Ο χάλυβας ψυχρής κατεργασίας χρησιμοποιείται κυρίως για σφράγιση, τύλιξη, διαμόρφωση, κάμψη, ψυχρή εξώθηση, ψυχρή έλξη, μήτρες μεταλλουργίας σκόνης κ.λπ. Απαιτεί υψηλή σκληρότητα, υψηλή αντοχή στη φθορά και επαρκή ανθεκτικότητα. Γενικά χωρίζεται σε δύο κατηγορίες: γενικό τύπο και ειδικό τύπο. Για παράδειγμα, ο χάλυβας ψυχρής κατεργασίας γενικής χρήσης στις Ηνωμένες Πολιτείες συνήθως περιλαμβάνει τέσσερις ποιότητες χάλυβα: 01, A2, D2 και D3. Η σύγκριση των ποιοτήτων χάλυβα γενικής χρήσης χάλυβα ψυχρής κατεργασίας σε διάφορες χώρες παρουσιάζεται στον Πίνακα 4. Σύμφωνα με το ιαπωνικό πρότυπο JIS, οι κύριοι τύποι χάλυβα ψυχρής κατεργασίας που μπορούν να χρησιμοποιηθούν είναι η σειρά SK, συμπεριλαμβανομένου του χάλυβα εργαλείων άνθρακα σειράς SK, 8 χάλυβες εργαλείων κράματος σειράς SKD και 9 χάλυβες υψηλής ταχύτητας σειράς SKHMO, για συνολικά 24 ποιότητες χάλυβα. Το πρότυπο GB/T1299-2000 της Κίνας για τον χάλυβα εργαλείων κράματος περιλαμβάνει συνολικά 11 τύπους χάλυβα, σχηματίζοντας μια σχετικά πλήρη σειρά. Με τις αλλαγές στην τεχνολογία επεξεργασίας, τα επεξεργασμένα υλικά και τη ζήτηση για καλούπια, η αρχική βασική σειρά δεν μπορεί να καλύψει τις ανάγκες. Τα ιαπωνικά χαλυβουργεία και οι μεγάλοι ευρωπαίοι κατασκευαστές χάλυβα εργαλείων και μήτρων έχουν αναπτύξει χάλυβα ειδικής χρήσης για μήτρες ψυχρής κατεργασίας και σταδιακά έχουν σχηματίσει αντίστοιχες σειρές χάλυβα ψυχρής κατεργασίας. Η ανάπτυξη αυτών των χαλύβων ψυχρής κατεργασίας αποτελεί επίσης την κατεύθυνση ανάπτυξης του χάλυβα ψυχρής κατεργασίας.
Χάλυβας κρύας κατεργασίας χαμηλής κράματος με σβέση αέρα
Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας θερμικής επεξεργασίας, ειδικά την ευρεία εφαρμογή της τεχνολογίας σβέσης υπό κενό στη βιομηχανία καλουπιών, προκειμένου να μειωθεί η παραμόρφωση απόσβεσης, έχουν αναπτυχθεί ορισμένοι χάλυβες μικροπαραμόρφωσης χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα με αεροσβέση στο εσωτερικό και στο εξωτερικό. Αυτός ο τύπος χάλυβα απαιτεί καλή σκληρότητα και θερμική επεξεργασία. Έχει μικρή παραμόρφωση, καλή αντοχή και σκληρότητα, και έχει κάποια αντοχή στη φθορά. Αν και ο τυπικός χάλυβας ψυχρής κατεργασίας υψηλής περιεκτικότητας σε κράμα (όπως D2, A2) έχει καλή σκληρότητα, έχει υψηλή περιεκτικότητα σε κράματα και είναι ακριβός. Επομένως, ορισμένοι χάλυβες μικροπαραμόρφωσης χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα έχουν αναπτυχθεί στο εσωτερικό και στο εξωτερικό. Αυτός ο τύπος χάλυβα γενικά περιέχει στοιχεία κράματος Cr και Mn για βελτίωση της σκληρότητας. Η συνολική περιεκτικότητα σε στοιχεία κράματος είναι γενικά <5%. Είναι κατάλληλος για την κατασκευή εξαρτημάτων ακριβείας με μικρές παρτίδες παραγωγής. Σύνθετα καλούπια. Αντιπροσωπευτικές ποιότητες χάλυβα περιλαμβάνουν τις A6 από τις Ηνωμένες Πολιτείες, ACD37 από την Hitachi Metals, G04 από την Daido Special Steel, AKS3 από την Aichi Steel, κ.λπ. Ο κινεζικός χάλυβας GD, μετά από σκλήρυνση στους 900°C και σκλήρυνση στους 200°C, μπορεί να διατηρήσει μια ορισμένη ποσότητα συγκρατημένου ωστενίτη και έχει καλή αντοχή, σκληρότητα και διαστατική σταθερότητα. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή μήτρων ψυχρής σφράγισης που είναι επιρρεπείς σε θραύση και θραύση. Υψηλή διάρκεια ζωής.
Χάλυβας καλουπιών με φλόγα σβησμένο
Προκειμένου να μειωθεί ο χρόνος κατασκευής του καλουπιού, να απλοποιηθεί η διαδικασία θερμικής επεξεργασίας, να εξοικονομηθεί ενέργεια και να μειωθεί το κόστος κατασκευής του καλουπιού. Η Ιαπωνία έχει αναπτύξει ορισμένους ειδικούς χάλυβες ψυχρής κατεργασίας για τις απαιτήσεις σβέσης με φλόγα. Τυπικοί περιλαμβάνουν τους SX105V (7CrSiMnMoV) της Aichi Steel, SX4 (Cr8), HMD5, HMD1 της Hitachi Metal, τον χάλυβα G05 της Datong Special Steel Company, κ.λπ. Η Κίνα έχει αναπτύξει τον 7Cr7SiMnMoV. Αυτός ο τύπος χάλυβα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη θέρμανση της λεπίδας ή άλλων μερών του καλουπιού χρησιμοποιώντας πιστόλι ψεκασμού οξυακετυλενίου ή άλλους θερμαντήρες μετά την επεξεργασία του καλουπιού και στη συνέχεια την ψύξη με αέρα και την σβέση. Γενικά, μπορεί να χρησιμοποιηθεί αμέσως μετά την σβέση. Λόγω της απλής διαδικασίας του, χρησιμοποιείται ευρέως στην Ιαπωνία. Ο αντιπροσωπευτικός τύπος χάλυβα αυτού του τύπου χάλυβα είναι ο 7CrSiMnMoV, ο οποίος έχει καλή σκληρυνσιμότητα. Όταν ο χάλυβας φ80mm σβήνει με λάδι, η σκληρότητα σε απόσταση 30 mm από την επιφάνεια μπορεί να φτάσει τα 60HRC. Η διαφορά σκληρότητας μεταξύ του πυρήνα και της επιφάνειας είναι 3HRC. Κατά την απόσβεση με φλόγα, μετά από προθέρμανση στους 180~200°C και θέρμανση στους 900-1000°C για απόσβεση με πιστόλι ψεκασμού, η σκληρότητα μπορεί να φτάσει πάνω από 60HRC και μπορεί να επιτευχθεί ένα στρώμα σκληρυμένου υλικού πάχους άνω των 1,5 mm.
Υψηλή σκληρότητα, υψηλή αντοχή στη φθορά, χάλυβας ψυχρής κατεργασίας
Προκειμένου να βελτιωθεί η σκληρότητα του χάλυβα ψυχρής κατεργασίας και να μειωθεί η αντοχή του στη φθορά, ορισμένες μεγάλες ξένες εταιρείες παραγωγής χάλυβα χύτευσης έχουν αναπτύξει διαδοχικά μια σειρά χαλύβων ψυχρής κατεργασίας με υψηλή σκληρότητα και υψηλή αντοχή στη φθορά. Αυτός ο τύπος χάλυβα περιέχει γενικά περίπου 1% άνθρακα και 8% Cr. Με την προσθήκη Mo, V, Si και άλλων στοιχείων κράματος, τα καρβίδια του είναι λεπτά, ομοιόμορφα κατανεμημένα και η σκληρότητά του είναι πολύ υψηλότερη από αυτή του χάλυβα τύπου Cr12, ενώ η αντοχή του στη φθορά είναι παρόμοια. Η σκληρότητά τους, η αντοχή σε κάμψη, η αντοχή σε κόπωση και η αντοχή σε θραύση είναι υψηλές, και η σταθερότητά τους σε σκλήρυνση είναι επίσης υψηλότερη από τον χάλυβα χύτευσης τύπου Crl2. Είναι κατάλληλα για διατρητικά μηχανήματα υψηλής ταχύτητας και διατρητικά μηχανήματα πολλαπλών σταθμών. Οι αντιπροσωπευτικοί τύποι χάλυβα αυτού του τύπου χάλυβα είναι ο DC53 της Ιαπωνίας με χαμηλή περιεκτικότητα σε V και ο CRU-WEAR με υψηλή περιεκτικότητα σε V. Ο DC53 σβήνει στους 1020-1040°C και η σκληρότητα μπορεί να φτάσει τους 62-63HRC μετά από ψύξη με αέρα. Μπορεί να σκληρυνθεί σε χαμηλή θερμοκρασία (180 ~ 200℃) και σε υψηλή θερμοκρασία (500~550℃), η σκληρότητά του μπορεί να είναι 1 φορά υψηλότερη από την D2 και η απόδοση κόπωσης είναι 20% υψηλότερη από την D2. Μετά τη σφυρηλάτηση και την έλαση CRU-WEAR, υποβάλλεται σε ανόπτηση και ωστενιτοποίηση στους 850-870℃. Λιγότερο από 30℃/ώρα, ψύξη στους 650℃ και απελευθέρωση, η σκληρότητα μπορεί να φτάσει τους 225-255HB, η θερμοκρασία σβέσης μπορεί να επιλεγεί στην περιοχή 1020~1120℃, η σκληρότητα μπορεί να φτάσει τους 63HRC, σκληρυνόμενη στους 480~570℃ ανάλογα με τις συνθήκες χρήσης, με εμφανή δευτερογενή επίδραση σκλήρυνσης, αντοχή στη φθορά και σκληρότητα που είναι καλύτερες από την D2.
Βασικός χάλυβας (χάλυβας υψηλής ταχύτητας)
Ο χάλυβας υψηλής ταχύτητας έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στο εξωτερικό για την κατασκευή καλουπιών ψυχρής κατεργασίας υψηλής απόδοσης και μακράς διαρκείας λόγω της εξαιρετικής αντοχής στη φθορά και της κόκκινης σκληρότητάς του, όπως ο γενικός τυποποιημένος χάλυβας υψηλής ταχύτητας SKH51 (W6Mo5Cr4V2) της Ιαπωνίας. Προκειμένου να προσαρμοστεί στις απαιτήσεις του καλουπιού, η σκληρότητα συχνά βελτιώνεται με τη μείωση της θερμοκρασίας σβέσης, τη σκληρότητα σβέσης ή τη μείωση της περιεκτικότητας σε άνθρακα στον χάλυβα υψηλής ταχύτητας. Ο χάλυβας μήτρας αναπτύσσεται από χάλυβα υψηλής ταχύτητας και η χημική του σύνθεση είναι ισοδύναμη με τη σύνθεση μήτρας του χάλυβα υψηλής ταχύτητας μετά την σβέση. Επομένως, ο αριθμός των υπολειμματικών καρβιδίων μετά την σβέση είναι μικρός και ομοιόμορφα κατανεμημένος, γεγονός που βελτιώνει σημαντικά την ανθεκτικότητα του χάλυβα σε σύγκριση με τον χάλυβα υψηλής ταχύτητας. Οι Ηνωμένες Πολιτείες και η Ιαπωνία μελέτησαν βασικούς χάλυβες με ποιότητες VascoMA, VascoMatrix1 και MOD2 στις αρχές της δεκαετίας του 1970. Πρόσφατα, έχουν αναπτυχθεί DRM1, DRM2, DRM3 κ.λπ. Χρησιμοποιείται γενικά για καλούπια ψυχρής κατεργασίας που απαιτούν υψηλότερη σκληρότητα και καλύτερη σταθερότητα κατά της σκλήρυνσης. Η Κίνα έχει επίσης αναπτύξει ορισμένους βασικούς χάλυβες, όπως 65Nb (65Cr4W3Mo2VNb), 65W8Cr4VTi, 65Cr5Mo3W2VSiTi και άλλους χάλυβες. Αυτός ο τύπος χάλυβα έχει καλή αντοχή και σκληρότητα και χρησιμοποιείται ευρέως στην ψυχρή εξώθηση, στην ψυχρή διάτρηση με παχιά πλάκα, στους τροχούς κύλισης με σπείρωμα, στις μήτρες αποτύπωσης, στις μήτρες ψυχρής κεφαλής κ.λπ., και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μήτρες θερμής εξώθησης.
Χάλυβας καλουπιών μεταλλουργίας σκόνης
Ο χάλυβας ψυχρής κατεργασίας υψηλής κράμασης τύπου LEDB που παράγεται με συμβατικές διαδικασίες, ειδικά σε υλικά μεγάλης διατομής, έχει χονδροειδή ευτηκτικά καρβίδια και ανομοιόμορφη κατανομή, γεγονός που μειώνει σημαντικά την ανθεκτικότητα, την ικανότητα άλεσης και την ισοτροπία του χάλυβα. Τα τελευταία χρόνια, μεγάλες ξένες εταιρείες ειδικού χάλυβα που παράγουν χάλυβα εργαλείων και μήτρων έχουν επικεντρωθεί στην ανάπτυξη μιας σειράς χάλυβα υψηλής ταχύτητας μεταλλουργίας σκόνης και χάλυβα μήτρων υψηλής κράμασης, γεγονός που οδήγησε στην ταχεία ανάπτυξη αυτού του τύπου χάλυβα. Χρησιμοποιώντας τη διαδικασία μεταλλουργίας σκόνης, η σκόνη ψεκασμού χάλυβα ψύχεται γρήγορα και τα καρβίδια που σχηματίζονται είναι λεπτά και ομοιόμορφα, γεγονός που βελτιώνει σημαντικά την ανθεκτικότητα, την ικανότητα άλεσης και την ισοτροπία του υλικού του καλουπιού. Λόγω αυτής της ειδικής διαδικασίας παραγωγής, τα καρβίδια είναι λεπτά και ομοιόμορφα, και η μηχανική κατεργασία και η απόδοση λείανσης βελτιώνονται, επιτρέποντας την προσθήκη υψηλότερης περιεκτικότητας σε άνθρακα και βανάδιο στον χάλυβα, αναπτύσσοντας έτσι μια σειρά νέων τύπων χάλυβα. Για παράδειγμα, η σειρά DEX της Datong της Ιαπωνίας (DEX40, DEX60, DEX80, κ.λπ.), η σειρά HAP της Hitachi Metal, η σειρά FAX της Fujikoshi, η σειρά VANADIS της UDDEHOLM, η σειρά ASP της Erasteel της Γαλλίας και ο χάλυβας εργαλείων και μήτρων κονιομεταλλουργίας της αμερικανικής εταιρείας CRUCIBLE αναπτύσσονται ραγδαία. Με τη δημιουργία μιας σειράς χαλύβων κονιομεταλλουργίας όπως CPMlV, CPM3V, CPMlOV, CPM15V, κ.λπ., η αντοχή στη φθορά και η ανθεκτικότητά τους βελτιώνονται σημαντικά σε σύγκριση με τον χάλυβα εργαλείων και μήτρων που κατασκευάζεται με συνήθεις διαδικασίες.
Ώρα δημοσίευσης: 02 Απριλίου 2024