Част 1 -Студена обработкаумирамстомана
Студено обработваемата стомана за щанцоване включва форми за производство на щанцоване и рязане (форми за заготовки и щанцоване, форми за подрязване, щанци, ножици), форми за студено щанцоване, форми за студено екструдиране, форми за огъване и форми за изтегляне на тел и др.
1. Условия на труд и изисквания за изпълнение при студена обработкащанцова стомана
По време на операцията по студена обработкащанцова стоманаПоради високата устойчивост на деформация на обработвания материал, работната част на матрицата понася голямо налягане, сила на огъване, сила на удар и сила на триене. Следователно, нормалната причина за бракуване на форми за студено обработване обикновено е износването. Има и случаи, в които те се повреждат преждевременно поради счупване, сила на срутване и деформация, надвишаваща допустимото отклонение.
В сравнение със стоманата за рязане, студената обработкащанцова стоманаИма много прилики. Изисква се матрицата да има висока твърдост и износоустойчивост, висока якост на огъване и достатъчна жилавост, за да се осигури плавното протичане на процеса на щамповане. Разликата се състои в сложната форма и технология на обработка на матрицата, както и в голямата площ на триене и високата вероятност за износване, което затруднява ремонта и шлайфането. Следователно е необходима по-висока износоустойчивост. Когато матрицата работи, тя понася високо налягане на щанцоване и е склонна към концентрация на напрежение поради сложната си форма, така че изисква висока жилавост; матрицата има голям размер и сложна форма, така че изисква висока закаляемост, малка деформация и склонност към напукване. Накратко, изискванията за закаляемост, износоустойчивост и жилавост на студената обработка...щанцова стоманаса по-високи от тези на режещата инструментална стомана. Изискванията за червена твърдост обаче са сравнително ниски или по същество не се изискват (тъй като се формира в студено състояние), така че са били оформени и някои марки стомана, подходящи за студено обработващи форми, като например развитието на висока износоустойчивост, микродеформационна студено обработваща стомана.щанцова стоманаи студена обработка с висока якостщанцова стомана.
2. Избор на марка стомана
Обикновено, според условията на употреба на формите за студена обработка, изборът на марки стомана може да бъде разделен на следните четири ситуации:
①Cстара работеща форма с малък размер, опростена форма и леко натоварване.
Например, малки щанци и ножици за рязане на стоманени плочи могат да бъдат изработени от въглеродни инструментални стомани като T7A, T8A, T10A и T12A. Предимствата на този вид стомана са: добра обработваемост, ниска цена и лесен източник. Недостатъците му обаче са: ниска закаляемост, лоша износоустойчивост и голяма деформация при закаляване. Следователно, тя е подходяща само за производство на инструменти с малки размери, прости форми и леки натоварвания, както и за студено обработвани форми, които изискват нисък закаляващ слой и висока якост.
② Студено обработвани форми с големи размери, сложни форми и леки натоварвания.
Често използваните видове стомана включват нисколегирани режещи инструментални стомани като 9SiCr, CrWMn, GCr15 и 9Mn2V. Диаметърът на закаляване на тези стомани в масло обикновено може да достигне над 40 мм. Сред тях, 9Mn2V стоманата е вид студено обработвана стомана.щанцова стоманаразработен в Китай през последните години, който не съдържа Cr. Той може да замести или частично да замести стомана, съдържаща Cr.
Карбидната хетерогенност и склонността към закаляване и напукване на стоманата 9Mn2V са по-малки от тези на стоманата CrWMn, а склонността към обезвъглеродяване е по-малка от тази на стоманата 9SiCr, докато закалителността е по-висока от тази на въглеродната инструментална стомана. Цената ѝ е само с около 30% по-висока от последната, така че е клас стомана, който си струва да се популяризира и използва. Стоманата 9Mn2V обаче има и някои недостатъци, като ниска ударна жилавост и явление напукване, наблюдавано при производство и употреба. Освен това, стабилността на отпускане е лоша и температурата на отпускане обикновено не надвишава 180 ℃. При отпускане на 200 ℃, якостта на огъване и жилавостта започват да показват ниски стойности.
Стоманата 9Mn2V може да се закали в закаляващи среди с относително лек охлаждащ капацитет, като например нитрат и горещо масло. За някои форми със строги изисквания за деформация и ниски изисквания за твърдост може да се използва аустенитно изотермично закаляване.
③ Студено обработвани форми с големи размери, сложни форми и големи натоварвания.
Трябва да се използва среднолегирана или високолегирана стомана, като Cr12Mo, Crl2MoV, Cr6WV, Cr4W2MoV и др. Освен това може да се използва и бързорежеща стомана.
През последните години тенденцията за използване на бързорежеща стомана като форми за студена обработка се е увеличила, но трябва да се отбележи, че в момента не се използва уникалната червена твърдост на бързорежещата стомана, а по-скоро нейната висока закаляемост и висока износоустойчивост. Следователно, трябва да има разлики и в процеса на термична обработка.
Когато се използва бързорежеща стомана като студено обработваема форма, трябва да се използва нискотемпературно закаляване, за да се подобри жилавостта. Например, често използваната температура на закаляване за режещи инструменти от стомана W18Cr4V е 1280-1290 ℃. При изработването на студено обработвани форми трябва да се използва нискотемпературно закаляване при 1190 ℃. Друг пример е стоманата W6Mo5Cr4V2. Чрез нискотемпературно закаляване може значително да се подобри експлоатационният живот, особено чрез значително намаляване на процента на загуби.
④ Студено обработвани форми, подложени на ударни натоварвания и с тънки междини между лопатките.
Както бе споменато по-горе, изискванията за експлоатационни характеристики на първите три вида стомани за студено обработване са главно висока износоустойчивост, така че се използват високовъглеродни хиперевтектоидни стомани и дори ледебуритни стомани. Въпреки това, за някои студено обработващи се штампи, като например страничните кулови режещи и заготовъчни штампи, които имат тънки челни съединения и са подложени на ударно натоварване по време на употреба, се изисква висока ударна жилавост. За да се реши това противоречие, могат да се предприемат следните мерки:
Ⅰ-намалете съдържанието на въглерод и използвайте хипоевтектоидна стомана, за да избегнете намаляване на жилавостта на стоманата, причинено от първични и вторични карбиди;
Ⅱ-Добавянето на легиращи елементи като Si и Cr за подобряване на стабилността на отпускане и температурата на стоманата (отпускане при 240-270 ℃) е полезно за пълно елиминиране на напрежението при закаляване и подобряване на производителността без намаляване на твърдостта;
Ⅲ-Добавете елементи като W, за да образувате огнеупорни карбиди, за да рафинирате зърната и да подобрите жилавостта. Често използваните стомани за високоякостни форми за студено обработване включват 6SiCr, 4CrW2Si, 5CrW2Si и др.
3. Начини за пълноценно използване на потенциала на производителността на студено обработената стомана за щанцоване
При използване на стомана тип Cr12 или бързорежеща стомана като форми за студена обработка, основен проблем е високата крехкост на стоманата, която е склонна към напукване по време на употреба. За тази цел е необходимо рафиниране на карбидите с помощта на достатъчни методи за коване. Освен това трябва да се разработят нови марки стомана. Фокусът при разработването на нови марки стомана трябва да бъде върху намаляването на съдържанието на въглерод в стоманата и броя на карбидообразуващите елементи.
Стоманата Cr4W2MoV има предимства като висока твърдост, висока износоустойчивост и добра закаляемост. Тя също така има добра стабилност на отпускане и комплексни механични свойства. Използва се за производство на силициеви стоманени листове и др. Тя може да увеличи живота си с повече от 1-3 пъти в сравнение със стоманата Cr12MoV. Температурният диапазон на коване на тази стомана обаче е тесен и е склонна към напукване по време на коване. Температурата на коване и работните спецификации трябва да бъдат стриктно контролирани.
Стоманата Cr2Mn2SiWMoV има ниска температура на закаляване, малка деформация при закаляване и висока закаляемост. Известна е като микродеформация, закалена на въздух.щанцова стомана.
Стоманата 7W7Cr4MoV може да замести стоманата W18Cr4V и Cr12MoV. Характеризира се със значително подобрена неравномерност на карбидите и жилавост.
Част2 -Гореща обработкащанцова стомана
1. Условия на работа на горещи форми
Формите за гореща обработка включват ковашки форми, форми за горещо екструдиране и форми за леене под налягане. Както бе споменато по-рано, основната характеристика на работните условия на формите за гореща обработка е контактът с горещ метал, което е основната разлика от работните условия на формите за студена обработка. Следователно, това ще доведе до следните два проблема:
(1) Повърхностният метал на кухината на формата се нагрява. Обикновено, когато щанцовите инструменти работят, температурата на повърхността на кухината на формата може да достигне над 300-400 ℃, а горещата екструдираща матрица може да достигне над 500-800 ℃; Температурата на кухината на формата за леене под налягане зависи от вида на материала за леене и температурата на изливане. При леене на черен метал температурата на кухината на формата може да достигне над 1000 ℃. Такива високи температури на употреба значително намаляват твърдостта на повърхността и здравината на кухината на формата, което я прави склонна към сгъване по време на употреба. Основното изискване за производителност при горещо леенещанцова стоманае висока термопластична устойчивост, включително твърдост и якост при висока температура, и висока термопластична устойчивост, което всъщност отразява високата стабилност на отпускане на стоманата. От това може да се намери първият начин за легиране на горещо щампована стомана, а именно добавянето на легиращи елементи като Cr, W, Si може да подобри стабилността на отпускане на стоманата.
(2) Термична умора (напукване) възниква по повърхността на метала на кухината на формата. Работните характеристики на горещите форми са периодични. След всяко образуване на горещ метал, повърхността на кухината на формата трябва да се охлажда с среди като вода, масло и въздух. Следователно, работното състояние на горещата форма се нагрява и охлажда многократно, така че повърхността на метала на кухината на формата ще претърпи многократно термично разширение, т.е. многократно ще бъде подложена на опън и натиск. В резултат на това повърхността на кухината на формата ще се напука, което се нарича термична умора. Следователно, второто основно изискване за експлоатационни характеристики на горещите форми...щанцова стоманае предложено, тоест има висока устойчивост на термична умора.
Най-общо казано, основните фактори, влияещи върху устойчивостта на стоманата на термична умора, са:
① Топлопроводимост на стоманата. Високата топлопроводимост на стоманата може да намали степента на нагряване на повърхностния метал на формата, като по този начин намалява склонността на стоманата към термична умора. Общоприето е, че топлопроводимостта на стоманата е свързана със съдържанието на въглерод. Когато съдържанието на въглерод е високо, топлопроводимостта е ниска, така че не е подходящо да се използва високовъглеродна стомана за гореща обработка.щанцова стоманаНисковъглеродната стомана със средно съдържание на въглерод (C0,3% 5-0,6%) е често използвана в производството, което може да доведе до намаляване на твърдостта и якостта на стоманата, а също така е вредно.
② Ефектът на критичната точка на стоманата. Обикновено, колкото по-висока е критичната точка (Acl) на стоманата, толкова по-ниска е нейната склонност към термична умора. Следователно, критичната точка на стоманата обикновено се увеличава чрез добавяне на легиращи елементи Cr, W, Si и олово. По този начин се подобрява устойчивостта на термична умора на стоманата.
2. Стомана за често използвани форми за гореща обработка
(1) Стомана за щанци за чуково коване. Най-общо казано, има два основни проблема с използването на стомана за щанци за чуково коване. Първо, тя е подложена на ударни натоварвания по време на работа. Следователно, механичните свойства на стоманата трябва да бъдат високи, особено по отношение на устойчивост на пластична деформация и жилавост; Втората причина е, че размерът на напречното сечение на щанцата за чуково коване е сравнително голям (<400 мм), което изисква висока закаляемост на стоманата, за да се осигури равномерна микроструктура и производителност на цялата щанца.
Често използваните стомани за ковашки матрици с чукове включват 5CrNiMo, 5CrMnMo, 5CrNiW, 5CrNiTi и 5CrMnMoSiV. Различните видове форми за отвори на чукове трябва да използват различни материали. За много големи или големи ковашки матрици с чукове се предпочита 5CrNiMo. Могат да се използват и 5CrNiTi, 5CrNiW или 5CrMnMoSi. Стоманата 5CrMnMo обикновено се използва за малки и средни ковашки матрици с чукове.
(2) Стоманата се използва за форми за горещо екструдиране, а работната характеристика на формите за горещо екструдиране е бавна скорост на зареждане. Следователно, температурата на нагряване на кухината на формата е сравнително висока, обикновено до 500-800 ℃. Изискванията за експлоатационни характеристики на този вид стомана трябва да се фокусират главно върху висока якост при високи температури (т.е. висока стабилност на отпускане) и висока устойчивост на топлинна умора. Изискванията за AK и закаляемост могат да бъдат съответно намалени. Обикновено размерът на формите за горещо екструдиране е малък, често по-малък от 70-90 мм.
Често използваните форми за горещо екструдиране включват 4CrW2Si, 3Cr2W8V и 5% Cr тип гореща обработка.щанцова стоманас. Сред тях 4CrW2Si може да се използва както за студена обработкащанцова стоманаи гореща работащанцова стоманаПоради различните приложения могат да се използват различни методи за термична обработка. При изработка на студени форми се използват по-ниски температури на закаляване (870-900 ℃) и ниско или среднотемпературно отпускане; при изработка на горещи форми се използва по-висока температура на закаляване (обикновено 950-1000 ℃) и високотемпературно отпускане.
(3) Стомана за форми за леене под налягане. Като цяло, изискванията за експлоатационни характеристики на стоманата за форми за леене под налягане са подобни на тези за форми за горещо екструдиране, като основните изисквания са висока стабилност на отпускане и устойчивост на термична умора. Така че често използваният вид стомана е като стоманата, използвана за форми за горещо екструдиране. Както обикновено, се използват стомани като 4CrW2Si и 3Cr2W8V. Има обаче разлики, като например използването на 40Cr, 30CrMnSi и 40CrMo за форми за леене под налягане от цинкови сплави с ниска точка на топене; за форми за леене под налягане от алуминиеви и магнезиеви сплави могат да се изберат 4CrW2Si, 4Cr5MoSiV и др. За форми за леене под налягане от медни сплави най-често се използва стомана 3Cr2W8V.
ПрофесионаленУмрете SтийлSдоставчик – Jinbaicheng Metal
ДЖИНБАЙЧЕНГе водещият световен доставчик настудена работа и гореща работащанцови стомани, пластмасащанцова стоманас, инструментални стомани за леене под налягане и изковки по поръчка, обработващи се с отворена щанца100 000 тона стомана всяка година. Нашите продукти се произвеждат в3производствени мощности вШандонг, Дзянсу, и провинция ГуандунС повече от 100 патента,ДЖИНБАЙЧЕНГзадава световни стандарти, включително е първият производител на стомана вКитайда получат сертификат ISO 9001.Официален уебсайт:www.sdjbcmetal.com Имейл: jinbaichengmetal@gmail.com или WhatsApp наhttps://wa.me/18854809715
Време на публикуване: 21 юни 2023 г.