Part 1 -Treball en fredmoriracer
L'acer de matriu de treball en fred inclou motlles per a la fabricació de punxonat i tall (motlles de troquelat i perforació, motlles de retallat, punxons, tisores), motlles d'encapçalament en fred, motlles d'extrusió en fred, motlles de doblegat i motlles de trefilatge, etc.
1. Condicions de treball i requisits de rendiment per al treball en fredmatriu d'acer
Durant l'operació de treball en fredmatriu d'acer, a causa de l'alta resistència a la deformació del material processat, la part de treball del motlle suporta una gran pressió, força de flexió, força d'impacte i força de fricció.Per tant, la raó normal de desballestament de motlles de treball en fred es deu generalment al desgast.També hi ha casos en què fallen prematurament per fractura, força de col·lapse i deformació que superen la tolerància.
En comparació amb l'acer per a eines de tall, el treball en fredmatriu d'acerté moltes similituds.El motlle ha de tenir una gran duresa i resistència al desgast, una alta resistència a la flexió i una tenacitat suficient per garantir el bon progrés del procés d'estampació.La diferència rau en la forma complexa i la tecnologia de processament del motlle, així com la gran àrea de fricció i l'alta possibilitat de desgast, que dificulten la reparació i la mòlta.Per tant, es requereix una major resistència al desgast.Quan el motlle està funcionant, suporta una alta pressió de perforació i és propens a la concentració d'estrès a causa de la seva forma complexa, per la qual cosa requereix una gran tenacitat;El motlle té una mida gran i una forma complexa, de manera que requereix una gran tempabilitat, una petita deformació i tendència a esquerdes.En resum, els requisits d'enduribilitat, resistència al desgast i duresa del treball en fredmatriu d'acersón superiors a les de l'acer per a eines de tall.Tanmateix, els requisits de duresa vermella són relativament baixos o bàsicament no es requereixen (perquè es forma en estat fred), de manera que també s'han format alguns graus d'acer adequats per a motlles de treball en fred, com ara el desenvolupament d'una alta resistència al desgast, la micro deformació. treball en fredmatriu d'aceri treball en fred d'alta tenacitatmatriu d'acer.
2. Selecció de grau d'acer
Normalment, segons les condicions d'ús dels motlles de treball en fred, la selecció de graus d'acer es pot dividir en les quatre situacions següents:
①Cmotlle de treball antic amb mida petita, forma senzilla i càrrega lleugera.
Per exemple, petits punxons i tisores per tallar plaques d'acer es poden fer d'acers per eines al carboni com ara T7A, T8A, T10A i T12A.Els avantatges d'aquest tipus d'acer són;Bona processabilitat, preu barat i font fàcil.Però els seus desavantatges són: baixa tempabilitat, poca resistència al desgast i gran deformació de trempada.Per tant, només és apte per a la fabricació d'eines de dimensions reduïdes, formes senzilles i càrregues lleugeres, així com per a motlles de treball en fred que requereixen una capa de baix enduriment i una gran tenacitat.
② Motlles de treball en fred amb grans dimensions, formes complexes i càrregues lleugeres.
Els tipus d'acer que s'utilitzen habitualment inclouen acers per a eines de tall de baix aliatge com ara 9SiCr, CrWMn, GCr15 i 9Mn2V.El diàmetre de trempat d'aquests acers en oli pot arribar, generalment, als 40 mm.Entre ells, l'acer 9Mn2V és un tipus de treball en fredmatriu d'acerdesenvolupat a la Xina en els últims anys que no conté Cr.Pot substituir o substituir parcialment l'acer que conté Cr.
L'heterogeneïtat del carbur i la tendència a l'esquerdament de l'acer 9Mn2V són més petites que les de l'acer CrWMn, i la tendència a la descarburació és menor que la de l'acer 9SiCr, mentre que la tempabilitat és més gran que la de l'acer per eines al carboni.El seu preu és només un 30% més alt que aquest últim, per la qual cosa és un grau d'acer que val la pena promocionar i utilitzar.Tanmateix, l'acer 9Mn2V també té alguns inconvenients, com ara la baixa tenacitat a l'impacte i el fenomen d'esquerdes que es troba en la producció i l'ús.A més, l'estabilitat del tremp és deficient i la temperatura del tremp generalment no supera els 180 ℃.Quan es tempera a 200 ℃, la resistència a la flexió i la tenacitat comencen a mostrar valors baixos.
L'acer 9Mn2V es pot apagar en medis d'extinció amb una capacitat de refrigeració relativament suau, com ara nitrats i oli calent.Per a alguns motlles amb requisits estrictes de deformació i requisits de duresa baixa, es pot utilitzar l'extinció isotèrmica austenítica.
③ Motlles de treball en fred amb grans dimensions, formes complexes i càrregues pesades.
S'ha d'utilitzar acer d'aliatge mitjà o alt, com ara Cr12Mo, Crl2MoV, Cr6WV, Cr4W2MoV, etc. A més, també es pot utilitzar acer d'alta velocitat.
En els darrers anys, la tendència d'utilitzar acer d'alta velocitat com a motlles de treball en fred ha anat augmentant, però cal assenyalar que, en aquest moment, ja no s'utilitza la força dura vermella única de l'acer d'alta velocitat, sinó que més aviat la seva alta tempabilitat i alta resistència al desgast.Per tant, també hi hauria d'haver diferències en el procés de tractament tèrmic.
Quan s'utilitza acer d'alta velocitat com a motlle en fred, s'ha d'utilitzar l'extinció a baixa temperatura per millorar la tenacitat.Per exemple, la temperatura d'extinció que s'utilitza habitualment per a les eines de tall d'acer W18Cr4V és de 1280-1290 ℃.Quan es fa motlles de treball en fred, s'ha d'utilitzar un apagat a baixa temperatura a 1190 ℃.Un altre exemple és l'acer W6Mo5Cr4V2.Mitjançant l'apagat a baixa temperatura, la vida útil es pot millorar considerablement, especialment reduint significativament la taxa de pèrdua.
④ Motlles de treball en fred que estan sotmesos a càrregues d'impacte i tenen espais de fulles primes.
Com s'ha esmentat anteriorment, els requisits de rendiment dels tres primers tipus d'acers de matriu de treball en fred són principalment una alta resistència al desgast, de manera que s'utilitzen acers hipereutectoides d'alt carboni i fins i tot acers de ledeburita.No obstant això, per a algunes matrius de treball en fred, com ara les matrius de tall i obturació de la torre lateral, que tenen juntes fines i estan subjectes a càrrega d'impacte quan s'utilitzen, es requereix una gran resistència a l'impacte.Per resoldre aquesta contradicció, es poden prendre les mesures següents:
Ⅰ-reduir el contingut de carboni i utilitzar acer hipoeutectoide per evitar una disminució de la duresa de l'acer causada pels carburs primaris i secundaris;
Ⅱ-L'addició d'elements d'aliatge com el Si i el Cr per millorar l'estabilitat i la temperatura de temperat de l'acer (tremp a 240-270 ℃) és beneficiós per eliminar completament l'estrès d'extinció i millorar el rendiment sense reduir la duresa;
Ⅲ-Afegiu elements com W per formar carburs refractaris per refinar els grans i millorar la tenacitat.Els acers utilitzats habitualment per a motlles de treball en fred d'alta tenacitat inclouen 6SiCr, 4CrW2Si, 5CrW2Si, etc.
3. Maneres d'aprofitar plenament el potencial de rendiment de l'acer de matriu de treball en fred
Quan s'utilitza acer tipus Cr12 o acer d'alta velocitat com a motlles de treball en fred, un problema destacat és l'elevada fragilitat de l'acer, que és propens a esquerdar-se durant l'ús.Per a això, és necessari refinar els carburs mitjançant mètodes de forja suficients.A més, s'han de desenvolupar noves qualitats d'acer.L'objectiu del desenvolupament de nous graus d'acer hauria de ser reduir el contingut de carboni de l'acer i el nombre d'elements que formen carburs.
L'acer Cr4W2MoV té avantatges com ara una alta duresa, una alta resistència al desgast i una bona tempabilitat.També té una bona estabilitat de temperat i propietats mecàniques completes.S'utilitza per a la fabricació de matrius de xapa d'acer al silici, etc. Pot augmentar la vida útil en més d'1-3 vegades en comparació amb l'acer Cr12MoV.No obstant això, el rang de temperatura de forja d'aquest acer és estret i és propens a esquerdar-se durant la forja.La temperatura de forja i les especificacions de funcionament s'han de controlar estrictament.
L'acer Cr2Mn2SiWMoV té una baixa temperatura d'extinció, una petita deformació d'extinció i una alta templabilitat.Es coneix com a microdeformació extingida per airematriu d'acer.
L'acer 7W7Cr4MoV pot substituir l'acer W18Cr4V i Cr12MoV.La seva característica és que la no uniformitat dels carburs i la duresa de l'acer s'han millorat molt.
Part2 -Treball en calentmatriu d'acer
1. Condicions de treball dels motlles de treball en calent
Els motlles de treball en calent inclouen motlles de forja amb martell, motlles d'extrusió en calent i motlles de fosa a pressió.Com s'ha esmentat anteriorment, la característica principal de les condicions de treball dels motlles de treball en calent és el contacte amb metall calent, que és la principal diferència amb les condicions de treball dels motlles de treball en fred.Per tant, comportarà els dos problemes següents:
(1) El metall superficial de la cavitat del motlle s'escalfa.En general, quan funcionen les matrius de martell, la temperatura superficial de la cavitat de la matriu pot arribar a superar els 300-400 ℃ i la matriu d'extrusió en calent pot arribar a superar els 500-800 ℃;La temperatura de la cavitat del motlle de fosa a pressió està relacionada amb el tipus de material de fosa a pressió i la temperatura d'abocament.Quan el metall negre fos a pressió, la temperatura de la cavitat del motlle pot arribar a superar els 1000 ℃.Aquestes temperatures d'ús tan elevades reduiran significativament la duresa superficial i la resistència de la cavitat del motlle, fent-la propensa a plegar-se durant l'ús.El requisit bàsic de rendiment per calentmatriu d'acerés una alta resistència termoplàstica, inclosa la duresa i la resistència a alta temperatura, i una alta resistència termoplàstica, que reflecteix realment l'alta estabilitat de temperat de l'acer.A partir d'això, es pot trobar la primera manera d'aliar l'acer en calent, és a dir, afegir elements d'aliatge com ara Cr, W, Si pot millorar l'estabilitat de temperat de l'acer.
(2) La fatiga tèrmica (esquerdament) es produeix a la superfície metàl·lica de la cavitat del motlle.Les característiques de treball dels motlles calents són intermitents.Després de cada formació de metall calent, la superfície de la cavitat del motlle s'ha de refredar amb mitjans com aigua, oli i aire.Per tant, l'estat de treball del motlle calent s'escalfa i es refreda repetidament, de manera que el metall superficial de la cavitat del motlle experimentarà expansió tèrmica repetida, és a dir, sotmès repetidament a esforços de tracció i compressió.Com a resultat, la superfície de la cavitat del motlle s'esquerdarà, cosa que s'anomena fatiga tèrmica.Per tant, el segon requisit bàsic de rendiment per a la calormatriu d'aceres proposa, és a dir, té una alta resistència a la fatiga tèrmica.
En termes generals, els principals factors que afecten la resistència a la fatiga tèrmica de l'acer són:
① La conductivitat tèrmica de l'acer.L'alta conductivitat tèrmica de l'acer pot reduir el grau d'escalfament a la superfície metàl·lica del motlle, reduint així la tendència de l'acer a la fatiga tèrmica.En general, es creu que la conductivitat tèrmica de l'acer està relacionada amb el seu contingut de carboni.Quan el contingut de carboni és alt, la conductivitat tèrmica és baixa, per la qual cosa no és adequat utilitzar acer d'alt carboni per a treballs en calent.matriu d'acer.El baix contingut de carboni de l'acer al carboni mitjà (C0,3% 5-0,6%) s'utilitza habitualment en la producció, cosa que pot provocar una disminució de la duresa i la resistència de l'acer i també és perjudicial.
② L'efecte del punt crític de l'acer.Normalment, com més alt és el punt crític (Acl) de l'acer, menor és la seva tendència a la fatiga tèrmica.Per tant, el punt crític de l'acer s'incrementa generalment afegint elements d'aliatge Cr, W, Si i plom.D'aquesta manera es millora la resistència a la fatiga tèrmica de l'acer.
2. Acer per a motlles de treball en calent d'ús habitual
(1) Acer per a matrius de forja amb martell.En termes generals, hi ha dos problemes destacats amb l'ús d'acer per a motlles de forja amb martell.En primer lloc, està sotmès a càrregues d'impacte durant el funcionament.Per tant, cal que les propietats mecàniques de l'acer siguin elevades, especialment per a la resistència a la deformació plàstica i la tenacitat;La segona raó és que la mida de la secció transversal de la matriu de forja de martell és relativament gran (<400 mm), cosa que requereix una gran tempabilitat de l'acer per garantir una microestructura uniforme i un rendiment de tota la matriu.
Els acers de forja de martell utilitzats habitualment inclouen 5CrNiMo, 5CrMnMo, 5CrNiW, 5CrNiTi i 5CrMnMoSiV.Els diferents tipus de motlles d'ulls de martell haurien d'utilitzar materials diferents.Per a matrius de forja amb martell molt grans o grans, es prefereix 5CrNiMo.També es poden utilitzar 5CrNiTi, 5CrNiW o 5CrMnMoSi.L'acer 5CrMnMo s'utilitza normalment per a matrius de forja amb martell de mida petita i mitjana.
(2) L'acer s'utilitza per a motlles d'extrusió en calent i la característica de treball dels motlles d'extrusió en calent és la velocitat de càrrega lenta.Per tant, la temperatura d'escalfament de la cavitat del motlle és relativament alta, normalment fins a 500-800 ℃.Els requisits de rendiment d'aquest tipus d'acer s'han de centrar principalment en la resistència a alta temperatura (és a dir, una alta estabilitat de tremp) i una alta resistència a la fatiga per calor.Els requisits per a AK i enduribilitat es poden reduir adequadament.En general, la mida dels motlles d'extrusió en calent és petita, sovint inferior a 70-90 mm.
Els motlles d'extrusió en calent que s'utilitzen habitualment inclouen 4CrW2Si, 3Cr2W8V i un 5% de treball en calent tipus Crmatriu d'acers.Entre ells, 4CrW2Si es pot utilitzar tant com a treball en fredmatriu d'aceri treball en calentmatriu d'acer.A causa dels diferents usos, es poden utilitzar diferents mètodes de tractament tèrmic.Quan es fan motlles en fred, s'utilitzen temperatures de trempat més baixes (870-900 ℃) i tractament de temperat a baixa o mitjana temperatura;Quan es fa motlles calents, s'utilitza una temperatura de trempada més alta (generalment 950-1000 ℃) i un tractament de temperat a alta temperatura.
(3) Acer per a motlles de fosa a pressió.En general, els requisits de rendiment de l'acer per a motlles de fosa a pressió són similars als dels motlles d'extrusió en calent, sent els principals requisits d'alta estabilitat de temperat i resistència a la fatiga tèrmica.Així, el tipus d'acer que s'utilitza habitualment és generalment el mateix que l'acer utilitzat per als motlles d'extrusió en calent.Com és habitual, s'utilitzen acers com 4CrW2Si i 3Cr2W8V.Tanmateix, hi ha diferències, com ara l'ús de 40Cr, 30CrMnSi i 40CrMo per a motlles de fosa a pressió d'aliatge de Zn de baix punt de fusió;Per als motlles de fosa d'aliatge d'Al i Mg, es pot seleccionar 4CrW2Si, 4Cr5MoSiV, etc.Per als motlles de fosa a pressió d'aliatge de Cu, s'utilitza principalment l'acer 3Cr2W8V.
ProfessionalMorir SteelSproveïdor – Jinbaicheng Metal
JINBAICHENGés el proveïdor líder mundial detreball en fred i treball en calentacers de matriu, plàsticmatriu d'acers, acers per a eines de fosa a pressió i forjats personalitzats de matriu obert, processament final100.000 tones d'acer cada any.Els nostres productes es fabriquen a3instal·lacions de producció aShandong, Jiangsu, i la província de Guangdong.Amb més de 100 patents,JINBAICHENGestableix estàndards mundials, inclòs ser el primer fabricant d'acer aXinarebre la certificació ISO 9001.Pàgina web oficial:www.sdjbcmetal.com Correu electrònic: jinbaichengmetal@gmail.com o WhatsApp ahttps://wa.me/18854809715
Hora de publicació: 21-juny-2023