Partea 1 -Munca la recea murioţel
Oțelul cu matriță pentru prelucrare la rece include matrițe pentru fabricarea de ștanțare și tăiere (matrițe pentru ștanțare și ștanțare, matrițe de decupare, poansone, foarfece), matrițe cu captură la rece, matrițe de extrudare la rece, matrițe de îndoire și matrițe de trefilare etc.
1. Condiții de lucru și cerințe de performanță pentru lucru la recematriță de oțel
În timpul operațiunii de lucru la recematriță de oțel, datorită rezistenței mari la deformare a materialului prelucrat, partea de lucru a matriței suportă o presiune mare, forță de îndoire, forță de impact și forță de frecare.Prin urmare, motivul normal pentru casarea matrițelor de lucru la rece se datorează, în general, uzurii.Există, de asemenea, cazuri în care eșuează prematur din cauza fracturii, forței de colaps și deformării care depășesc toleranța.
În comparație cu oțelul pentru scule de tăiere, lucru la recematriță de oțelare multe asemănări.Este necesar ca matrița să aibă o duritate ridicată și rezistență la uzură, o rezistență ridicată la încovoiere și o tenacitate suficientă pentru a asigura desfășurarea lină a procesului de ștanțare.Diferența constă în forma complexă și tehnologia de prelucrare a matriței, precum și în zona mare de frecare și posibilitatea mare de uzură, ceea ce face dificilă repararea și șlefuirea.Prin urmare, este necesară o rezistență mai mare la uzură.Când matrița funcționează, suportă o presiune mare de perforare și este predispusă la concentrarea tensiunilor datorită formei sale complexe, deci necesită rezistență ridicată;Matrița are o dimensiune mare și o formă complexă, deci necesită o întărire ridicată, deformare mică și tendință de crăpare.Pe scurt, cerințele de întărire, rezistență la uzură și duritate la lucru la recematriță de oțelsunt mai mari decât cele ale oțelului pentru scule de tăiere.Cu toate acestea, cerințele pentru duritatea roșie sunt relativ scăzute sau practic nu sunt necesare (deoarece se formează în stare rece), astfel încât s-au format și unele tipuri de oțel potrivite pentru matrițe de lucru la rece, cum ar fi dezvoltarea rezistenței ridicate la uzură, microdeformarea munca la recematriță de oțelși lucru la rece de înaltă duritatematriță de oțel.
2. Selectarea gradului de oțel
De obicei, în funcție de condițiile de utilizare a matrițelor de prelucrare la rece, selecția calităților de oțel poate fi împărțită în următoarele patru situații:
①Cmatriță de lucru veche cu dimensiuni mici, formă simplă și încărcătură ușoară.
De exemplu, pumnii mici și foarfecele pentru tăierea plăcilor de oțel pot fi fabricate din oțeluri de scule carbon, cum ar fi T7A, T8A, T10A și T12A.Avantajele acestui tip de oțel sunt;Procesabilitate bună, preț ieftin și sursă ușoară.Dar dezavantajele sale sunt: întărire scăzută, rezistență slabă la uzură și deformare mare la călire.Prin urmare, este potrivit doar pentru fabricarea de scule cu dimensiuni mici, forme simple și sarcini ușoare, precum și pentru matrițe de lucru la rece care necesită un strat de întărire scăzut și duritate ridicată.
② Forme de lucru la rece cu dimensiuni mari, forme complexe și sarcini ușoare.
Tipurile de oțel utilizate în mod obișnuit includ oțeluri pentru scule de tăiere cu aliaj scăzut, cum ar fi 9SiCr, CrWMn, GCr15 și 9Mn2V.Diametrul de călire al acestor oțeluri în ulei poate ajunge în general la peste 40 mm.Printre acestea, oțelul 9Mn2V este un tip de lucru la recematriță de oțeldezvoltat în China în ultimii ani care nu conține Cr.Poate înlocui sau înlocui parțial oțelul care conține Cr.
Eterogenitatea carburilor și tendința de crăpare a oțelului 9Mn2V sunt mai mici decât cele ale oțelului CrWMn, iar tendința de decarburare este mai mică decât cea a oțelului 9SiCr, în timp ce călibilitatea este mai mare decât cea a oțelului pentru scule carbon.Prețul său este doar cu aproximativ 30% mai mare decât cel din urmă, deci este o calitate de oțel care merită promovată și folosită.Cu toate acestea, oțelul 9Mn2V are și unele dezavantaje, cum ar fi duritatea scăzută la impact și fenomenul de fisurare găsit în producție și utilizare.În plus, stabilitatea de revenire este slabă, iar temperatura de revenire, în general, nu depășește 180 ℃.Când este temperat la 200 ℃, rezistența la încovoiere și duritatea încep să arate valori scăzute.
Oțelul 9Mn2V poate fi stins în medii de stingere cu o capacitate de răcire relativ ușoară, cum ar fi nitrat și ulei fierbinte.Pentru unele matrițe cu cerințe stricte de deformare și cerințe de duritate scăzută, poate fi utilizată călirea izotermă austenitică.
③ Forme de lucru la rece cu dimensiuni mari, forme complexe și sarcini grele.
Trebuie folosit oțel aliat mediu sau înalt aliat, cum ar fi Cr12Mo, Crl2MoV, Cr6WV, Cr4W2MoV etc. În plus, poate fi folosit și oțel de mare viteză.
În ultimii ani, tendința de utilizare a oțelului de mare viteză ca matrițe de prelucrare la rece a crescut, dar trebuie subliniat că, în acest moment, nu mai este utilizarea rezistenței unice de culoare roșie a oțelului de mare viteză, ci mai degrabă călibilitatea ridicată și rezistența ridicată la uzură.Prin urmare, ar trebui să existe și diferențe în procesul de tratament termic.
Când se utilizează oțel de mare viteză ca matriță la rece, ar trebui să se folosească călirea la temperatură joasă pentru a îmbunătăți duritatea.De exemplu, temperatura de călire utilizată în mod obișnuit pentru uneltele de tăiere din oțel W18Cr4V este 1280-1290 ℃.Când faceți matrițe de lucru la rece, trebuie utilizată călirea la temperatură joasă la 1190 ℃.Un alt exemplu este oțelul W6Mo5Cr4V2.Prin utilizarea călirii la temperatură scăzută, durata de viață poate fi mult îmbunătățită, în special prin reducerea semnificativă a ratei de pierdere.
④ Forme de lucru la rece care sunt supuse la sarcini de impact și au spații subțiri ale lamei.
După cum sa menționat mai sus, cerințele de performanță ale primelor trei tipuri de oțeluri pentru prelucrare la rece sunt în principal rezistență ridicată la uzură, astfel încât se utilizează oțel hipereutectoid cu conținut ridicat de carbon și chiar oțel ledeburit.Cu toate acestea, pentru unele matrițe de prelucrare la rece, cum ar fi matrițele de tăiere și de golire a turnului lateral, care au îmbinări cap la cap subțiri și sunt supuse sarcinii de impact atunci când sunt utilizate, este necesară o rezistență ridicată la impact.Pentru a rezolva această contradicție se pot lua următoarele măsuri:
Ⅰ-reduce conținutul de carbon și folosește oțel hipoeutectoid pentru a evita scăderea tenacității oțelului cauzată de carburile primare și secundare;
Ⅱ-Adăugarea de elemente de aliaj, cum ar fi Si și Cr, pentru a îmbunătăți stabilitatea și temperatura oțelului de revenire (călire la 240-270 ℃) este benefică pentru eliminarea completă a stresului de călire și îmbunătățirea performanței fără a reduce duritatea;
Ⅲ-Adăugați elemente precum W pentru a forma carburi refractare pentru a rafina boabele și pentru a îmbunătăți duritatea.Oțelurile utilizate în mod obișnuit pentru matrițele de prelucrare la rece de înaltă duritate includ 6SiCr, 4CrW2Si, 5CrW2Si etc.
3. Modalități de a utiliza pe deplin potențialul de performanță al oțelului de prelucrare la rece
Când se utilizează oțel de tip Cr12 sau oțel de mare viteză ca matrițe de prelucrare la rece, o problemă proeminentă este fragilitatea ridicată a oțelului, care este predispus la crăpare în timpul utilizării.În acest scop, este necesară rafinarea carburilor folosind suficiente metode de forjare.În plus, ar trebui dezvoltate noi clase de oțel.Accentul dezvoltării de noi clase de oțel ar trebui să fie reducerea conținutului de carbon al oțelului și a numărului de elemente care formează carburi.
Oțelul Cr4W2MoV are avantaje precum duritatea ridicată, rezistența ridicată la uzură și întăribilitatea bună.De asemenea, are o bună stabilitate la revenire și proprietăți mecanice cuprinzătoare.Este folosit pentru fabricarea matrițelor din tablă de oțel siliconic, etc. Poate crește durata de viață de mai mult de 1-3 ori în comparație cu oțelul Cr12MoV.Cu toate acestea, intervalul de temperatură de forjare al acestui oțel este îngust și este predispus la crăpare în timpul forjarii.Temperatura de forjare și specificațiile de funcționare trebuie controlate strict.
Oțelul Cr2Mn2SiWMoV are o temperatură scăzută de călire, o deformare mică la călire și o întărire ridicată.Este cunoscută sub numele de microdeformare stinsă cu aermatriță de oțel.
Oțelul 7W7Cr4MoV poate înlocui oțelul W18Cr4V și Cr12MoV.Caracteristica sa este că neuniformitatea carburilor și duritatea oțelului au fost mult îmbunătățite.
Parte2 -Lucru la caldmatriță de oțel
1. Condițiile de lucru ale matrițelor de lucru la cald
Formele de lucru la cald includ matrițe de forjare cu ciocan, matrițe de extrudare la cald și matrițe de turnare sub presiune.După cum am menționat mai devreme, principala caracteristică a condițiilor de lucru ale matrițelor de prelucrare la cald este contactul cu metalul fierbinte, care este principala diferență față de condițiile de lucru ale matrițelor de prelucrare la rece.Prin urmare, va aduce următoarele două probleme:
(1) Metalul de suprafață al cavității matriței este încălzit.De obicei, când funcționează matrițele de ciocanat, temperatura de suprafață a cavității matriței poate ajunge la peste 300-400 ℃, iar matrița de extrudare la cald poate ajunge la peste 500-800 ℃;Temperatura cavității matriței de turnare sub presiune este legată de tipul de material de turnare sub presiune și de temperatura de turnare.La turnarea sub presiune a metalului negru, temperatura din cavitatea matriței poate ajunge la peste 1000 ℃.Astfel de temperaturi ridicate de utilizare vor reduce în mod semnificativ duritatea suprafeței și rezistența cavității matriței, făcând-o predispusă la pliere în timpul utilizării.Cerința de bază de performanță pentru caldmatriță de oțelare rezistență termoplastică ridicată, inclusiv duritate și rezistență la temperatură ridicată, și rezistență termoplastică ridicată, care reflectă de fapt stabilitatea ridicată la revenire a oțelului.Din aceasta, poate fi găsită prima modalitate de aliere a oțelului cu matriță fierbinte, adică adăugarea de elemente de aliere precum Cr, W, Si poate îmbunătăți stabilitatea la revenire a oțelului.
(2) Oboseala termică (craparea) apare pe suprafața metalică a cavității matriței.Caracteristicile de lucru ale matrițelor fierbinți sunt intermitente.După fiecare formare de metal fierbinte, suprafața cavității matriței trebuie să fie răcită cu medii precum apă, ulei și aer.Prin urmare, starea de lucru a matriței fierbinți este încălzită și răcită în mod repetat, astfel încât metalul de suprafață al cavității matriței va suferi expansiune termică repetată, adică supus în mod repetat la tensiuni de tracțiune și compresiune.Ca rezultat, suprafața cavității matriței se va crăpa, ceea ce se numește oboseală termică.Prin urmare, a doua cerință de bază de performanță pentru caldmatriță de oțeleste propusă, adică are rezistență ridicată la oboseală termică.
În general, principalii factori care afectează rezistența la oboseală termică a oțelului sunt:
① Conductivitatea termică a oțelului.Conductivitatea termică ridicată a oțelului poate reduce gradul de încălzire pe suprafața metalului matriței, reducând astfel tendința oțelului la oboseală termică.În general, se crede că conductivitatea termică a oțelului este legată de conținutul său de carbon.Când conținutul de carbon este ridicat, conductivitatea termică este scăzută, deci nu este potrivit să se utilizeze oțel cu conținut ridicat de carbon pentru lucrări la caldmatriță de oțel.Conținutul scăzut de carbon al oțelului cu carbon mediu (C0,3% 5-0,6%) este utilizat în mod obișnuit în producție, ceea ce poate duce la scăderea durității și rezistenței oțelului și este, de asemenea, dăunător.
② Efectul punctului critic al oțelului.De obicei, cu cât este mai mare punctul critic (Acl) al oțelului, cu atât tendința sa de oboseală termică este mai mică.Prin urmare, punctul critic al oțelului este în general crescut prin adăugarea elementelor de aliere Cr, W, Si și plumb.Imbunatatind astfel rezistenta la oboseala termica a otelului.
2. Oțel pentru matrițe de prelucrare la cald utilizate în mod obișnuit
(1) Oțel pentru matrițe de forjare cu ciocan.În general, există două probleme proeminente cu utilizarea oțelului pentru matrițele de forjare cu ciocan.În primul rând, este supus sarcinilor de impact în timpul funcționării.Prin urmare, se cere ca proprietățile mecanice ale oțelului să fie ridicate, în special pentru rezistența la deformare plastică și tenacitate;Al doilea motiv este că dimensiunea secțiunii transversale a matriței de forjare cu ciocan este relativ mare (<400 mm), ceea ce necesită o întărire ridicată a oțelului pentru a asigura o microstructură și o performanță uniforme a întregului matriță.
Oțelurile de forjare cu ciocan utilizate în mod obișnuit includ 5CrNiMo, 5CrMnMo, 5CrNiW, 5CrNiTi și 5CrMnMoSiV.Diferite tipuri de matrițe cu ochi de ciocan ar trebui să utilizeze materiale diferite.Pentru matrițele de forjare cu ciocan foarte mari sau mari, se preferă 5CrNiMo.Se pot folosi și 5CrNiTi, 5CrNiW sau 5CrMnMoSi.Oțelul 5CrMnMo este de obicei folosit pentru matrițele de forjare cu ciocan de dimensiuni mici și mijlocii.
(2) Oțelul este utilizat pentru matrițele de extrudare la cald, iar caracteristica de lucru a matrițelor de extrudare la cald este viteza de încărcare lentă.Prin urmare, temperatura de încălzire a cavității matriței este relativ ridicată, de obicei până la 500-800 ℃.Cerințele de performanță pentru acest tip de oțel ar trebui să se concentreze în principal pe rezistența ridicată la temperatură ridicată (adică stabilitatea ridicată la revenire) și rezistența ridicată la oboseală la căldură.Cerințele pentru AK și întăribilitate pot fi reduse în mod corespunzător.În general, dimensiunea matrițelor de extrudare la cald este mică, adesea mai mică de 70-90 mm.
Formele de extrudare la cald utilizate în mod obișnuit includ 4CrW2Si, 3Cr2W8V și lucru la cald de tip Cr 5%matriță de oțels.Printre acestea, 4CrW2Si poate fi folosit atât ca lucru la recematriță de oțelși muncă fierbintematriță de oțel.Datorită diferitelor utilizări, pot fi utilizate diferite metode de tratament termic.La realizarea matrițelor la rece, se utilizează temperaturi de călire mai scăzute (870-900 ℃) și tratament de revenire la temperatură joasă sau medie;La realizarea matrițelor fierbinți, se utilizează o temperatură de călire mai mare (de obicei 950-1000 ℃) și un tratament de revenire la temperatură înaltă.
(3) Oțel pentru matrițe de turnare sub presiune.În general, cerințele de performanță ale oțelului pentru matrițele de turnare sub presiune sunt similare cu cele pentru matrițele de extrudare la cald, cu stabilitatea ridicată la revenire și rezistența la oboseală termică fiind principalele cerințe.Deci tipul de oțel utilizat în mod obișnuit este în general același cu oțelul utilizat pentru matrițele de extrudare la cald.Ca de obicei, se utilizează oțel precum 4CrW2Si și 3Cr2W8V.Cu toate acestea, există diferențe, cum ar fi utilizarea 40Cr, 30CrMnSi și 40CrMo pentru matrițe de turnare sub presiune din aliaj de Zn cu punct de topire scăzut;Pentru matrițele de turnare sub presiune din aliaje de Al și Mg, pot fi selectate 4CrW2Si, 4Cr5MoSiV etc.Pentru matrițele de turnare sub presiune din aliaj de Cu, se folosește cel mai mult oțelul 3Cr2W8V.
ProfesionalA muri SteelSfurnizor – Jinbaicheng Metal
JINBAICHENGeste principalul furnizor mondial demunca la rece si munca la caldoteluri matrite, plasticmatriță de oțels, oțeluri pentru scule de turnare sub presiune și piese forjate cu matriță deschisă la comandă, procesare peste100.000 de tone de oțel în fiecare an.Produsele noastre sunt fabricate la3facilitati de productie inshandong, Jiangsu, și provincia Guangdong.Cu peste 100 de brevete,JINBAICHENGstabilește standarde la nivel mondial, inclusiv fiind primul producător de oțel înChinapentru a primi certificarea ISO 9001.Site oficial:www.sdjbcmetal.com E-mail: jinbaichengmetal@gmail.com sau WhatsApp lahttps://wa.me/18854809715
Ora postării: 21-jun-2023