Estampagem de materiais usados comuns e princípios de seleção de materiais
Introdução
Materiais para fabricaçãoMatrizes de estampagemsão aço, metal duro, metal duro com liga de aço, liga à base de zinco, liga de baixo ponto de fusão, bronze de alumínio, materiais poliméricos e assim por diante. A maioria dos materiais usados para fazer moldes de estampagem são de aço. Os tipos de peças de trabalho de molde comumente usados são: aço-ferramenta de carbono, aço-ferramenta de baixa liga, aço-ferramenta de alto teor de carbono ou cromo médio, aço de liga de carbono médio e aço de alta velocidade. , Base de aço e metal duro, metal duro de aço e assim por diante.
Classificação básica
uma. Aço de ferramenta de carbono
Os aços carbono ferramenta mais utilizados no molde são T8A, T10A, etc. As vantagens são boa processabilidade e baixo preço. No entanto, a temperabilidade e a dureza vermelha são pobres, a deformação do tratamento térmico é grande e a capacidade de carga é baixa.
b. Aço ferramenta de baixa liga
O aço ferramenta de baixa liga é baseado em aço ferramenta carbono com uma quantidade adequada de elementos de liga. Comparado com o aço carbono ferramenta, reduz a tendência de têmpera deformações e trincas, melhora a temperabilidade do aço e tem melhor resistência ao desgaste. Os aços de baixa liga usados para fabricação de moldes incluem CrWMn, 9Mn2V, 7CrSiMnMoV (código CH-1), 6CrNiSiMnMoV (código GD) e similares.
c. Aço ferramenta de alto teor de carbono e cromo
Os aços ferramenta de alto teor de carbono e alto cromo comumente usados são Cr12 e Cr12MoV, Cr12Mo1V1 (código D2) e SKD11. Eles têm boa temperabilidade, temperabilidade e resistência ao desgaste e têm pouca deformação por tratamento térmico. , A capacidade de carga perde apenas para o aço de alta velocidade. No entanto, a segregação do carboneto é grave, e recalques repetidos (recalque axial, trefilação radial) devem ser realizados para alterar o forjamento para reduzir a irregularidade do carboneto e melhorar o desempenho.
d. Aço ferramenta de alto carbono com cromo médio
Os aços ferramenta de cromo médio de alto carbono para moldes incluem Cr4W2MoV, Cr6WV, Cr5MoV, etc., que possuem baixo teor de cromo, baixo teor de carbonetos eutéticos, distribuição uniforme de carboneto, pequena deformação por tratamento térmico, boa temperabilidade e estabilidade dimensional. Sexo. Comparado com aço de alto teor de carbono e alto cromo com segregação relativamente severa de carbonetos, o desempenho é melhorado.
e. Aço de alta velocidade
O aço rápido tem a maior dureza, resistência à abrasão e resistência à compressão entre os aços para moldes e possui alta capacidade de carga. Comumente usados em moldes são W18Cr4V (código 8-4-1) e W6Mo5 Cr4V2 (código 6-5-4-2, marca americana M2) com baixo teor de tungstênio e aços rápidos redutores de carbono e vanádio desenvolvidos para melhorar a tenacidade 6W6Mo5 Cr4V (código 6W6 ou baixo carbono M2). O aço rápido também precisa ser forjado para melhorar sua distribuição de carboneto.
f. Base de aço
Adicione uma pequena quantidade de outros elementos à composição básica do aço rápido e aumente ou diminua adequadamente o teor de carbono para melhorar o desempenho do aço. Esses tipos de aço são chamados coletivamente de aço base. Eles não só têm as características do aço rápido, como também têm certa resistência ao desgaste e dureza, mas também têm melhor resistência à fadiga e tenacidade do que o aço rápido. O aço base comumente utilizado em moldes é o 6Cr4W3Mo2VNb (código 65Nb), 7Cr7Mo2V2Si (código LD), 5Cr4Mo3SiMnVAL (código 012AL), etc.
g. Metal duro e metal duro de aço
O metal duro tem maior dureza e resistência ao desgaste do que qualquer outro tipo de aço de molde, mas tem baixa resistência à flexão e tenacidade. O metal duro usado como molde é o tungstênio-cobalto. Para o molde com baixa resistência ao impacto e alta resistência ao desgaste, pode ser selecionado o metal duro com baixo teor de cobalto. Para moldes de alto impacto, pode ser selecionado metal duro com maior teor de cobalto.
O metal duro com liga de aço é feito de pó de ferro com uma pequena quantidade de pó de elemento de liga (como cromo, molibdênio, tungstênio, vanádio, etc.) pela metalurgia do pó. A matriz do metal duro ligado ao aço é o aço, que supera as desvantagens de baixa tenacidade e usinagem difícil do metal duro, podendo ser cortado, soldado, forjado e tratado termicamente. Os carbonetos cimentados com liga de aço contêm uma grande quantidade de carbonetos. Embora a dureza e a resistência ao desgaste sejam menores do que os carbonetos cimentados, eles ainda são maiores do que outros tipos de aço. Após a têmpera e revenimento, a dureza pode chegar a 68 ~ 73HRC.
h. Novos materiais
Os materiais utilizados para as matrizes de estampagem são os aços de matriz para trabalho a frio, que são os aços de matriz com grande quantidade de aplicação, ampla gama de uso e maior variedade. Os principais requisitos de desempenho são força, tenacidade e resistência ao desgaste. A tendência de desenvolvimento do aço de matriz para trabalho a frio é baseada no desempenho do aço de alta liga D2 (equivalente ao Cr12MoV da China), que é dividido em dois ramos principais: um é reduzir o teor de carbono e a quantidade de elementos de liga e melhorar a uniformidade da distribuição de carboneto no aço Melhora de forma proeminente a tenacidade do molde. Como 8CrMo2V2Si da empresa americana de aço de liga de vanádio, DC53 (Cr8Mo2SiV) da Japan Datong Special Steel Company. O outro é um aço rápido em pó desenvolvido com o objetivo principal de melhorar a resistência ao desgaste para se adaptar à alta velocidade, automação e produção em massa. Como 320CrVMo13 na Alemanha e assim por diante.
Princípio de seleção
Em matrizes de estampagem, vários materiais metálicos e materiais não metálicos são usados, principalmente aço carbono, aço liga, ferro fundido, aço fundido, liga dura, liga de baixo ponto de fusão, liga à base de zinco, bronze de alumínio, resina sintética, borracha de poliuretano, plástico , placas de bétula laminadas, etc.
Os materiais usados para fazer os moldes devem ter propriedades como alta dureza, alta resistência, alta resistência ao desgaste, tenacidade adequada, alta temperabilidade, nenhuma deformação (ou menos deformação) durante o tratamento térmico e nenhuma rachadura durante a têmpera.
A seleção razoável dos materiais do molde e a implementação do processo de tratamento térmico correto são as chaves para garantir a vida útil do molde. Para moldes com finalidades diferentes, deve-se levar em consideração fatores como suas condições de trabalho, condições de estresse, propriedades do material a ser processado, lotes de produção e produtividade, e foco no desempenho dos requisitos acima. Escolha correspondente do processo.
Quando o volume de produção de peças estampadas é muito grande, o material da parte convexa e a parte côncava das peças de trabalho do molde devem ser selecionados do aço do molde com alta qualidade e boa resistência ao desgaste. Para as outras partes da estrutura do processo e partes da estrutura auxiliar do molde, o material das partes deve ser melhorado em conformidade. Quando o tamanho do lote não é grande, os requisitos para propriedades do material devem ser relaxados adequadamente para reduzir custos.
Quando o material a ser estampado é mais duro ou a resistência à deformação é maior, as matrizes convexas e côncavas do punção devem ser selecionadas de materiais com boa resistência ao desgaste e alta resistência. Ao desenhar aço inoxidável, pode-se usar a matriz de bronze de alumínio porque tem melhor anti-adesão. O poste guia e a luva guia requerem resistência ao desgaste e melhor tenacidade, de modo que a cementação superficial e a têmpera de aço de baixo carbono são mais usadas. Para outro exemplo, a principal deficiência do aço carbono-ferramenta é a baixa temperabilidade. Quando o tamanho da seção da matriz é grande, sua dureza central ainda é baixa após a têmpera. No entanto, ao trabalhar em uma prensa com grande número de golpes, devido à sua resistência, o bom impacto tornou-se uma vantagem. Para peças de placas fixas e placas de descarga, não só devem ter resistência suficiente, mas também exigir pequenas deformações durante o trabalho. Além disso, você também pode usar métodos de tratamento a frio e criogênico, tratamento a vácuo e fortalecimento de superfície para melhorar o desempenho das peças do molde. Para matrizes de extrusão a frio com condições de trabalho ruins para matrizes convexas e côncavas, aços de molde com propriedades mecânicas abrangentes suficientes, como dureza, resistência, tenacidade, resistência ao desgaste, etc., devem ser selecionados, e devem ter certa dureza vermelha e resistência à fadiga térmica . .
Deve-se considerar a trabalhabilidade a quente e a frio do material e as condições da planta existente.
Observe o uso de aço microdeformado para reduzir os custos de usinagem.
Para moldes com requisitos especiais, o aço do molde com propriedades especiais deve ser desenvolvido e aplicado
A escolha dos materiais do molde deve ser determinada de acordo com as condições de uso das peças do molde, para que, na premissa de que as principais condições sejam atendidas, sejam selecionados materiais de baixo custo para redução de custos.
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