en frío, como as matrices de corte e corte de torres laterales, que teñen xuntas a tope finas e están suxeitas a carga de impacto cando se usan, requírese unha alta tenacidade ao impacto.Para resolver esta contradición pódense tomar as seguintes medidas:
Ⅰ-reducir o contido de carbono e utilizar aceiro hipoeutectoide para evitar unha diminución da dureza do aceiro causada polos carburos primarios e secundarios;
Ⅱ-Engadir elementos de aliaxe como Si e Cr para mellorar a estabilidade de temperado e a temperatura do aceiro (revenimento a 240-270 ℃) é beneficioso para eliminar completamente o estrés de extinción e mellorar o rendemento sen reducir a dureza;
Ⅲ-Engade elementos como W para formar carburos refractarios para refinar grans e mellorar a tenacidade.Os aceiros de uso común para moldes de traballo en frío de alta tenacidade inclúen 6SiCr, 4CrW2Si, 5CrW2Si, etc.
3. Formas de utilizar plenamente o potencial de rendemento do aceiro de matriz de traballo en frío
Cando se usa aceiro tipo Cr12 ou aceiro de alta velocidade como moldes de traballo en frío, un problema destacado é a alta fraxilidade do aceiro, que é propenso a rachar durante o seu uso.Para iso, é necesario refinar os carburos utilizando métodos de forxa suficientes.Ademais, deberían desenvolverse novas calidades de aceiro.O obxectivo do desenvolvemento de novas calidades de aceiro debe ser reducir o contido de carbono do aceiro e o número de elementos que forman carburos.
O aceiro Cr4W2MoV ten vantaxes como a alta dureza, alta resistencia ao desgaste e boa temperabilidade.Tamén ten unha boa estabilidade de temperado e propiedades mecánicas amplas.Utilízase para a fabricación de matrices de chapa de aceiro de silicio, etc. Pode aumentar a vida útil en máis de 1-3 veces en comparación co aceiro Cr12MoV.Non obstante, o intervalo de temperatura de forxa deste aceiro é estreito e é propenso a rachar durante a forxa.A temperatura de forxa e as especificacións de funcionamento deben controlarse rigorosamente.
O aceiro Cr2Mn2SiWMoV ten baixa temperatura de enfriamento, pequena deformación de extinción e alta temperabilidade.Coñécese como microdeformación extinguida por airemoler aceiro.
O aceiro 7W7Cr4MoV pode substituír o aceiro W18Cr4V e Cr12MoV.A súa característica é que a non uniformidade dos carburos e a dureza do aceiro melloráronse moito.
Parte2 -Traballo quentemoler aceiro
1. Condicións de traballo dos moldes de traballo en quente
Os moldes de traballo en quente inclúen moldes de forxa con martelo, moldes de extrusión en quente e moldes de fundición a presión.Como se mencionou anteriormente, a principal característica das condicións de traballo dos moldes de traballo en quente é o contacto co metal quente, que é a principal diferenza das condicións de traballo dos moldes de traballo en frío.Polo tanto, traerá os seguintes dous problemas:
(1) O metal superficial da cavidade do molde quéntase.Normalmente, cando funcionan as matrices de martelo, a temperatura da superficie da cavidade da matriz pode alcanzar máis de 300-400 ℃ e a matriz de extrusión en quente pode chegar a superar os 500-800 ℃;A temperatura da cavidade do molde de fundición está relacionada co tipo de material de fundición e a temperatura de vertido.Ao fundición de metal negro a presión, a temperatura da cavidade do molde pode alcanzar máis de 1000 ℃.As temperaturas de uso tan altas reducirán significativamente a dureza superficial e a resistencia da cavidade do molde, polo que é propensa a dobrarse durante o uso.O requisito básico de rendemento para quentemoler aceiroé de alta resistencia termoplástica, incluíndo dureza e resistencia a alta temperatura, e alta resistencia termoplástica, que realmente reflicte a alta estabilidade de temperado do aceiro.A partir diso, pódese atopar o primeiro xeito de aliar o aceiro en quente, é dicir, engadir elementos de aliaxe como Cr, W, Si pode mellorar a estabilidade do temperado do aceiro.
(2) A fatiga térmica (rachaduras) prodúcese na superficie metálica da cavidade do molde.As características de traballo dos moldes quentes son intermitentes.Despois de cada formación de metal quente, a superficie da cavidade do molde debe ser arrefriada por medios como auga, aceite e aire.Polo tanto, o estado de traballo do molde quente quéntase e arrefríase repetidamente, de xeito que o metal superficial da cavidade do molde sufrirá unha expansión térmica repetida, é dicir, someterase repetidamente a tensións de tracción e compresión.Como resultado, a superficie da cavidade do molde racharase, o que se denomina fatiga térmica.Polo tanto, o segundo requisito de rendemento básico para o quentemoler aceiroproponse, é dicir, ten unha alta resistencia á fatiga térmica.
En xeral, os principais factores que afectan a resistencia á fatiga térmica do aceiro son:
① A condutividade térmica do aceiro.A alta condutividade térmica do aceiro pode reducir o grao de quecemento na superficie do metal do molde, reducindo así a tendencia do aceiro á fatiga térmica.En xeral, crese que a condutividade térmica do aceiro está relacionada co seu contido de carbono.Cando o contido de carbono é alto, a condutividade térmica é baixa, polo que non é adecuado usar aceiro de alto carbono para traballos en quente.moler aceiro.O baixo contido de carbono do aceiro de carbono medio (C0,3% 5-0,6%) úsase habitualmente na produción, o que pode levar a unha diminución da dureza e resistencia do aceiro e tamén é prexudicial.
② O efecto do punto crítico do aceiro.Normalmente, canto maior sexa o punto crítico (Acl) do aceiro, menor será a súa tendencia á fatiga térmica.Polo tanto, o punto crítico do aceiro é xeralmente aumentado engadindo elementos de aliaxe Cr, W, Si e chumbo.Mellorando así a resistencia á fatiga térmica do aceiro.
2. Aceiro para moldes de traballo en quente de uso común
(1) Aceiro para matrices de forxa de martelo.En xeral, hai dous problemas destacados co uso de aceiro para moldes de forxa de martelo.En primeiro lugar, está sometido a cargas de impacto durante o funcionamento.Polo tanto, as propiedades mecánicas do aceiro deben ser altas, especialmente para a resistencia á deformación plástica e a tenacidade;A segunda razón é que o tamaño da sección transversal da matriz de forxa de martelo é relativamente grande (<400 mm), o que require unha alta templabilidade do aceiro para garantir unha microestrutura uniforme e un rendemento de todo o troquel.
Os aceiros de matriz de forxa con martelo de uso común inclúen 5CrNiMo, 5CrMnMo, 5CrNiW, 5CrNiTi e 5CrMnMoSiV.Os diferentes tipos de moldes de ollos de martelo deben usar materiais diferentes.Para matrices de forxa de martelo moi grandes ou grandes, prefírese 5CrNiMo.Tamén se poden usar 5CrNiTi, 5CrNiW ou 5CrMnMoSi.O aceiro 5CrMnMo adoita usarse para matrices de forxa de martelo de tamaño pequeno e mediano.
(2) O aceiro úsase para moldes de extrusión en quente e a característica de traballo dos moldes de extrusión en quente é a velocidade de carga lenta.Polo tanto, a temperatura de quecemento da cavidade do molde é relativamente alta, normalmente ata 500-800 ℃.Os requisitos de rendemento para este tipo de aceiro deben centrarse principalmente na resistencia a altas temperaturas (é dicir, alta estabilidade de revenido) e na alta resistencia á fatiga térmica.Os requisitos para AK e temperabilidade pódense reducir adecuadamente.Xeralmente, o tamaño dos moldes de extrusión en quente é pequeno, moitas veces menos de 70-90 mm.
Os moldes de extrusión en quente de uso común inclúen o traballo en quente 4CrW2Si, 3Cr2W8V e o 5% de Cr.moler aceiros.Entre eles, o 4CrW2Si pódese usar tanto como traballo en fríomoler aceiroe traballo quentemoler aceiro.Debido aos diferentes usos, pódense utilizar diferentes métodos de tratamento térmico.Ao facer moldes en frío, utilízanse temperaturas de enfriamento máis baixas (870-900 ℃) e tratamento de temperado a baixa ou media temperatura;Ao facer moldes quentes, utilízase unha temperatura de enfriamento máis alta (xeralmente 950-1000 ℃) e un tratamento de temperado a alta temperatura.
(3) Aceiro para moldes de fundición a presión.En xeral, os requisitos de rendemento do aceiro para moldes de fundición a presión son similares aos dos moldes de extrusión en quente, sendo os principais requisitos unha alta estabilidade de revenido e resistencia á fatiga térmica.Polo tanto, o tipo de aceiro de uso común é xeralmente o mesmo que o usado para moldes de extrusión en quente.Como é habitual, úsanse aceiros como 4CrW2Si e 3Cr2W8V.Non obstante, hai diferenzas, como o uso de 40Cr, 30CrMnSi e 40CrMo para moldes de fundición de aliaxe de Zn de baixo punto de fusión;Para moldes de fundición de aliaxe de Al e Mg, pódense seleccionar 4CrW2Si, 4Cr5MoSiV, etc.Para os moldes de fundición de aliaxe de Cu, úsase principalmente aceiro 3Cr2W8V.
ProfesionalMorre SteelSSupplier – Jinbaicheng Metal
JINBAICHENGé o principal provedor mundial detraballo en frío e traballo en quenteaceiros de matriz, plásticomoler aceiros, aceiros de ferramentas de fundición a presión e forxados personalizados abertos, procesando máis100.000 toneladas de aceiro ao ano.Os nosos produtos son fabricados en3instalacións de produción enShandong, Jiangsu, e provincia de Guangdong.Con máis de 100 patentes,JINBAICHENGestablece estándares en todo o mundo, incluíndo ser o primeiro fabricante de aceiro enChinapara recibir la certificación ISO 9001.Sitio web oficial:www.sdjbcmetal.com Correo electrónico: jinbaichengmetal@gmail.com ou WhatsApp enhttps://wa.me/18854809715
Hora de publicación: 21-Xun-2023