Stal matrycowa do pracy na zimno jest głównie używana do tłoczenia, wykrawania, formowania, gięcia, wyciskania na zimno, ciągnienia na zimno, matryc do metalurgii proszków itp. Wymaga dużej twardości, wysokiej odporności na zużycie i wystarczającej wytrzymałości. Ogólnie dzieli się na dwie kategorie: typ ogólny i typ specjalny. Na przykład, uniwersalna stal matrycowa do pracy na zimno w Stanach Zjednoczonych zazwyczaj obejmuje cztery gatunki stali: 01, A2, D2 i D3. Porównanie gatunków stali stopowej do pracy na zimno ogólnego przeznaczenia w różnych krajach pokazano w Tabeli 4. Zgodnie z japońską normą JIS, głównymi typami stali matrycowej do pracy na zimno, które mogą być używane, są seria SK, w tym węglowa stal narzędziowa serii SK, 8 stopowych stali narzędziowych serii SKD i 9 stali szybkotnących serii SKHMO, co daje łącznie 24 gatunki stali. Chińska norma GB/T1299-2000 dotycząca stali narzędziowej stopowej obejmuje łącznie 11 gatunków stali, tworząc stosunkowo kompletną serię. Ze względu na zmiany w technologii przetwarzania, przetwarzanych materiałach i zapotrzebowaniu na formy, pierwotna seria podstawowa nie jest w stanie sprostać potrzebom. Japońskie huty stali oraz czołowi europejscy producenci stali narzędziowej i matrycowej opracowali specjalistyczne stale matrycowe do pracy na zimno i stopniowo stworzyli odpowiednie serie stali matrycowych do pracy na zimno. Rozwój tych stali matrycowych jest również kierunkiem rozwoju stali matrycowych do pracy na zimno.
Stal matrycowa do obróbki na zimno, hartowana w powietrzu, niskostopowa
Wraz z rozwojem technologii obróbki cieplnej, szczególnie szerokiego zastosowania technologii hartowania próżniowego w przemyśle form, w celu zmniejszenia odkształceń hartowniczych, opracowano w kraju i za granicą kilka niskostopowych stali hartowanych w powietrzu do mikroodkształceń. Ten typ stali wymaga dobrej hartowności i obróbki cieplnej. Ma małe odkształcenia, dobrą wytrzymałość i udarność oraz pewną odporność na zużycie. Chociaż standardowa wysokostopowa stal matrycowa do pracy na zimno (taka jak D2, A2) ma dobrą hartowność, ma wysoką zawartość stopów i jest droga. Dlatego w kraju i za granicą opracowano kilka niskostopowych stali do mikroodkształceń. Ten typ stali zawiera na ogół pierwiastki stopowe Cr i Mn w celu poprawy hartowności. Całkowita zawartość pierwiastków stopowych wynosi na ogół <5%. Nadaje się do produkcji precyzyjnych części z małymi partiami produkcyjnymi. Złożone formy. Do reprezentatywnych gatunków stali należą: A6 ze Stanów Zjednoczonych, ACD37 firmy Hitachi Metals, G04 firmy Daido Special Steel, AKS3 firmy Aichi Steel itp. Chińska stal GD, po hartowaniu w temperaturze 900°C i odpuszczaniu w temperaturze 200°C, zachowuje pewną ilość austenitu szczątkowego i charakteryzuje się dobrą wytrzymałością, udarnością i stabilnością wymiarową. Może być stosowana do produkcji matryc do tłoczenia na zimno podatnych na wykruszanie i pękanie. Charakteryzuje się długą żywotnością.
Stal formowa hartowana płomieniowo
Aby skrócić cykl produkcyjny formy, uprościć proces obróbki cieplnej, zaoszczędzić energię i zmniejszyć koszty produkcji formy, Japonia opracowała kilka specjalnych stali matrycowych do pracy na zimno na potrzeby hartowania płomieniowego. Typowe stale to SX105V (7CrSiMnMoV) firmy Aichi Steel, HMD5, HMD1 firmy Hitachi Metal, stal G05 firmy Datong Special Steel Company itp. Chiny opracowały stal 7Cr7SiMnMoV. Ten typ stali może być stosowany do nagrzewania ostrza lub innych części formy za pomocą pistoletu natryskowego acetylenowo-tlenowego lub innych grzejników po przetworzeniu formy, a następnie schłodzeniu jej powietrzem i hartowaniu. Generalnie można go stosować bezpośrednio po hartowaniu. Ze względu na prosty proces jest szeroko stosowany w Japonii. Typowym typem stali tego typu jest 7CrSiMnMoV, który charakteryzuje się dobrą hartownością. Po hartowaniu olejowym stali o grubości φ80 mm, twardość w odległości 30 mm od powierzchni może osiągnąć 60 HRC. Różnica twardości między rdzeniem a powierzchnią wynosi 3 HRC. Podczas hartowania płomieniowego, po podgrzaniu wstępnym do 180-200°C i podgrzaniu do 900-1000°C w celu hartowania pistoletem natryskowym, twardość może osiągnąć ponad 60 HRC, a utwardzona warstwa może mieć grubość ponad 1,5 mm.
Stal matrycowa do obróbki na zimno o wysokiej wytrzymałości i odporności na zużycie
Aby poprawić wytrzymałość stali matrycowej do pracy na zimno i zmniejszyć jej odporność na zużycie, niektóre duże zagraniczne firmy produkujące stal na formy sukcesywnie opracowywały serię stali matrycowych do pracy na zimno o wysokiej wytrzymałości i odporności na zużycie. Ten rodzaj stali zawiera zazwyczaj około 1% węgla i 8% Cr. Dzięki dodatkowi Mo, V, Si i innych pierwiastków stopowych, jej węgliki są drobne, równomiernie rozłożone, a jej wytrzymałość jest znacznie wyższa niż stali typu Cr12, podczas gdy jej odporność na zużycie jest podobna. Ich twardość, wytrzymałość na zginanie, wytrzymałość zmęczeniowa i odporność na pękanie są wysokie, a ich stabilność przed odpuszczaniem jest również wyższa niż stali na formy typu Crl2. Nadają się one do stempli szybkoobrotowych i stempli wielostanowiskowych. Reprezentatywnymi gatunkami tego rodzaju stali są japońska DC53 o niskiej zawartości V i CRU-WEAR o wysokiej zawartości V. DC53 jest hartowana w temperaturze 1020-1040°C, a twardość może osiągnąć 62-63 HRC po schłodzeniu w powietrzu. Można go hartować w niskiej temperaturze (180 ~ 200℃) i wysokiej temperaturze odpuszczania (500~ 550℃), jego wytrzymałość może być 1 razy wyższa niż D2, a jego wydajność zmęczeniowa jest o 20% wyższa niż D2; po kuciu i walcowaniu CRU-WEAR jest wyżarzany i austenityzowany w temperaturze 850-870℃. Mniej niż 30℃/godzinę, schłodzony do 650℃ i zwolniony, twardość może osiągnąć 225-255HB, temperaturę hartowania można wybrać w zakresie 1020~1120℃, twardość może osiągnąć 63HRC, odpuszczany w temperaturze 480~570℃ w zależności od warunków użytkowania, z oczywistym wtórnym efektem hartowania, odpornością na zużycie i wytrzymałością są lepsze niż D2.
Stal podstawowa (stal szybkotnąca)
Stal szybkotnąca jest szeroko stosowana za granicą do produkcji wysokowydajnych, trwałych form do obróbki na zimno ze względu na doskonałą odporność na zużycie i twardość w stanie surowym, jak na przykład japońska stal szybkotnąca SKH51 (W6Mo5Cr4V2). Aby dostosować się do wymagań formy, często poprawia się wytrzymałość poprzez obniżenie temperatury hartowania, twardości po hartowaniu lub zmniejszenie zawartości węgla w stali szybkotnącej. Stal matrycowa jest opracowywana na bazie stali szybkotnącej, a jej skład chemiczny jest równoważny składowi matrycy stali szybkotnącej po hartowaniu. W związku z tym ilość węglików resztkowych po hartowaniu jest niewielka i równomiernie rozłożona, co znacznie poprawia wytrzymałość stali w porównaniu ze stalą szybkotnącą. Stany Zjednoczone i Japonia badały stale bazowe z gatunkami VascoMA, VascoMatrix1 i MOD2 na początku lat 70. XX wieku. Ostatnio opracowano gatunki DRM1, DRM2, DRM3 itp. Stal ta jest powszechnie stosowana do form do obróbki plastycznej na zimno, wymagających wyższej wytrzymałości i lepszej stabilności przed odpuszczaniem. Chiny opracowały również kilka stali bazowych, takich jak 65Nb (65Cr4W3Mo2VNb), 65W8Cr4VTi, 65Cr5Mo3W2VSiTi i inne. Ten rodzaj stali charakteryzuje się dobrą wytrzymałością i wytrzymałością i jest szeroko stosowany w wytłaczaniu na zimno, tłoczeniu grubych blach na zimno, rolkach do walcowania gwintów, matrycach tłoczących, matrycach do kucia na zimno itp., a także może być stosowany jako matryce do wytłaczania na gorąco.
Stal do formowania w metalurgii proszków
Wysokostopowa stal matrycowa typu LEDB do obróbki na zimno, produkowana konwencjonalnymi procesami, zwłaszcza w przypadku materiałów o dużych przekrojach, charakteryzuje się gruboziarnistymi węglikami eutektycznymi i nierównomiernym rozkładem, co znacznie obniża wytrzymałość, ścieralność i izotropię stali. W ostatnich latach duże zagraniczne firmy produkujące stal narzędziową i matrycową skoncentrowały się na opracowaniu serii stali szybkotnących i wysokostopowych stali matrycowych metodą metalurgii proszków, co doprowadziło do szybkiego rozwoju tego typu stali. Dzięki procesowi metalurgii proszków rozpylony proszek stalowy szybko się schładza, a powstające węgliki są drobne i jednorodne, co znacznie poprawia wytrzymałość, ścieralność i izotropię materiału formy. Dzięki temu specjalnemu procesowi produkcji węgliki są drobne i jednorodne, a skrawalność i wydajność szlifowania ulegają poprawie, co pozwala na dodanie do stali większej zawartości węgla i wanadu, co prowadzi do powstania serii nowych gatunków stali. Na przykład japońska seria DEX firmy Datong (DEX40, DEX60, DEX80 itd.), seria HAP firmy Hitachi Metal, seria FAX firmy Fujikoshi, seria VANADIS firmy UDDEHOLM, seria ASP francuskiej firmy Erasteel oraz stal narzędziowa i matrycowa amerykańskiej firmy CRUCIBLE rozwijają się dynamicznie. Seria stali proszkowych, takich jak CPM1V, CPM3V, CPM1OV, CPM15V itd., charakteryzuje się znacznie lepszą odpornością na zużycie i wytrzymałością w porównaniu ze stalą narzędziową i matrycową wytwarzaną tradycyjnymi metodami.
Czas publikacji: 02-04-2024
