У штампах для штампування використовуються різні металеві та не{0}}металічні матеріали, зокрема вуглецева сталь, легована сталь, чавун, лита сталь, цементований карбід, сплави-з-температурою плавлення, сплави на основі-цинку, алюмінієва бронза, синтетичні смоли, поліуретановий каучук, пластмаси та ламінована березова фанера. Матеріали, що використовуються у виробництві штампів, вимагають високої твердості, високої міцності, високої зносостійкості, відповідної ударної в'язкості, високої загартовуваності та мінімальної деформації або відсутності її під час термічної обробки, а також стійкості до розтріскування під час загартування. Давайте спочатку розберемося з типами матеріалів, які використовуються в штампах. Матеріали, які використовуються для виготовлення штампів, включають сталь, цементований карбід, цементований карбід зі сталлю, {-сплави на основі цинку, сплави з -температурою-плавлення, алюмінієву бронзу та полімерні матеріали тощо. В даний час сталь є основним матеріалом, який використовується для виготовлення штампів. Зазвичай використовувані матеріали для робочих частин матриці включають: вуглецеву інструментальну сталь, низько{13}}леговану інструментальну сталь, високо-вуглецеву-або середньо-хромисту інструментальну сталь, середньо{17}}вуглецеву леговану сталь, високо-швидкорізальну сталь, базову сталь і цементований карбід, сталевий-цементований карбід тощо.
Вимоги до продуктивності прес-форм змінюються залежно від умов роботи. Зазвичай використовувані матеріали включають штампи для холодного штампування та штампи для штампування, які в основному використовуються для штампування та формування різних листових металів. Їх ріжучі кромки під час роботи піддаються інтенсивному тертю і ударам. Вони повинні мати високу зносостійкість, ударну в'язкість і стійкість до втомного руйнування. Приклади включають Cr12MoV, Cr12, SKD11, T10A, W18Cr4V і 6-5-4-2. Екструзійні матриці в основному використовуються для деформаційного формування. Під час роботи пуансон витримує величезний тиск, тоді як матриця витримує величезну напругу. Через інтенсивний потік металу в порожнині робочі поверхні пуансона та матриці зазнають сильного тертя, внаслідок чого температура поверхні матриці підвищується на 200-300 градусів. Вони повинні володіти високою стійкістю до деформації, зносостійкістю і руйнівністю, а також високою стійкістю до відпустки. Волочильні матриці, такі як H13, 3Cr2W8V, 40Cr, 38CrMoAl і 5CrNiMo, в основному використовуються для глибокого витягування листового металу з певним ступенем пластичності. Робоча напруга невисока, але вхід у матрицю піддається інтенсивному тертю. Висока твердість і зносостійкість, з низькою шорсткістю поверхні. Плашки для згинання Cr12MoV, Cr12, D2, 6-5-4-2 і PeCu в основному використовуються для згинання та формування металевих матеріалів із певною пластичністю. Навантаження на матрицю не дуже велика, але тертя є. Висока зносостійкість і стійкість до зламів. Cr12MoV, D2, T10A і S45Ca — вуглецеві інструментальні сталі. T8A і T10A зазвичай використовуються в штампах з вуглецевої інструментальної сталі. Їх перевагами є хороша оброблюваність і низька ціна. Однак вони мають низьку загартовуваність і червону твердість, велику деформацію при термічній обробці та низьку -несучу здатність. b. Низько{70}}легована інструментальна сталь. Низько{71}}легована інструментальна сталь виготовляється на основі вуглецевої інструментальної сталі з додаванням відповідних легуючих елементів. Порівняно з вуглецевою інструментальною сталлю, вона зменшує гартівну деформацію та схильність до розтріскування, покращує загартуваність і має кращу зносостійкість. Експерт з формування WeChat: mujudaren Низько-легована сталь, яка використовується для виготовлення форм, включає CrWMn, 9Mn2V, 7CrSiMnMoV (код CH-1) і 6CrNiSiMnMoV (код GD). в. Інструментальні сталі з високим-вуглецевим-вмістом-хрому: широко використовувані високо-вуглецеві-інструментальні сталі включають Cr12, Cr12MoV і Cr12Mo1V1 (код D2). Вони мають гарну здатність до загартування та зносостійкість, а також мають дуже малу деформацію після термічної обробки. Вони мають високу-зносостійкість-з низьким-деформуванням сталевих форм із-несучою здатністю, що поступається лише швидкорізальній сталі. Однак вони страждають від сильної сегрегації карбіду, що потребує повторної осадки та витяжки (осьова висадка, радіальна витяжка) кування для зменшення неоднорідності карбіду та покращення продуктивності. d. Інструментальні сталі з високим -середнім вмістом-хрому, які використовуються у формах, включають Cr4W2MoV, Cr6WV і Cr5MoV. Вони мають нижчий вміст хрому, меншу кількість евтектичних карбідів, більш рівномірний розподіл карбіду, меншу деформацію після термічної обробки, хорошу загартовуваність і стабільність розмірів. Їхня продуктивність покращена порівняно з високо-вуглецевими-хромистими сталями, які мають відносно сильну сегрегацію карбіду. д. Швидкорізальна{121}}сталь має найвищу твердість, зносостійкість і міцність на стиск серед прес-форм, що забезпечує високу{122}}несучу здатність. До типово використовуваних сталей для пресування належать W18Cr4V (код 8-4-1) і W6Mo5Cr4V2 (код 6-5-4-2, позначення в США M2), які мають нижчий вміст вольфраму. Також використовується швидкорізальна сталь з низьким вмістом вуглецю та ванадію 6W6Mo5Cr4V (код 6W6 або M2 з низьким вмістом вуглецю), розроблена для підвищення міцності. Швидкорізальні сталі також потребують перековки для покращення розподілу карбіду. f. Основні сталі виготовляються шляхом додавання невеликих кількостей інших елементів до основного складу швидкорізальної сталі та відповідного збільшення або зменшення вмісту вуглецю для покращення властивостей сталі. Ці сталі разом називаються базовими сталями. Вони не тільки володіють характеристиками швидкорізальної сталі, виявляючи певну зносостійкість і твердість, але також мають чудову втомну міцність і ударну в’язкість, що робить їх високоміцними і високоміцними сталями для холодної обробки, але з меншими витратами на матеріал. Основні сталі, які зазвичай використовуються у штампах, включають 6Cr4W3Mo2VNb (код 65Nb), 7Cr7Mo2V2Si (код LD) і 5Cr4Mo3SiMnVAL (код 012AL) тощо.
g. Цементований карбід і цементований-твердий сплав. Цементований карбід має вищу твердість і зносостійкість, ніж будь-який інший тип штампової сталі, але нижчу міцність на вигин і міцність. Цементований карбід, який використовується для штампів, виготовлений на основі вольфраму-кобальту. Для матриць з низькою ударостійкістю та високими вимогами до зносостійкості можна вибрати цементований карбід із меншим вмістом кобальту. Для матриць з високою ударостійкістю можна вибрати твердосплавний сплав з більшим вмістом кобальту.
Сталевий -цементований карбід виготовляється шляхом додавання невеликої кількості порошку легуючих елементів (наприклад, хрому, молібдену, вольфраму, ванадію тощо) до порошку заліза як сполучної речовини з карбідом титану або карбіду вольфраму як твердою фазою та спікання за допомогою методів порошкової металургії. Матриця цементованого твердого сплаву, пов’язаного зі сталлю, — це сталь, що усуває недоліки цементованого карбіду, такі як низька в’язкість і важка обробка. Його можна різати, зварювати, кувати й термічно-обробляти. Сталевий-твердий сплав містить велику кількість карбідів; хоча його твердість і зносостійкість нижчі, ніж у твердого сплаву, вони все ж вищі, ніж у інших марок сталі. Після гарту і відпустки твердість може досягати 68-73 HRC.
ч. Матеріали, що використовуються в штампах для нових матеріалів, належать до штампової сталі для холодної обробки, яка є найбільш широко використовуваною, найрізноманітнішою та найпоширенішою штамповою сталлю. Основні експлуатаційні вимоги - міцність, в'язкість і зносостійкість. Наразі тенденція розвитку штампової сталі для холодної обробки базується на характеристиках високо-легованої сталі D2 (еквівалент Cr12MoV у моїй країні) і поділяється на дві основні гілки: одна полягає у зменшенні вмісту вуглецю та вмісту легуючих елементів, покращенні рівномірності розподілу карбіду в сталі та значному підвищенні в’язкості матриці. Приклади включають 8CrMo2V2Si від Vanadium Alloy Steel Company зі Сполучених Штатів і DC53 (Cr8Mo2SiV) від Daido Steel з Японії. Іншим типом є порошкова високошвидкісна-сталь, розроблена головним чином для покращення зносостійкості та адаптації до високошвидкісного, автоматизованого та масового виробництва. Приклади включають 320CrVMo13 з Німеччини.
Раціональний вибір матеріалів форми та впровадження правильних процесів термічної обробки мають вирішальне значення для забезпечення терміну служби форми. Для прес-форм із різним застосуванням слід всебічно розглянути такі фактори, як робочі умови, умови напруги, властивості оброблених матеріалів, обсяг виробництва та продуктивність, з наголосом на вищезазначених вимогах до продуктивності, перш ніж робити відповідний вибір марок сталі та процесів термічної обробки.
1. Обсяг виробництва. Якщо обсяг виробництва штампованих деталей великий, робочі частини прес-форми, пуансон і матриця мають бути високоякісною формною сталлю з хорошою зносостійкістю. Матеріали для інших структурних частин процесу та допоміжних структурних частин прес-форми також повинні бути відповідно вдосконалені. Коли обсяг виробництва невеликий, вимоги до властивостей матеріалу мають бути належним чином пом’якшені, щоб зменшити витрати. 2. Ефективність штампованого матеріалу та умови використання деталей матриці: якщо матеріал, що штампується, є твердим або має високу стійкість до деформації, пуансон і матриця мають бути виготовлені з матеріалів із хорошою зносостійкістю та високою міцністю. Для глибокого витягування нержавіючої сталі можна використовувати матриці з алюмінієвої бронзи, оскільки вони мають хороші анти{6}}адгезійні властивості. Напрямні стійки та втулки вимагають зносостійкості та високої в’язкості, тому часто використовується низько-вуглецева сталь із поверхневим науглерожуванням і гартом. Наприклад, головним недоліком вуглецевої інструментальної сталі є її погана прогартовуваність; коли розміри поперечного{10}}перерізу частин матриці великі, центральна твердість залишається низькою після загартування. Однак при роботі на пресах з високою частотою ходу його хороша ударостійкість стає перевагою. Для фіксованих пластин і пластин для знімання потрібна не тільки достатня міцність, але й мінімальна деформація під час роботи. (Експерт з штампів WeChat: mujudaren) Крім того, для покращення продуктивності деталей штампів можна використовувати холодну обробку, глибоку кріогенну обробку, вакуумну обробку та методи зміцнення поверхні. Для прес-форм для холодної екструзії з поганими робочими умовами для пуансонів і матриць слід вибирати сталь із хорошими комплексними механічними властивостями, такими як достатня твердість, міцність, ударна в'язкість і зносостійкість, а також вона повинна мати певний ступінь червоної твердості та міцності на термічну втому.
