تفاوت بین فولاد قالب سرد کار و فولاد قالب گرم کار

قسمت 1 -کار سردبمیرفولاد

فولاد قالب سرد شامل قالب‌هایی برای تولید پانچ و برش (قالب‌های سوراخ‌کن و پانچ، قالب‌های برش، پانچ، قیچی)، قالب‌های سرد، قالب‌های اکستروژن سرد، قالب‌های خمشی و قالب‌های کشش سیم و غیره است.

1. شرایط کار و الزامات عملکرد برای کار سردفولاد قالبی

در حین عملیات سرد کاریفولاد قالبیبه دلیل مقاومت بالای مواد پردازش شده در برابر تغییر شکل، قسمت کاری قالب فشار، نیروی خمشی، نیروی ضربه و نیروی اصطکاک زیادی را تحمل می کند.بنابراین، دلیل معمولی برای از بین بردن قالب های سرد کار، عموماً به دلیل ساییدگی و پارگی است.همچنین مواردی وجود دارد که به دلیل شکستگی، نیروی فروپاشی و تغییر شکل بیش از حد تحمل، پیش از موعد از کار می افتند.

در مقایسه با فولاد ابزار برش، کار سردفولاد قالبیشباهت های زیادی داردقالب باید دارای سختی بالا و مقاومت در برابر سایش، استحکام خمشی بالا و چقرمگی کافی برای اطمینان از پیشرفت صاف فرآیند مهر زنی باشد.تفاوت در شکل پیچیده و فناوری پردازش قالب و همچنین منطقه اصطکاک زیاد و احتمال سایش زیاد است که تعمیر و آسیاب آن را دشوار می کند.بنابراین، مقاومت به سایش بالاتر مورد نیاز است.هنگامی که قالب کار می کند، فشار ضربه ای بالایی را تحمل می کند و به دلیل شکل پیچیده اش مستعد تمرکز تنش است، بنابراین به چقرمگی بالایی نیاز دارد.قالب دارای اندازه بزرگ و شکل پیچیده است، بنابراین به سختی بالا، تغییر شکل کوچک و تمایل به ترک نیاز دارد.به طور خلاصه، الزامات سختی، مقاومت در برابر سایش و چقرمگی کار سردفولاد قالبیبالاتر از فولاد ابزار برش هستند.با این حال، نیاز به سختی قرمز نسبتاً کم است یا اساساً مورد نیاز نیست (چون در حالت سرد تشکیل می شود)، بنابراین برخی از گریدهای فولادی مناسب برای قالب های سرد کار نیز تشکیل شده است، مانند ایجاد مقاومت در برابر سایش بالا، تغییر شکل میکرو. کار سردفولاد قالبیو کار سرد با چقرمگی بالافولاد قالبی.

2. انتخاب درجه فولاد

معمولاً با توجه به شرایط استفاده از قالب های سرد کار، انتخاب گریدهای فولادی را می توان به چهار حالت زیر تقسیم کرد:

①Cقالب کار قدیمی با اندازه کوچک، شکل ساده و بار سبک.

به عنوان مثال، منگنه ها و قیچی های کوچک برای برش صفحات فولادی را می توان از فولادهای ابزار کربنی مانند T7A، T8A، T10A و T12A ساخت.مزایای این نوع فولاد عبارتند از:قابلیت پردازش خوب، قیمت ارزان و منبع آسان.اما معایب آن عبارتند از: سختی پذیری کم، مقاومت ضعیف در برابر سایش و تغییر شکل زیاد در خاموش شدن.بنابراین فقط برای ساخت ابزارهایی با ابعاد کوچک، شکل های ساده و بارهای سبک و همچنین قالب های سرد کاری که نیاز به لایه سختی کم و چقرمگی بالا دارند مناسب است.

② قالب های سرد کار با ابعاد بزرگ، اشکال پیچیده و بارهای سبک.

انواع فولادی که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از فولادهای ابزار برش کم آلیاژ مانند 9SiCr، CrWMn، GCr15 و 9Mn2V.قطر کوئنچ این فولادها در روغن به طور کلی می تواند به بیش از 40 میلی متر برسد.در این میان فولاد 9Mn2V یک نوع کار سرد استفولاد قالبیدر سال های اخیر در چین توسعه یافته است که حاوی کروم نیست.می تواند جایگزین یا بخشی از فولاد حاوی کروم شود.

ناهمگنی کاربید و تمایل به ترک خوردگی در فولاد 9Mn2V کوچکتر از فولاد CrWMn است و تمایل کربنزدایی کمتر از فولاد 9SiCr است، در حالی که سختی پذیری بیشتر از فولاد ابزار کربنی است.قیمت آن فقط حدود 30٪ بالاتر از دومی است، بنابراین یک گرید فولادی است که ارزش تبلیغ و استفاده دارد.با این حال، فولاد 9Mn2V همچنین دارای معایبی است، مانند چقرمگی ضربه کم و پدیده ترک خوردگی که در تولید و استفاده یافت می شود.علاوه بر این، پایداری معتدل ضعیف است و دمای معتدل معمولاً از 180 ℃ تجاوز نمی کند.هنگامی که در دمای 200 درجه سانتیگراد گرم می شود، استحکام خمشی و چقرمگی شروع به نشان دادن مقادیر کم می کند.

فولاد 9Mn2V را می توان در محیط های کوئنچ با ظرفیت خنک کننده نسبتا ملایم مانند نیترات و روغن داغ کوئنچ کرد.برای برخی از قالب‌ها با شرایط سخت تغییر شکل و سختی کم، می‌توان از کوئنچ همدما آستنیتی استفاده کرد.

③ قالب های سرد کار با ابعاد بزرگ، اشکال پیچیده و بارهای سنگین.

باید از فولاد آلیاژی متوسط ​​یا پر آلیاژ استفاده شود، مانند Cr12Mo، Crl2MoV، Cr6WV، Cr4W2MoV و غیره، علاوه بر این، ممکن است از فولاد پرسرعت نیز استفاده شود.

در سال های اخیر روند استفاده از فولاد پرسرعت به عنوان قالب سرد کار رو به افزایش بوده است، اما باید به این نکته اشاره کرد که در حال حاضر دیگر استفاده از استحکام سخت قرمز منحصر به فرد فولاد پرسرعت نیست، بلکه بلکه سختی پذیری بالا و مقاومت در برابر سایش بالا.بنابراین، در فرآیند عملیات حرارتی نیز باید تفاوت هایی وجود داشته باشد.

هنگام استفاده از فولاد با سرعت بالا به عنوان یک قالب سرد، برای بهبود چقرمگی باید از کوئنچ در دمای پایین استفاده کرد.به عنوان مثال، دمای خاموش کردن معمول برای ابزارهای برش فولاد W18Cr4V 1280-1290 ℃ است.هنگام ساخت قالب های سرد کار باید از کوئنچ با دمای پایین در 1190 ℃ استفاده شود.مثال دیگر فولاد W6Mo5Cr4V2 است.با استفاده از کوئنچ در دمای پایین، عمر سرویس را می توان تا حد زیادی بهبود بخشید، به خصوص با کاهش قابل توجه نرخ تلفات.

④ قالب های سرد کار که تحت بارهای ضربه ای قرار دارند و دارای شکاف تیغه های نازکی هستند.

همانطور که در بالا ذکر شد، الزامات عملکرد سه نوع اول فولادهای قالب سرد عمدتاً مقاومت به سایش بالا است، بنابراین از فولاد هایپریوتکتوئیدی با کربن بالا و حتی فولاد لدبوریت استفاده می شود.با این حال، برای برخی از قالب‌های سرد کار، مانند قالب‌های برش و بلانکینگ برج‌های جانبی، که دارای اتصالات لب به لب نازکی هستند و در هنگام استفاده در معرض بار ضربه هستند، چقرمگی ضربه بالا مورد نیاز است.برای حل این تناقض می توان اقدامات زیر را انجام داد:

Ⅰ-برای جلوگیری از کاهش چقرمگی فولاد ناشی از کاربیدهای اولیه و ثانویه، میزان کربن را کاهش دهید و از فولاد هیپویوتکتوئیدی استفاده کنید.

Ⅱ-افزودن عناصر آلیاژی مانند Si و کروم برای بهبود پایداری و دمای فولاد (پرداختن در دمای 240-270 درجه سانتیگراد) برای از بین بردن کامل تنش خاموش شدن و بهبود عملکرد بدون کاهش سختی مفید است.

Ⅲ-عناصری مانند W را برای تشکیل کاربیدهای نسوز برای تصفیه دانه ها و بهبود چقرمگی اضافه کنید.فولادهای متداول برای قالب های سرد کار با چقرمگی بالا عبارتند از 6SiCr، 4CrW2Si، 5CrW2Si و غیره.

3. راه هایی برای استفاده کامل از پتانسیل عملکرد فولاد قالبی سرد کار

هنگام استفاده از فولاد نوع Cr12 یا فولاد با سرعت بالا به عنوان قالب سرد کار، یک مشکل برجسته شکنندگی بالای فولاد است که در حین استفاده مستعد ترک خوردن است.برای این منظور لازم است کاربیدها با استفاده از روش های آهنگری کافی تصفیه شوند.علاوه بر این، گریدهای فولادی جدید باید توسعه یابد.تمرکز توسعه گریدهای فولادی جدید باید کاهش محتوای کربن فولاد و تعداد عناصر تشکیل دهنده کاربید باشد.

فولاد Cr4W2MoV دارای مزایایی مانند سختی بالا، مقاومت در برابر سایش بالا و سختی پذیری خوب است.همچنین دارای پایداری خوب و خواص مکانیکی جامع است.از آن برای ساخت قالب های ورق فولادی سیلیکونی و غیره استفاده می شود. در مقایسه با فولاد Cr12MoV می تواند طول عمر را بیش از 1-3 برابر افزایش دهد.با این حال، محدوده دمای آهنگری این فولاد باریک است و در حین آهنگری مستعد ترک خوردن است.دمای آهنگری و مشخصات عملیاتی باید به شدت کنترل شود.

فولاد Cr2Mn2SiWMoV دارای دمای کوئنچ کم، تغییر شکل خاموش کننده کوچک و سختی پذیری بالا است.به عنوان میکرو تغییر شکل خاموش شده با هوا شناخته می شودفولاد قالبی.

فولاد 7W7Cr4MoV می تواند جایگزین فولاد W18Cr4V و Cr12MoV شود.ویژگی آن این است که عدم یکنواختی کاربیدها و چقرمگی فولاد بسیار بهبود یافته است.

قسمت2 -کار گرمفولاد قالبی

1. شرایط کار قالب های گرم کار

قالب های کار گرم شامل قالب های آهنگری چکشی، قالب های اکستروژن داغ و قالب های ریخته گری دایکاست.همانطور که قبلا ذکر شد، مشخصه اصلی شرایط کار قالب های گرم کار تماس با فلز گرم است که تفاوت اصلی با شرایط کار قالب های سرد کار است.بنابراین دو مشکل زیر را به همراه خواهد داشت:

(1) فلز سطحی حفره قالب گرم می شود.معمولاً هنگامی که قالب های چکش کار می کنند، دمای سطح حفره قالب می تواند به بیش از 300-400 ℃ برسد و قالب اکستروژن داغ می تواند به بیش از 500-800 ℃ برسد.دمای حفره قالب دایکاست به نوع ماده دایکاست و دمای ریختن بستگی دارد.هنگام ریخته گری فلز سیاه، دمای حفره قالب می تواند به بیش از 1000 ℃ برسد.چنین دمای استفاده بالا به طور قابل توجهی سختی سطح و استحکام حفره قالب را کاهش می دهد و آن را مستعد تا شدن در حین استفاده می کند.مورد نیاز عملکرد اساسی برای گرمفولاد قالبیمقاومت ترموپلاستیک بالا، از جمله سختی و استحکام در دمای بالا، و مقاومت گرمانرم بالا، که در واقع نشان دهنده پایداری حرارتی بالای فولاد است.از این طریق، اولین راه برای آلیاژسازی فولاد قالب داغ یافت می‌شود، یعنی افزودن عناصر آلیاژی مانند Cr، W، Si می‌تواند پایداری حرارتی فولاد را بهبود بخشد.

(2) خستگی حرارتی (ترک خوردگی) در سطح فلز حفره قالب رخ می دهد.ویژگی های کاری قالب های داغ متناوب است.پس از هر تشکیل فلز داغ، سطح حفره قالب باید توسط رسانه هایی مانند آب، روغن و هوا خنک شود.بنابراین، حالت کار قالب داغ به طور مکرر گرم و سرد می شود، به طوری که فلز سطحی حفره قالب تحت انبساط حرارتی مکرر قرار می گیرد، یعنی بارها تحت تنش کششی و فشاری قرار می گیرد.در نتیجه سطح حفره قالب ترک خواهد خورد که به آن خستگی حرارتی می گویند.بنابراین، دومین مورد نیاز عملکرد اساسی برای گرمفولاد قالبیمطرح می شود، یعنی مقاومت در برابر خستگی حرارتی بالایی دارد.

به طور کلی، عوامل اصلی موثر بر مقاومت خستگی حرارتی فولاد عبارتند از:

① هدایت حرارتی فولاد.رسانایی حرارتی بالای فولاد می تواند درجه حرارت روی سطح فلز قالب را کاهش دهد و در نتیجه تمایل فولاد به خستگی حرارتی را کاهش دهد.عموماً اعتقاد بر این است که هدایت حرارتی فولاد به محتوای کربن آن مرتبط است.هنگامی که محتوای کربن بالا باشد، هدایت حرارتی پایین است، بنابراین استفاده از فولاد کربن بالا برای کارهای گرم مناسب نیست.فولاد قالبی.میزان کربن کم فولاد کربن متوسط ​​(C0.3% 5-0.6%) معمولاً در تولید استفاده می شود که می تواند منجر به کاهش سختی و استحکام فولاد شود و همچنین مضر است.

② اثر نقطه بحرانی فولاد.معمولاً هر چه نقطه بحرانی (Acl) فولاد بیشتر باشد، تمایل به خستگی حرارتی آن کمتر است.بنابراین، نقطه بحرانی فولاد به طور کلی با افزودن عناصر آلیاژی Cr، W، Si و سرب افزایش می یابد.بنابراین مقاومت در برابر خستگی حرارتی فولاد بهبود می یابد.

2. فولاد برای قالب های گرم کار معمولی

(1) قالب های فولادی برای آهنگری چکشی.به طور کلی، دو موضوع برجسته در مورد استفاده از فولاد برای قالب های آهنگری چکشی وجود دارد.اولاً، در حین کار تحت بارهای ضربه ای قرار می گیرد.بنابراین، خواص مکانیکی فولاد باید بالا باشد، به ویژه برای مقاومت در برابر تغییر شکل پلاستیک و چقرمگی.دلیل دوم این است که اندازه مقطع قالب آهنگری چکشی نسبتاً بزرگ است (<400 میلی متر) که به سختی پذیری بالایی از فولاد برای اطمینان از ریزساختار یکنواخت و عملکرد کل قالب نیاز دارد.

فولادهای قالب فورج چکشی رایج شامل 5CrNiMo، 5CrMnMo، 5CrNiW، 5CrNiTi و 5CrMnMoSiV هستند.انواع مختلف قالب های چشم چکشی باید از مواد مختلفی استفاده کنند.برای قالب های آهنگری چکشی بسیار بزرگ یا بزرگ، 5CrNiMo ترجیح داده می شود.همچنین می توان از 5CrNiTi، 5CrNiW یا 5CrMnMoSi استفاده کرد.فولاد 5CrMnMo معمولاً برای قالب های آهنگری چکشی کوچک و متوسط ​​استفاده می شود.

(2) فولاد برای قالب های اکستروژن داغ استفاده می شود و ویژگی کار قالب های اکستروژن داغ سرعت بارگذاری کند است.بنابراین، دمای گرمایش حفره قالب نسبتاً بالا است، معمولاً تا 500-800 ℃.الزامات عملکرد برای این نوع فولاد عمدتاً باید بر روی استحکام در دمای بالا (یعنی پایداری در برابر حرارت بالا) و مقاومت در برابر خستگی حرارتی بالا تمرکز کند.الزامات AK و سختی پذیری را می توان به طور مناسب کاهش داد.به طور کلی، اندازه قالب های اکستروژن داغ کوچک است، اغلب کمتر از 70-90 میلی متر.

قالب‌های اکستروژن داغ معمولی شامل 4CrW2Si، 3Cr2W8V و 5% Cr نوع کار داغ است.فولاد قالبیسدر میان آنها، 4CrW2Si می تواند به عنوان هر دو کار سرد استفاده شودفولاد قالبیو کار داغفولاد قالبی.با توجه به کاربردهای مختلف می توان از روش های مختلف عملیات حرارتی استفاده کرد.هنگام ساخت قالب های سرد، از درجه حرارت های خاموش کردن پایین تر (870-900 ℃) و درمان دمای پایین یا متوسط ​​استفاده می شود.هنگام ساخت قالب های داغ، از دمای خاموش کردن بالاتر (معمولاً 950-1000 ℃) و عملیات حرارتی با دمای بالا استفاده می شود.

(3) فولاد برای قالب های ریخته گری.به طور کلی، الزامات عملکرد فولاد برای قالب‌های ریخته‌گری با قالب‌های ریخته‌گری با قالب‌های اکستروژن داغ، با پایداری بالا و مقاومت در برابر خستگی حرارتی از الزامات اصلی است.بنابراین نوع فولادی که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد به طور کلی همان فولادی است که برای قالب های اکستروژن گرم استفاده می شود.طبق معمول از فولادهایی مانند 4CrW2Si و 3Cr2W8V استفاده می شود.با این حال، تفاوت هایی وجود دارد، مانند استفاده از 40Cr، 30CrMnSi، و 40CrMo برای قالب های ریخته گری آلیاژ روی با نقطه ذوب پایین.برای قالب های ریخته گری آلیاژ Al و Mg می توان 4CrW2Si، 4Cr5MoSiV و غیره را انتخاب کرد.برای قالب های ریخته گری آلیاژ مس بیشتر از فولاد 3Cr2W8V استفاده می شود.

حرفه ایبمیر SتلفنSتامین کننده – جینبایچنگ متال

JINBAICHENGتامین کننده پیشرو در جهان استکار سرد و کار گرمفولادهای قالب، پلاستیکفولاد قالبیs، فولادهای ابزار ریخته گری قالبی و آهنگری های قالب باز سفارشی، پردازش بیش از حد100000 تن فولاد در سالمحصولات ما در3تاسیسات تولید درشاندونگ, جیانگ سو, و استان گوانگدونگ.با بیش از 100 اختراع،JINBAICHENGاستانداردهای جهانی را تعیین می کند، از جمله اولین تولید کننده فولاد درچینبرای دریافت گواهینامه ISO 9001وب سایت رسمی:www.sdjbcmetal.com پست الکترونیک: jinbaichengmetal@gmail.com یا واتساپ درhttps://wa.me/18854809715