В штампах для штамповки используются различные металлические и неметаллические материалы, в первую очередь в том числе углеродистая сталь, легированная сталь, чугун, литая сталь, цементированный карбид, сплавы с низкой-точкой плавления-, сплавы на основе цинка-, алюминиевая бронза, синтетические смолы, полиуретановый каучук, пластмассы и ламинированная березовая фанера. Материалы, используемые при производстве штампов, требуют высокой твердости, высокой прочности, высокой износостойкости, соответствующей ударной вязкости, высокой прокаливаемости и минимальной деформации или ее отсутствия при термообработке, а также устойчивости к растрескиванию при закалке. Давайте сначала разберемся с типами материалов, используемых в штампах. Материалы, используемые при изготовлении штампов, включают сталь, цементированный карбид, цементированный карбид со стальной-связкой, сплавы на основе цинка-, сплавы с низкой-точкой плавления-, алюминиевую бронзу и полимерные материалы, а также другие материалы. В настоящее время сталь является основным материалом, используемым при производстве штампов. Обычно используемые материалы для рабочих частей штампа включают: углеродистую инструментальную сталь, низко-легированную инструментальную сталь, высоко-углеродистую, высоко-хромистую или средне-хромистую инструментальную сталь, средне-углеродистую легированную сталь, быстро-быстрорежущую сталь, базовую сталь и цементированный карбид, сталь-связанный цементированный карбид и т. д.
Требования к характеристикам материалов пресс-форм варьируются в зависимости от условий работы. Обычно используемые материалы включают штампы для холодной штамповки и вырубные штампы, которые в основном используются для штамповки и формования различных листового металла. Их режущие кромки во время работы подвергаются интенсивному трению и ударам. Они должны обладать высокой износостойкостью, ударной вязкостью и сопротивлением усталостному разрушению. Примеры включают Cr12MoV, Cr12, SKD11, T10A, W18Cr4V и 6-5-4-2. Экструзионные матрицы в основном используются для деформационного формования. Во время работы пуансон испытывает огромное давление, а матрица — огромное напряжение. Из-за интенсивного течения металла в полости рабочие поверхности пуансона и штампа подвергаются сильному трению, в результате чего температура поверхности штампа повышается на 200-300 градусов. Они должны обладать высокой стойкостью к деформированию, износостойкостью и сопротивлением разрушению, а также высокой отпускной стабильностью. Волочильные матрицы, такие как H13, 3Cr2W8V, 40Cr, 38CrMoAl и 5CrNiMo, в основном используются для глубокой вытяжки листового металла с определенной степенью пластичности. Рабочее напряжение невелико, но вход в матрицу подвергается сильному трению. Высокая твердость и износостойкость, низкая шероховатость поверхности. Гибочные штампы Cr12MoV, Cr12, D2, 6-5-4-2 и PeCu в основном используются для гибки и формовки металлических материалов с определенной пластичностью. Нагрузка на матрицу не очень большая, но некоторое трение присутствует. Высокая износостойкость и устойчивость к разрушению. Cr12MoV, D2, T10A и S45Ca — углеродистые инструментальные стали. T8A и T10A — это обычно используемые в штампах углеродистые инструментальные стали. Их преимущества – хорошая обрабатываемость и невысокая цена. Однако они имеют плохую прокаливаемость и красную твердость, большую деформацию при термообработке и низкую несущую способность-. б. Низко-инструментальная сталь. Низко-инструментальная сталь изготавливается на основе углеродистой инструментальной стали с добавлением соответствующих легирующих элементов. По сравнению с углеродистой инструментальной сталью она снижает закалочную деформацию и склонность к растрескиванию, улучшает прокаливаемость и обладает лучшей износостойкостью. Эксперт по пресс-формам WeChat: Mujudaren Низколегированные стали, используемые для изготовления пресс-форм, включают CrWMn, 9Mn2V, 7CrSiMnMoV (код CH-1) и 6CrNiSiMnMoV (код GD). в. Инструментальные стали с высоким-углеродом и высоким-хромом. Обычно используемые инструментальные стали с высоким-углеродом и высоким-хромом включают Cr12, Cr12MoV и Cr12Mo1V1 (код D2). Они обладают хорошей прокаливаемостью, закаливаемостью и износостойкостью и демонстрируют очень небольшую деформацию после термообработки. Это высоко-износостойкие-формовочные стали с низкой-деформацией и по несущей способности-уступающей только-быстрорежущей стали. Однако они страдают от сильной сегрегации карбидов, что требует многократной осадки и вытяжки (осевой высадки, радиальной вытяжки) для уменьшения неоднородности карбидов и повышения производительности. д. Инструментальные стали с высоким-средним содержанием-хрома, используемые в формах, включают Cr4W2MoV, Cr6WV и Cr5MoV. Они имеют более низкое содержание хрома, меньшее количество эвтектических карбидов, более равномерное распределение карбидов, меньшую деформацию после термообработки, а также хорошую прокаливаемость и стабильность размеров. Их характеристики улучшены по сравнению с высоко-углеродистыми и-хромистыми сталями, которые имеют относительно сильную сегрегацию карбидов. е. Быстрорежущие-стали обладают самой высокой твердостью, износостойкостью и прочностью на сжатие среди литейных сталей, что обеспечивает высокую-несущую способность. Обычно используемые литейные стали включают W18Cr4V (код 8-4-1) и W6Mo5Cr4V2 (код 6-5-4-2, обозначение в США M2), которые имеют более низкое содержание вольфрама. Также используется низкоуглеродистая, малованадиевая быстрорежущая сталь 6W6Mo5Cr4V (код 6W6 или низкоуглеродистая М2), разработанная для повышения ударной вязкости. Быстрорежущие стали также требуют перековки для улучшения распределения карбидов. ф. Базовые стали изготавливаются путем добавления небольших количеств других элементов к основному составу быстрорежущей стали и соответствующего увеличения или уменьшения содержания углерода для улучшения свойств стали. Эти стали вместе называются базовыми сталями. Они не только обладают характеристиками быстрорежущей стали, проявляя определенную износостойкость и твердость, но также обладают превосходной усталостной прочностью и ударной вязкостью, что делает их высокопрочными и высокопрочными штамповыми сталями для холодной обработки при меньших материальных затратах. Обычно в штампах используются базовые стали 6Cr4W3Mo2VNb (код 65Nb), 7Cr7Mo2V2Si (код LD), 5Cr4Mo3SiMnVAL (код 012АЛ) и др.
г. Цементированный карбид и цементированный карбид на стальной-связке. Цементированный карбид имеет более высокую твердость и износостойкость, чем любой другой тип штамповой стали, но меньшую прочность на изгиб и ударную вязкость. Твердый сплав, используемый для штампов, изготовлен на основе вольфрама-кобальта. Для штампов с низкой ударопрочностью и высокими требованиями к износостойкости можно выбрать твердый сплав с более низким содержанием кобальта. Для штампов с высокой ударопрочностью можно выбрать твердый сплав с более высоким содержанием кобальта.
Цементированный карбид со стальной связкой- изготавливается путем добавления небольшого количества порошка легирующих элементов (например, хрома, молибдена, вольфрама, ванадия и т. д.) к железному порошку в качестве связующего вещества с карбидом титана или карбидом вольфрама в качестве твердой фазы и его спекания методами порошковой металлургии. Матрица цементированного карбида со стальной связкой- представляет собой сталь, в которой отсутствуют недостатки цементированного карбида, такие как низкая ударная вязкость и сложность обработки. Его можно резать, сваривать, ковать и подвергать-термической обработке. Цементированный карбид на стальной-связке содержит большое количество карбидов; хотя его твердость и износостойкость ниже, чем у цементированного карбида, они все же выше, чем у других марок стали. После закалки и отпуска твердость может достигать 68-73HRC.
час Материалы, используемые в штампах для штамповки новых материалов, относятся к штамповой стали для холодной обработки, которая является наиболее широко используемой, самой разнообразной и наиболее широко применяемой штамповой сталью. Основными требованиями к эксплуатации являются прочность, вязкость и износостойкость. В настоящее время тенденция развития штамповой стали для холодной обработки основана на характеристиках высоколегированной стали D2 (эквивалент Cr12MoV в моей стране) и разделена на два основных направления: одно - снизить содержание углерода и содержание легирующих элементов, улучшить равномерность распределения карбидов в стали и значительно улучшить ударную вязкость штампа. Примеры включают 8CrMo2V2Si от Vanadium Alloy Steel Company из США и DC53 (Cr8Mo2SiV) от Daido Steel из Японии. Другой тип — порошковая быстрорежущая-сталь, разработанная в первую очередь для повышения износостойкости и адаптации к высокоскоростному-автоматизированному и массовому производству. Примеры включают 320CrVMo13 из Германии.
Рациональный выбор материалов формы и внедрение правильных процессов термообработки имеют решающее значение для обеспечения срока службы формы. Для пресс-форм различного применения следует всесторонне учитывать такие факторы, как условия их работы, условия напряжения, свойства обрабатываемых материалов, объем производства и производительность, уделяя особое внимание вышеупомянутым требованиям к производительности, прежде чем делать соответствующий выбор марок стали и процессов термообработки.
1. Объем производства. Когда объем производства штампованных деталей велик, материалы для рабочих частей пресс-формы, пуансона и матрицы должны быть изготовлены из высококачественной-формовочной стали с хорошей износостойкостью. Соответствующим образом следует усовершенствовать и материалы других технологических конструктивных деталей и вспомогательных конструктивных деталей пресс-формы. Когда объем производства небольшой, требования к свойствам материала должны быть соответствующим образом смягчены, чтобы снизить затраты.. 2. Характеристики штампуемого материала и условия использования деталей штампа: когда штампуемый материал твердый или имеет высокую устойчивость к деформации, пуансон и штамп должны быть изготовлены из материалов с хорошей износостойкостью и высокой прочностью. Для глубокой вытяжки нержавеющей стали можно использовать матрицы из алюминиевой бронзы, поскольку они обладают хорошими анти-адгезионными свойствами. Направляющие стойки и втулки требуют износостойкости и хорошей прочности, поэтому часто используется низко-углеродистая сталь с поверхностной цементацией и закалкой. Например, основным недостатком углеродистой инструментальной стали является ее плохая прокаливаемость; когда размеры поперечного сечения деталей матрицы велики, твердость центра остается низкой после закалки. Однако при работе на прессах с высокой частотой хода преимуществом становится его хорошая ударопрочность. Для неподвижных пластин и съемных пластин требуется не только достаточная прочность, но и минимальная деформация в процессе эксплуатации. (Эксперт по штампам WeChat: mujudaren) Кроме того, для улучшения характеристик деталей штампов можно использовать методы холодной обработки, глубокой криогенной обработки, вакуумной обработки и поверхностного упрочнения. Для матриц холодной экструзии с плохими условиями работы пуансонов и матриц следует выбирать штамповую сталь с хорошими комплексными механическими свойствами, такими как достаточная твердость, прочность, ударная вязкость и износостойкость, а также иметь определенную степень красной твердости и термической усталостной прочности.
