Parte 1 -Lavoro a freddomorireacciaio
L'acciaio per stampi per lavorazione a freddo comprende stampi per la produzione di punzonatura e taglio (stampi per tranciatura e punzonatura, stampi per rifilatura, punzoni, forbici), stampi per stampaggio a freddo, stampi per estrusione a freddo, stampi per piegatura e stampi per trafilatura, ecc.
1. Condizioni di lavoro e requisiti prestazionali per la lavorazione a freddomorire acciaio
Durante l'operazione di lavorazione a freddomorire acciaio, a causa dell'elevata resistenza alla deformazione del materiale lavorato, la parte operativa dello stampo sopporta grandi pressioni, forze di flessione, forza di impatto e forza di attrito.Pertanto, il motivo normale per la rottamazione degli stampi per lavorazione a freddo è generalmente dovuto all'usura.Ci sono anche casi in cui falliscono prematuramente a causa di frattura, forza di collasso e deformazione che supera la tolleranza.
Rispetto all'acciaio per utensili da taglio, lavorazione a freddomorire acciaioha molte somiglianze.Lo stampo deve avere elevata durezza e resistenza all'usura, elevata resistenza alla flessione e sufficiente tenacità per garantire il regolare avanzamento del processo di stampaggio.La differenza sta nella forma complessa e nella tecnologia di lavorazione dello stampo, nonché nell'ampia area di attrito e nell'elevata possibilità di usura, che rendono difficile la riparazione e la rettifica.Pertanto è necessaria una maggiore resistenza all’usura.Quando lo stampo è in funzione, sopporta un'elevata pressione di punzonatura ed è soggetto a concentrazione di sollecitazioni a causa della sua forma complessa, quindi richiede elevata tenacità;Lo stampo ha grandi dimensioni e forma complessa, quindi richiede elevata temprabilità, piccola deformazione e tendenza alla fessurazione.In breve, i requisiti di temprabilità, resistenza all'usura e tenacità per lavorazione a freddomorire acciaiosono superiori a quelli dell'acciaio per utensili da taglio.Tuttavia, i requisiti per la durezza rossa sono relativamente bassi o sostanzialmente non richiesti (perché è formato a freddo), quindi sono stati formati anche alcuni gradi di acciaio adatti per stampi per lavorazione a freddo, come lo sviluppo di elevata resistenza all'usura, micro deformazione lavoro a freddomorire acciaioe lavorazione a freddo ad alta tenacitàmorire acciaio.
2. Selezione della qualità dell'acciaio
Solitamente, a seconda delle condizioni di utilizzo degli stampi per lavorazione a freddo, la scelta delle qualità di acciaio può essere suddivisa nelle seguenti quattro situazioni:
①Cvecchio stampo funzionante di piccole dimensioni, forma semplice e carico leggero.
Ad esempio, piccoli punzoni e forbici per il taglio di lastre di acciaio possono essere realizzati con acciai per utensili al carbonio come T7A, T8A, T10A e T12A.I vantaggi di questo tipo di acciaio sono;Buona lavorabilità, prezzo economico e facile fonte.Ma i suoi svantaggi sono: bassa temprabilità, scarsa resistenza all'usura e grande deformazione da tempra.Pertanto, è adatto solo per la produzione di utensili di piccole dimensioni, forme semplici e carichi leggeri, nonché di stampi per lavorazione a freddo che richiedono un basso strato di indurimento ed elevata tenacità.
② Stampi per lavorazione a freddo di grandi dimensioni, forme complesse e carichi leggeri.
I tipi di acciaio comunemente utilizzati includono acciai per utensili da taglio a bassa lega come 9SiCr, CrWMn, GCr15 e 9Mn2V.Il diametro di tempra in olio di questi acciai può generalmente raggiungere oltre i 40 mm.Tra questi, l'acciaio 9Mn2V è un tipo di lavorazione a freddomorire acciaiosviluppato in Cina negli ultimi anni che non contiene Cr.Può sostituire o sostituire parzialmente l'acciaio contenente Cr.
L'eterogeneità del carburo e la tendenza alla rottura dell'acciaio 9Mn2V sono inferiori a quelle dell'acciaio CrWMn e la tendenza alla decarburazione è inferiore a quella dell'acciaio 9SiCr, mentre la temprabilità è maggiore di quella dell'acciaio per utensili al carbonio.Il suo prezzo è superiore solo del 30% circa rispetto a quest'ultimo, quindi è un tipo di acciaio che vale la pena promuovere e utilizzare.Tuttavia, l'acciaio 9Mn2V presenta anche alcuni inconvenienti, come la bassa resilienza e il fenomeno delle fessurazioni riscontrati nella produzione e nell'uso.Inoltre, la stabilità del rinvenimento è scarsa e la temperatura di rinvenimento generalmente non supera i 180 ℃.Quando temperato a 200 ℃, la resistenza alla flessione e la tenacità iniziano a mostrare valori bassi.
L'acciaio 9Mn2V può essere temprato in mezzi di tempra con capacità di raffreddamento relativamente moderata come nitrato e olio caldo.Per alcuni stampi con severi requisiti di deformazione e bassi requisiti di durezza, è possibile utilizzare la tempra isotermica austenitica.
③ Stampi per lavorazione a freddo di grandi dimensioni, forme complesse e carichi pesanti.
È necessario utilizzare acciaio medio o alto legato, come Cr12Mo, Crl2MoV, Cr6WV, Cr4W2MoV, ecc. Inoltre, è possibile utilizzare anche acciaio rapido.
Negli ultimi anni, la tendenza ad utilizzare l'acciaio rapido come stampi per la lavorazione a freddo è andata aumentando, ma va sottolineato che in questo momento non si utilizza più l'esclusiva resistenza rossa dell'acciaio rapido, ma piuttosto la sua elevata temprabilità ed elevata resistenza all'usura.Pertanto, dovrebbero esserci differenze anche nel processo di trattamento termico.
Quando si utilizza l'acciaio rapido come stampo a freddo, è necessario utilizzare la tempra a bassa temperatura per migliorare la tenacità.Ad esempio, la temperatura di tempra comunemente utilizzata per gli utensili da taglio in acciaio W18Cr4V è 1280-1290 ℃.Quando si realizzano stampi per la lavorazione a freddo, è necessario utilizzare la tempra a bassa temperatura a 1190 ℃.Un altro esempio è l'acciaio W6Mo5Cr4V2.Utilizzando la tempra a bassa temperatura, la durata può essere notevolmente migliorata, soprattutto riducendo significativamente il tasso di perdita.
④ Stampi per lavorazione a freddo soggetti a carichi d'urto e con spazi tra le lame sottili.
Come accennato in precedenza, i requisiti prestazionali dei primi tre tipi di acciai per stampi per lavorazione a freddo sono principalmente un'elevata resistenza all'usura, quindi vengono utilizzati acciaio ipereutettoidico ad alto contenuto di carbonio e persino acciaio ledeburite.Tuttavia, per alcuni stampi per lavorazione a freddo, come gli stampi per taglio e tranciatura della torre laterale, che hanno giunti di testa sottili e sono soggetti a carico d'urto durante l'uso, è richiesta un'elevata resilienza.Per risolvere questa contraddizione si possono adottare le seguenti misure:
Ⅰ-ridurre il contenuto di carbonio e utilizzare acciaio ipoeutettoidico per evitare una diminuzione della tenacità dell'acciaio causata dai carburi primari e secondari;
Ⅱ-L'aggiunta di elementi di lega come Si e Cr per migliorare la stabilità e la temperatura del rinvenimento dell'acciaio (rinvenimento a 240-270 ℃) è utile per eliminare completamente lo stress da tempra e migliorare le prestazioni senza ridurre la durezza;
Ⅲ-Aggiungi elementi come W per formare carburi refrattari per affinare i grani e migliorare la tenacità.Gli acciai comunemente utilizzati per stampi per lavorazione a freddo ad alta tenacità includono 6SiCr, 4CrW2Si, 5CrW2Si, ecc.
3. Modi per sfruttare appieno il potenziale prestazionale dell'acciaio per stampi per lavorazione a freddo
Quando si utilizza acciaio di tipo Cr12 o acciaio rapido come stampi per la lavorazione a freddo, un problema importante è l'elevata fragilità dell'acciaio, che tende a rompersi durante l'uso.A tal fine, è necessario affinare i carburi utilizzando metodi di forgiatura sufficienti.Inoltre, dovrebbero essere sviluppate nuove qualità di acciaio.L’obiettivo dello sviluppo di nuove qualità di acciaio dovrebbe essere quello di ridurre il contenuto di carbonio dell’acciaio e il numero di elementi che formano carburi.
L'acciaio Cr4W2MoV presenta vantaggi come elevata durezza, elevata resistenza all'usura e buona temprabilità.Ha anche una buona stabilità al rinvenimento e proprietà meccaniche complete.Viene utilizzato per la produzione di stampi in lamiera di acciaio al silicio, ecc. Può aumentare la durata della vita di oltre 1-3 volte rispetto all'acciaio Cr12MoV.Tuttavia, l'intervallo di temperature di forgiatura di questo acciaio è ristretto ed è soggetto a fessurazioni durante la forgiatura.La temperatura di forgiatura e le specifiche operative devono essere rigorosamente controllate.
L'acciaio Cr2Mn2SiWMoV ha una bassa temperatura di tempra, una piccola deformazione da tempra e un'elevata temprabilità.È nota come microdeformazione temperata in ariamorire acciaio.
L'acciaio 7W7Cr4MoV può sostituire l'acciaio W18Cr4V e Cr12MoV.La sua caratteristica è che la non uniformità dei carburi e la tenacità dell'acciaio sono state notevolmente migliorate.
Parte2 -Lavoro a caldomorire acciaio
1. Condizioni di lavoro degli stampi per lavorazione a caldo
Gli stampi per lavorazione a caldo includono stampi per forgiatura a martello, stampi per estrusione a caldo e stampi per pressofusione.Come accennato in precedenza, la caratteristica principale delle condizioni di lavoro degli stampi per lavorazione a caldo è il contatto con il metallo caldo, che è la principale differenza rispetto alle condizioni di lavoro degli stampi per lavorazione a freddo.Pertanto, porterà i seguenti due problemi:
(1) La superficie metallica della cavità dello stampo viene riscaldata.Di solito, quando sono in funzione le matrici a martellamento, la temperatura superficiale della cavità della matrice può raggiungere oltre 300-400 ℃ e la matrice di estrusione calda può raggiungere oltre 500-800 ℃;La temperatura della cavità dello stampo di pressofusione è correlata al tipo di materiale di pressofusione e alla temperatura di colata.Durante la pressofusione del metallo nero, la temperatura della cavità dello stampo può raggiungere oltre 1000 ℃.Temperature di utilizzo così elevate ridurranno significativamente la durezza superficiale e la resistenza della cavità dello stampo, rendendolo incline a piegarsi durante l'uso.Il requisito prestazionale di base per il caldomorire acciaioè un'elevata resistenza termoplastica, compresa la durezza e la resistenza alle alte temperature, e un'elevata resistenza termoplastica, che riflette effettivamente l'elevata stabilità al rinvenimento dell'acciaio.Da ciò si può trovare il primo modo per legare l'acciaio per stampi a caldo, ovvero l'aggiunta di elementi di lega come Cr, W, Si può migliorare la stabilità al rinvenimento dell'acciaio.
(2) La fatica termica (fessurazione) si verifica sulla superficie metallica della cavità dello stampo.Le caratteristiche di lavoro degli stampi caldi sono intermittenti.Dopo ogni formazione di metallo caldo, la superficie della cavità dello stampo deve essere raffreddata da mezzi quali acqua, olio e aria.Pertanto, lo stato di funzionamento dello stampo caldo viene ripetutamente riscaldato e raffreddato, in modo che il metallo superficiale della cavità dello stampo subisca ripetute dilatazioni termiche, cioè ripetutamente sottoposto a sollecitazioni di trazione e compressione.Di conseguenza, la superficie della cavità dello stampo si romperà, fenomeno chiamato fatica termica.Pertanto, il secondo requisito prestazionale di base per il caldomorire acciaioviene proposto, cioè ha un'elevata resistenza alla fatica termica.
In generale, i principali fattori che influenzano la resistenza alla fatica termica dell’acciaio sono:
① La conduttività termica dell'acciaio.L'elevata conduttività termica dell'acciaio può ridurre il grado di riscaldamento sulla superficie metallica dello stampo, riducendo così la tendenza dell'acciaio alla fatica termica.Si ritiene generalmente che la conduttività termica dell'acciaio sia correlata al suo contenuto di carbonio.Quando il contenuto di carbonio è elevato, la conduttività termica è bassa, quindi non è adatto l'uso di acciaio ad alto tenore di carbonio per lavorazioni a caldomorire acciaio.Nella produzione viene comunemente utilizzato un basso contenuto di carbonio dell'acciaio a carbonio medio (C0,3% 5-0,6%), il che può portare a una diminuzione della durezza e della resistenza dell'acciaio ed è anche dannoso.
② L'effetto del punto critico dell'acciaio.Solitamente, quanto più alto è il punto critico (Acl) dell'acciaio, tanto minore è la sua tendenza alla fatica termica.Pertanto, il punto critico dell'acciaio viene generalmente aumentato aggiungendo elementi di lega Cr, W, Si e piombo.Migliorando così la resistenza alla fatica termica dell'acciaio.
2. Acciaio per stampi per lavorazione a caldo di uso comune
(1) Acciaio per stampi per forgiatura a maglio.In generale, ci sono due problemi importanti con l’uso dell’acciaio per gli stampi per la forgiatura a maglio.Innanzitutto, è soggetto a carichi d'urto durante il funzionamento.Pertanto, le proprietà meccaniche dell'acciaio devono essere elevate, soprattutto per quanto riguarda la resistenza alla deformazione plastica e la tenacità;Il secondo motivo è che la dimensione della sezione trasversale dello stampo per forgiatura a martello è relativamente grande (<400 mm), il che richiede un'elevata temprabilità dell'acciaio per garantire microstruttura e prestazioni uniformi dell'intero stampo.
Gli acciai per stampi per forgiatura a martello comunemente usati includono 5CrNiMo, 5CrMnMo, 5CrNiW, 5CrNiTi e 5CrMnMoSiV.Diversi tipi di stampi per occhi a martello dovrebbero utilizzare materiali diversi.Per stampi per forgiatura a martello molto grandi o grandi, è preferibile 5CrNiMo.È possibile utilizzare anche 5CrNiTi, 5CrNiW o 5CrMnMoSi.L'acciaio 5CrMnMo viene solitamente utilizzato per stampi per forgiatura a martello di piccole e medie dimensioni.
(2) L'acciaio viene utilizzato per gli stampi per estrusione a caldo e la caratteristica di funzionamento degli stampi per estrusione a caldo è la bassa velocità di caricamento.Pertanto, la temperatura di riscaldamento della cavità dello stampo è relativamente elevata, solitamente fino a 500-800 ℃.I requisiti prestazionali per questo tipo di acciaio dovrebbero concentrarsi principalmente sull'elevata resistenza alle alte temperature (cioè elevata stabilità al rinvenimento) e sull'elevata resistenza alla fatica termica.I requisiti per AK e temprabilità possono essere opportunamente abbassati.Generalmente le dimensioni degli stampi per estrusione a caldo sono piccole, spesso inferiori a 70-90 mm.
Gli stampi per estrusione a caldo comunemente utilizzati includono 4CrW2Si, 3Cr2W8V e lavorazione a caldo di tipo 5% Crmorire acciaioS.Tra questi, 4CrW2Si può essere utilizzato sia come lavorazione a freddomorire acciaioe lavoro caldomorire acciaio.A causa dei diversi usi, possono essere utilizzati diversi metodi di trattamento termico.Quando si realizzano stampi a freddo, vengono utilizzate temperature di tempra più basse (870-900 ℃) e trattamenti di rinvenimento a bassa o media temperatura;Quando si realizzano stampi a caldo, vengono utilizzate una temperatura di tempra più elevata (solitamente 950-1000 ℃) e un trattamento di rinvenimento ad alta temperatura.
(3) Acciaio per stampi per pressofusione.Nel complesso, i requisiti prestazionali dell’acciaio per gli stampi per pressofusione sono simili a quelli per gli stampi per estrusione a caldo, con elevata stabilità al rinvenimento e resistenza alla fatica termica come requisiti principali.Pertanto il tipo di acciaio comunemente utilizzato è generalmente lo stesso utilizzato per gli stampi per estrusione a caldo.Come al solito, vengono utilizzati acciai come 4CrW2Si e 3Cr2W8V.Tuttavia, esistono differenze, come l’uso di 40Cr, 30CrMnSi e 40CrMo per stampi per pressofusione in lega di Zn a basso punto di fusione;Per gli stampi per pressofusione di leghe di Al e Mg, è possibile selezionare 4CrW2Si, 4Cr5MoSiV, ecc.Per gli stampi per pressofusione di leghe di Cu, viene utilizzato principalmente l'acciaio 3Cr2W8V.
ProfessionaleMorire SacciaioSfornitore: Jinbaicheng Metal
JINBAICHENGè il principale fornitore mondiale dilavoro a freddo e lavoro a caldoacciai per stampi, plasticamorire acciaios, acciai per utensili per pressofusione e forgiati personalizzati a stampo aperto, lavorazione oltre100.000 tonnellate di acciaio ogni anno.I nostri prodotti sono fabbricati a3impianti di produzione nelshandong, jiangsu, e provincia del Guangdong.Con più di 100 brevetti,JINBAICHENGstabilisce standard mondiali, tra cui essere il primo produttore di acciaio nelCinaper ricevere la certificazione ISO 9001.Sito ufficiale:www.sdjbcmetal.com E-mail: jinbaichengmetal@gmail.com o WhatsApp ahttps://wa.me/18854809715
Orario di pubblicazione: 21 giugno 2023