Холоднодеформируемая штамповая сталь в основном используется для штамповки, вырубки, формовки, гибки, холодной экструзии, холодной вытяжки, штампов для порошковой металлургии и т. д. Она требует высокой твердости, высокой износостойкости и достаточной прочности. Обычно делится на две категории: общего типа и специального типа. Например, холоднодеформируемая штамповая сталь общего назначения в Соединенных Штатах обычно включает четыре марки стали: 01, A2, D2 и D3. Сравнение марок стали холоднодеформируемой штамповой стали общего назначения в разных странах показано в Таблице 4. Согласно японскому стандарту JIS, основными типами холоднодеформируемой штамповой стали, которые могут использоваться, являются серия SK, включая углеродистую инструментальную сталь серии SK, легированные инструментальные стали серии 8 SKD и быстрорежущие стали серии 9 SKHMO, всего 24 марки стали. Китайский стандарт легированной инструментальной стали GB/T1299-2000 включает в себя в общей сложности 11 типов стали, образуя относительно полную серию. С изменениями в технологии обработки, обрабатываемых материалах и спросе на формы, первоначальная базовая серия не может удовлетворить потребности. Японские сталелитейные заводы и крупные европейские производители инструментальной и штамповой стали разработали специальную штамповую сталь для холодной обработки и постепенно сформировали соответствующую серию штамповой стали для холодной обработки, разработка этих штамповых сталей для холодной обработки также является направлением развития штамповой стали для холодной обработки.
Низколегированная закаленная на воздухе холоднодеформируемая штампованная сталь
С развитием технологии термообработки, особенно широкого применения технологии вакуумной закалки в пресс-формах, для уменьшения деформации закалки в стране и за рубежом были разработаны некоторые низколегированные микродеформационные стали с воздушной закалкой. Этот тип стали требует хорошей прокаливаемости и термообработки. Он имеет небольшую деформацию, хорошую прочность и ударную вязкость, а также определенную износостойкость. Хотя стандартная высоколегированная холоднодеформационная штамповая сталь (например, D2, A2) имеет хорошую прокаливаемость, она имеет высокое содержание легирующих элементов и является дорогой. Поэтому некоторые низколегированные микродеформационные стали были разработаны в стране и за рубежом. Этот тип стали обычно содержит легирующие элементы Cr и Mn для улучшения прокаливаемости. Общее содержание легирующих элементов обычно <5%. Он подходит для изготовления прецизионных деталей небольшими производственными партиями. Сложные пресс-формы. Представительные марки стали включают A6 из США, ACD37 от Hitachi Metals, G04 от Daido Special Steel, AKS3 от Aichi Steel и т. д. Китайская сталь GD после закалки при 900°C и отпуска при 200°C может сохранять определенное количество остаточного аустенита и обладает хорошей прочностью, вязкостью и размерной стабильностью. Ее можно использовать для изготовления штампов холодной штамповки, которые склонны к сколам и трещинам. Высокий срок службы.
Сталь для формовки, закаленная в пламени
Для сокращения цикла изготовления пресс-формы, упрощения процесса термообработки, экономии энергии и снижения стоимости изготовления пресс-формы Япония разработала несколько специальных холоднодеформируемых штамповых сталей для требований закалки пламенем. Типичные из них включают SX105V (7CrSiMnMoV), SX4 (Cr8) компании Aichi Steel, HMD5, HMD1 компании Hitachi Metal, сталь G05 компании Datong Special Steel Company и т. д. Китай разработал 7Cr7SiMnMoV. Этот тип стали можно использовать для нагрева лезвия или других частей пресс-формы с помощью кислородно-ацетиленового распылителя или других нагревателей после обработки пресс-формы, а затем ее охлаждения на воздухе и закалки. Как правило, ее можно использовать сразу после закалки. Благодаря простоте процесса она широко используется в Японии. Представительным типом стали этого типа является 7CrSiMnMoV, которая имеет хорошую прокаливаемость. При закалке стали φ80 мм в масле твердость на расстоянии 30 мм от поверхности может достигать 60HRC. Разница в твердости между сердцевиной и поверхностью составляет 3HRC. При закалке пламенем, после предварительного нагрева при 180~200°C и нагрева до 900-1000°C для закалки распылителем, твердость может достигать более 60HRC и может быть получен закаленный слой более 1,5 мм.
Высокопрочная, износостойкая холоднодеформированная штампованная сталь
Чтобы улучшить ударную вязкость стали для холодной штамповки и снизить износостойкость стали, некоторые крупные зарубежные компании по производству литейной стали последовательно разработали серию сталей для холодной штамповки с высокой ударной вязкостью и износостойкостью. Этот тип стали обычно содержит около 1% углерода и 8% Cr. С добавлением Mo, V, Si и других легирующих элементов ее карбиды мелкие, равномерно распределенные, а ее ударная вязкость намного выше, чем у стали типа Cr12, в то время как ее износостойкость аналогична. Их твердость, прочность на изгиб, усталостная прочность и вязкость разрушения высоки, а их устойчивость к отпуску также выше, чем у литейной стали типа Crl2. Они подходят для высокоскоростных пуансонов и многопозиционных пуансонов. Типичными типами стали этого типа являются японская DC53 с низким содержанием V и CRU-WEAR с высоким содержанием V. DC53 закаливается при 1020-1040 °C, и твердость может достигать 62-63HRC после охлаждения на воздухе. Его можно закалять при низкой температуре (180 ~ 200 ℃) и при высокой температуре отпуска (500 ~ 550 ℃), его ударная вязкость может быть в 1 раз выше, чем у D2, а его усталостные характеристики на 20% выше, чем у D2; после ковки и прокатки CRU-WEAR его отжигают и аустенизируют при 850-870 ℃. Менее 30 ℃/час, охлаждают до 650 ℃ и отпускают, твердость может достигать 225-255HB, температуру закалки можно выбирать в диапазоне 1020 ~ 1120 ℃, твердость может достигать 63HRC, закаляют при 480 ~ 570 ℃ в соответствии с условиями использования, с очевидным вторичным эффектом закалки, износостойкостью и ударной вязкостью лучше, чем у D2.
Базовая сталь (быстрорежущая сталь)
Быстрорежущая сталь широко используется за рубежом для изготовления высокопроизводительных, долговечных форм для холодной обработки благодаря своей превосходной износостойкости и красностойкости, например, японская быстрорежущая сталь общего стандарта SKH51 (W6Mo5Cr4V2). Чтобы адаптироваться к требованиям формы, ударная вязкость часто улучшается за счет снижения температуры закалки, твердости закалки или снижения содержания углерода в быстрорежущей стали. Матричная сталь разрабатывается из быстрорежущей стали, и ее химический состав эквивалентен матричному составу быстрорежущей стали после закалки. Поэтому количество остаточных карбидов после закалки мало и равномерно распределено, что значительно повышает ударную вязкость стали по сравнению с быстрорежущей сталью. Соединенные Штаты и Япония изучали базовые стали марок VascoMA, VascoMatrix1 и MOD2 в начале 1970-х годов. Недавно были разработаны DRM1, DRM2, DRM3 и т. д. Обычно используется для форм холодной обработки, которые требуют более высокой прочности и лучшей устойчивости к отпуску. Китай также разработал некоторые базовые стали, такие как 65Nb (65Cr4W3Mo2VNb), 65W8Cr4VTi, 65Cr5Mo3W2VSiTi и другие стали. Этот тип стали имеет хорошую прочность и вязкость и широко используется в холодной экструзии, холодной штамповке толстых пластин, резьбонакатных колесах, штампах для штамповки, штампах для холодной высадки и т. д., и может использоваться в качестве штампов для горячей экструзии.
Сталь для литья порошковой металлургии
Высоколегированная холоднодеформируемая штамповая сталь типа LEDB, производимая обычными способами, особенно крупногабаритные материалы, имеет грубые эвтектические карбиды и неравномерное распределение, что серьезно снижает вязкость, шлифуемость и изотропность стали. В последние годы крупные иностранные компании по производству специальной стали, которые производят инструментальную и штамповую сталь, сосредоточились на разработке серии порошковой металлургической быстрорежущей стали и высоколегированной штамповой стали, что привело к быстрому развитию этого типа стали. Используя процесс порошковой металлургии, распыленный стальной порошок быстро охлаждается, а образующиеся карбиды являются мелкими и однородными, что значительно улучшает вязкость, шлифуемость и изотропность материала формы. Благодаря этому специальному производственному процессу карбиды являются мелкими и однородными, а обрабатываемость и шлифуемость улучшаются, что позволяет добавлять в сталь более высокое содержание углерода и ванадия, тем самым разрабатывая серию новых типов стали. Например, серия DEX (DEX40, DEX60, DEX80 и т. д.) японской компании Datong, серия HAP компании Hitachi Metal, серия FAX компании Fujikoshi, серия VANADIS компании UDDEHOLM, серия ASP компании Erasteel во Франции, а также порошковая металлургическая инструментальная и штамповая сталь американской компании CRUCIBLE стремительно развиваются. Образуя серию порошковых металлургических сталей, таких как CPMlV, CPM3V, CPMlOV, CPM15V и т. д., их износостойкость и прочность значительно улучшены по сравнению с инструментальной и штамповой сталью, изготовленной обычными способами.
Время публикации: 02.04.2024