Parte 1 -U travagliu à friddumoriazzaru
L'acciaio per fustelle per u travagliu à freddo include stampi per a fabricazione di punzoni è di taglio (moldi di tranciatura è di punzonazione, stampi di trimming, punzoni, forbici), stampi per a testa fredda, stampi per estrusione a freddo, stampi per curvatura è stampi per trafilatura, etc.
1. Cundizioni di travagliu è esigenze di prestazione per u travagliu à fretumorire l'acciaio
Duranti u funziunamentu di u travagliu friddumorire l'acciaio, per via di l'alta resistenza di deformazione di u materiale trasfurmatu, a parte di travagliu di u muffa porta una grande pressione, forza di curvatura, forza d'impattu è forza di attritu.Per quessa, u mutivu nurmale di scrapping moldi di travagliu friddu hè generalmente dovutu à l'usura.Ci hè ancu casi induve fallenu prematuremente per via di a frattura, a forza di colapsu è a deformazione chì supera a tolleranza.
In cunfrontu cù l'acciaio di l'arnesi di taglio, u travagliu friddumorire l'acciaiohà parechje similarità.U muffa hè necessaria à avè una alta durezza è resistenza à l'usura, alta forza di curvatura, è abbastanza tenacità per assicurà u prugressu lisu di u prucessu di stampa.A diffarenza si trova in a forma cumplessa è a tecnulugia di trasfurmazioni di u moldu, in quantu à a grande zona di attritu è l'alta pussibilità di usu, facendu difficiule di riparà è di macinazione.Dunque, hè necessaria una resistenza à l'usura più alta.Quandu u muffa hè travagliatu, porta una alta pressione di punching è hè propensu à a cuncentrazione di stress per via di a so forma cumplessa, per quessa hè bisognu di una alta tenacità;U muffa hà una grandezza grande è una forma cumplessa, per quessa, esige una alta hardenability, una piccula deformazione è una tendenza à cracking.In breve, i requisiti per a durabilità, a resistenza à l'usura è a tenacità di u travagliu friddumorire l'acciaiosò più altu ch'è quelli di l'acciaio di l'arnesi di taglio.In ogni casu, i requisiti per a durezza rossa sò relativamente bassu o basicamente micca necessariu (perchè hè furmatu in un statu friddu), cusì sò stati ancu furmati certi gradi d'acciaio adattati per i stampi di u travagliu friddu, cum'è u sviluppu di una alta resistenza à l'usura, a micro deformazione. travagliu friddumorire l'acciaioè u travagliu à friddu di alta tenacitàmorire l'acciaio.
2. Selezzione di qualità Steel
Di solitu, secondu e cundizioni d'usu di i muffa di u travagliu à friddu, a selezzione di qualità d'acciaio pò esse divisa in i seguenti quattru situazioni:
①Cvechju muffa di travagliu cù taglia chjuca, forma simplice è carica ligera.
Per esempiu, picculi punzoni è forbici per taglià i platti d'acciaio ponu esse fatti di acciai d'arnesi di carbone cum'è T7A, T8A, T10A è T12A.I vantaghji di stu tipu d'azzaru sò;Bona processabilità, prezzu prezzu, è fonte faciule.Ma i so disadvantages sò: bassa hardenability, poca resistenza à l'usura, è grande deformazione di quenching.Per quessa, hè solu adattatu per l'arnesi di fabricazione cù dimensioni chjuche, forme simplici è carichi ligeri, è ancu per stampi di travagliu à friddu chì necessitanu una capa di indurimentu bassu è una alta tenacità.
② Muffa di travagliu à friddu cù grandi dimensioni, forme cumplesse è carichi ligeri.
I tipi di acciai cumunimenti utilizati includenu acciai per utensili di taglio in lega bassa cum'è 9SiCr, CrWMn, GCr15 è 9Mn2V.U diametru di quenching di sti acciai in oliu pò generalmente ghjunghje à più di 40 mm.Frà elli, l'acciaio 9Mn2V hè un tipu di travagliu friddumorire l'acciaiosviluppatu in Cina in l'ultimi anni chì ùn cuntene Cr.Pò rimpiazzà o rimpiazzà parzialmente l'acciaio chì cuntene Cr.
L'heterogeneità di u carburu è a tendenza di cracking di 9Mn2V sò più chjuchi di quelli di l'azzaru CrWMn, è a tendenza di decarburizazione hè più chjuca di quella di l'azzaru 9SiCr, mentre chì a hardenability hè più grande di quella di l'azzaru di carbone.U so prezzu hè solu circa 30% più altu ch'è l'ultimi, per quessa hè una qualità d'acciaio chì vale a pena di prumove è aduprà.Tuttavia, l'acciaio 9Mn2V hà ancu qualchì svantaghju, cum'è a resistenza à l'impattu bassu è u fenomenu di cracking chì si trova in a produzzione è l'usu.Inoltre, a stabilità di tempera hè povera, è a temperatura di tempera generalmente ùn supera i 180 ℃.Quandu u temperatu à 200 ℃, a forza di curvatura è a tenacità cumincianu à vede valori bassi.
L'acciaio 9Mn2V pò esse spentu in media di quenching cù una capacità di rinfrescamentu relativamente ligera, cum'è nitrati è oliu caldu.Per certi muffa cù esigenze strette di deformazione è esigenze di durezza bassa, si pò esse aduprata l'estinzione isotermica austenitica.
③ Muffa di travagliu à friddu cù grandi dimensioni, forme cumplesse è carichi pesanti.
L'acciaio in lega media o alta lega deve esse usatu, cum'è Cr12Mo, Crl2MoV, Cr6WV, Cr4W2MoV, etc.
Nta l 'ùrtimi anni, a tendenza di usu azzaru high-vitezza comu muffa travagghiu friddu hè statu cresce, ma si deve esse nutatu chì à stu tempu, ùn hè più l 'usu di a forza unica rossa dura di azzaru high-vitezza, ma. piuttostu a so alta hardenability è alta resistenza à l'usura.Per quessa, ci deve esse ancu differenze in u prucessu di trattamentu termale.
Quandu s'utilice l'acciaio d'alta veloce cum'è un muffa di fretu, u quenching à bassa temperatura deve esse usatu per migliurà a tenacità.Per esempiu, a temperatura di quenching cumunimenti usata per i strumenti di taglio in acciaio W18Cr4V hè 1280-1290 ℃.Quandu si facenu stampi di travagliu à friddu, si deve esse adupratu a temperatura bassa à 1190 ℃.Un altru esempiu hè l'acciaio W6Mo5Cr4V2.Cù l'usu di quenching à bassa temperatura, a vita di serviziu pò esse migliurata assai, soprattuttu riducendu significativamente a rata di perdita.
④ I stampi di travagliu à friddu chì sò sottumessi à carichi d'impattu è chì anu spazii di lame sottili.
Cum'è citatu sopra, i bisogni di u funziunamentu di i primi trè tippi di acciai di u travagliu à fretu sò principarmenti di alta resistenza à l'usura, cusì l'azzaru hypereutectoid d'altu carbonu è ancu l'azzaru di ledeburite sò usati.Tuttavia, per certi fusti di travagliu à freddo, cum'è e fustelle di taglio e sbiancatura di a torre laterale, chì anu articuli sottili è sò sottumessi à a carica d'impattu quandu sò in usu, hè necessaria una alta tenacità d'impattu.Per risolve sta cuntradizzione, ponu esse pigliate e seguenti misure:
Ⅰ-riduce u cuntenutu di carbone è utilizate l'acciaio ipoeutectoide per evità una diminuzione di a durezza di l'azzaru causata da i carburi primari è secundarii;
Ⅱ-Agghiuncennu elementi di lega cum'è Si è Cr per migliurà a stabilità di tempera è a temperatura di l'acciaio (tempura à 240-270 ℃) hè benefica per eliminà cumplettamente l'estressi di quenching è migliurà u rendiment senza riduce a durezza;
Ⅲ-Aghjunghjite elementi cum'è W per furmà carburi refrattarii per raffinà i grani è migliurà a tenacità.L'acciai cumunimenti utilizati per stampi di travagliu à freddo di alta tenacità includenu 6SiCr, 4CrW2Si, 5CrW2Si, etc.
3. Modi per aduprà cumplettamente u potenziale di rendiment di l'acciaio di u travagliu à fretu
Quandu si usa l'acciaio di tipu Cr12 o l'acciaio d'alta veloce cum'è stampi di travagliu à friddu, un prublema prominente hè l'alta fragilità di l'azzaru, chì hè propensu à cracking durante l'usu.Per questu scopu, hè necessariu raffinà i carburi cù metudi di forgiatura abbastanza.Inoltre, i novi qualità d'acciaio devenu esse sviluppati.L'enfasi di u sviluppu di novi qualità d'acciaio deve esse di riduce u cuntenutu di carbone di l'azzaru è u nùmeru di elementi chì formanu carburi.
L'acciaio Cr4W2MoV hà vantaghji cum'è una alta durezza, una alta resistenza à l'usura è una bona hardenability.Havi ancu una bona stabilità di tempera è proprietà meccaniche cumplete.Hè utilizatu per a fabricazione di fustelle di foglia d'acciaio di silicone, etc. Si pò aumentà a vita di più di 1-3 volte paragunatu à l'acciaio Cr12MoV.Tuttavia, u intervallu di temperatura di forgiatura di stu azzaru hè strettu, è hè propensu à cracking durante a forgiatura.A temperatura di forgiatura è e specificazioni di u funziunamentu deve esse strettamente cuntrullati.
L'acciaio Cr2Mn2SiWMoV hà una bassa temperatura di quenching, una piccula deformazione di quenching, è una alta hardenability.Hè cunnisciuta cum'è micro deformazione spenta à l'ariamorire l'acciaio.
L'acciaio 7W7Cr4MoV pò rimpiazzà l'acciaio W18Cr4V è Cr12MoV.A so caratteristica hè chì a non-uniformità di i carburi è a tenacità di l'azzaru sò state assai migliurate.
Part2 -U travagliu caldumorire l'acciaio
1. Cundizioni di u travagliu di i muffa di u travagliu caldu
I stampi di travagliu caldi includenu stampi di forgiatura à martellate, stampi di estrusione calda, è stampi di fusione.Cumu l'anu dettu prima, a caratteristica principale di e cundizioni di travagliu di i muffa di u travagliu caldu hè u cuntattu cù u metale caldu, chì hè a principal diferenza di e cundizioni di travagliu di i muffa di u travagliu friddu.Dunque, portarà i seguenti dui prublemi:
(1) U metallu di a superficia di a cavità di u moldu hè riscaldatu.Di solitu, quandu i fusti di martellatura funzionanu, a temperatura di a superficia di a cavità di a fustella pò ghjunghje à più di 300-400 ℃, è a fustella di estrusione calda pò ghjunghje à più di 500-800 ℃;A tampiratura di a cavità di muffa di die-casting hè ligata à u tipu di materiale di die-casting è a temperatura di versà.Quandu u metale neru die-casting, a temperatura di a cavità di u muffa pò ghjunghje à più di 1000 ℃.Tali temperature d'usu elevate riduceranu significativamente a durezza di a superficia è a forza di a cavità di u moldu, facendu propensu à plegà durante l'usu.U requisitu di prestazione di basa per u caldumorire l'acciaiohè alta resistenza thermoplastic, cumpresi durezza high-temperature è forza, è alta resistenza thermoplastic, chì in realtà riflette a stabilità alta tempering di l 'azzaru.Da questu, si pò truvà u primu modu per alloying hot die steel, vale à dì, aghjunghje elementi alliati cum'è Cr, W, Si pò migliurà a stabilità di tempering di l'azzaru.
(2) A fatigue termale (cracking) si trova nantu à a superficia metallica di a cavità di u moldu.E caratteristiche di travagliu di i muffa calda sò intermittenti.Dopu ogni furmazione di metalli caldi, a superficia di a cavità di u moldu deve esse rinfriscata da media cum'è l'acqua, l'oliu è l'aria.Per quessa, u statu di travagliu di u muffa calda hè ripetutamente riscaldatu è rinfriscatu, cusì chì u metale di a superficia di a cavità di u moldu hà da esse sottumessu à espansione termale ripetuta, vale à dì, sottumessu ripetutamente à stress di tensione è di compressione.In u risultatu, a superficia di a cavità di u moldu crack, chì hè chjamata fatigue termale.Dunque, u sicondu requisitu di prestazione di basa per u caldumorire l'acciaiohè presentatu, vale à dì, hà una alta resistenza à a fatigue termica.
In generale, i fatturi principali chì affettanu a resistenza di fatica termica di l'acciaio sò:
① A conduttività termale di l'acciaio.L'alta conductività termale di l'azzaru pò riduce u gradu di riscaldamentu nantu à a superficia metallica di u moldu, riducendu cusì a tendenza di l'azzaru à a fatica termica.Hè generalmente cridutu chì a conduttività termale di l'azzaru hè ligata à u so cuntenutu di carbone.Quandu u cuntenutu di carbonu hè altu, a conduttività termale hè bassa, per quessa ùn hè micca adattatu per utilizà l'acciaio à altu carbonu per u travagliu caldu.morire l'acciaio.U cuntenutu bassu di carbone di l'azzaru di carbone mediu (C0.3% 5-0.6%) hè comunmente utilizatu in a produzzione, chì pò purtà à una diminuzione di a durezza è a forza di l'azzaru è hè ancu preghjudiziu.
② L'effettu di u puntu criticu di l'azzaru.Di solitu, u più altu u puntu criticu (Acl) di l'azzaru, u più bassu a so tendenza à fatica termica.Per quessa, u puntu criticu di l'azzaru hè generalmente aumentatu aghjunghjendu elementi d'alliage Cr, W, Si è piombo.Cusì migliurà a resistenza di fatica termica di l'acciaio.
2. L'acciaio per i mudelli di travagliu caldi cumunimenti usati
(1) Acciaio per fustelle a martello.In generale, ci sò dui prublemi prominenti cù l'usu di l'azzaru per i stampi di forgiatura di martelli.Prima, hè sottumessu à carichi d'impattu durante u funziunamentu.Per quessa, e proprietà meccaniche di l'azzaru sò tenuti à esse altu, soprattuttu per a resistenza à a deformazione plastica è a tenacità;U sicondu mutivu hè chì a dimensione di a sezione trasversale di a fustella di forgiatura di martellu hè relativamente grande (<400mm), chì esige una alta hardenability di l'acciaio per assicurà a microstruttura uniforme è u rendiment di tuttu u fustu.
L'acciai di forgiatura di martelli cumunimenti usati include 5CrNiMo, 5CrMnMo, 5CrNiW, 5CrNiTi è 5CrMnMoSiV.Diversi tippi di stampi di l'ochju di martellu duveranu aduprà materiali diffirenti.Per fustelle di forgiatura a martello molto grande o grande, 5CrNiMo hè preferitu.5CrNiTi, 5CrNiW, o 5CrMnMoSi pò ancu esse usatu.L'acciaio 5CrMnMo hè di solitu utilizatu per fustelle di forgiatura di martellate chjuche è mediu.
(2) L'acciaio hè utilizatu per i muffa di estrusione calda, è a caratteristica di travagliu di i muffa di estrusione calda hè a velocità di carica lenta.Dunque, a temperatura di riscaldamentu di a cavità di u muffa hè relativamente alta, di solitu sin'à 500-800 ℃.I requisiti di prestazione per stu tipu d'azzaru duveranu principarmenti fucalizza nantu à a forza di alta temperatura (vale à dì una stabilità di alta temperatura) è a resistenza à a fatigue di u calore.I requisiti per l'AK è l'indurabilità ponu esse ridutta in modu adattatu.Giniralmenti, a taglia di muffa extrusion calda hè chjuca, spessu menu cà 70-90 mm.
I stampi di estrusione calda cumunimenti usati includenu 4CrW2Si, 3Cr2W8V, è 5% di u travagliu caldu di tipu Cr.morire l'acciaios.À mezu à elli, 4CrW2Si pò ièssiri usatu comu travagghiu friddumorire l'acciaioè u travagliu caldumorire l'acciaio.A causa di diversi usi, i metudi di trattamentu termale ponu esse usatu.Quandu si facenu muffa à friddu, si usanu temperature di quenching più bassu (870-900 ℃) è trattamentu di tempera di temperatura bassu o mediu;Quandu si facenu muffa calda, una temperatura di quenching più altu (di solitu 950-1000 ℃) è trattamentu di tempera à alta temperatura sò usati.
(3) Acciaio per stampi die-casting.In generale, i requisiti di prestazione di l'acciaio per i stampi di fusione sò simili à quelli per i stampi di estrusione calda, cù l'alta stabilità di tempera è a resistenza di fatica termica essendu i requisiti principali.Allora u tipu d'azzaru cumunimenti utilizatu hè in generale u listessu cum'è l'azzaru utilizatu per i stampi di estrusione calda.Comu solitu, l'azzaru cum'è 4CrW2Si è 3Cr2W8V sò usati.Tuttavia, ci sò diffirenzii, cum'è l 'usu di 40Cr, 30CrMnSi, è 40CrMo per u puntu di fusione bassu Zn die-casting moldi;Per i stampi in lega di Al è Mg, ponu esse selezziunati 4CrW2Si, 4Cr5MoSiV, etc.Per i stampi in lega di Cu, l'acciaio 3Cr2W8V hè soprattuttu utilizatu.
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