Холоднообробна штампувальна сталь в основному використовується для штампування, вирубки, формування, гнуття, холодного екструзії, холодного волочіння, порошкової металургії тощо. Вона вимагає високої твердості, високої зносостійкості та достатньої в'язкості. Зазвичай її поділяють на дві категорії: загальний тип та спеціальний тип. Наприклад, загальноприйнята холоднообробна штампувальна сталь у Сполучених Штатах зазвичай включає чотири марки сталі: 01, A2, D2 та D3. Порівняння марок сталі загальноприйнята холоднообробна легована штампувальна сталь у різних країнах наведено в таблиці 4. Згідно з японським стандартом JIS, основними типами холоднообробної штампової сталі, які можна використовувати, є серія SK, включаючи вуглецеву інструментальну сталь серії SK, 8 легованих інструментальних сталей серії SKD та 9 швидкорізальних сталей серії SKHMO, загалом 24 марки сталі. Китайський стандарт GB/T1299-2000 на леговану інструментальну сталь включає загалом 11 типів сталі, утворюючи відносно повну серію. Зі змінами в технології обробки, оброблюваних матеріалах та попиті на форми, початкова базова серія не може задовольнити потреби. Японські сталеливарні заводи та великі європейські виробники інструментальної та штампової сталі розробили спеціальну штампову сталь для холодної обробки та поступово сформували відповідні серії штампової сталі для холодної обробки. Розробка цих штампових сталей для холодної обробки також є напрямком розвитку штампової сталі для холодної обробки.
Низьколегована сталь для холодної обробки, що гартується на повітрі
З розвитком технології термічної обробки, особливо широкого застосування технології вакуумного гартування у формовій промисловості, для зменшення деформації гартування, в країні та за кордоном були розроблені деякі низьколеговані мікродеформаційні сталі, що гартуються на повітрі. Цей тип сталі потребує гарної прогартовуваності та термічної обробки. Він має невелику деформацію, добру міцність і в'язкість, а також певну зносостійкість. Хоча стандартна високолегована холоднодеформаційна штампувальна сталь (наприклад, D2, A2) має добру прогартовуваність, вона має високий вміст легованих елементів і є дорогою. Тому в країні та за кордоном були розроблені деякі низьколеговані мікродеформаційні сталі. Цей тип сталі зазвичай містить легуючі елементи Cr та Mn для покращення прогартовуваності. Загальний вміст легуючих елементів зазвичай <5%. Він підходить для виготовлення прецизійних деталей невеликими виробничими партіями. Складні форми. Серед репрезентативних марок сталі – A6 зі США, ACD37 від Hitachi Metals, G04 від Daido Special Steel, AKS3 від Aichi Steel тощо. Китайська сталь GD після гартування при 900°C та відпуску при 200°C може зберігати певну кількість залишкового аустеніту та має добру міцність, ударну в'язкість та стабільність розмірів. Її можна використовувати для виготовлення штампів для холодного штампування, схильних до сколів та руйнування. Високий термін служби.
Загартована вогнем ливарна сталь
Для скорочення циклу виготовлення прес-форм, спрощення процесу термічної обробки, економії енергії та зниження виробничих витрат на прес-форму, Японія розробила деякі спеціальні сталі для холодної обробки, що відповідають вимогам полум'яного гартування. Типовими є сталь SX105V (7CrSiMnMoV), SX4 (Cr8) від Aichi Steel, HMD5, HMD1 від Hitachi Metal, сталь G05 від Datong Special Steel Company тощо. Китай розробив 7Cr7SiMnMoV. Цей тип сталі можна використовувати для нагрівання лопаті або інших частин прес-форми за допомогою оксиацетиленового розпилювача або інших нагрівачів після обробки прес-форми, а потім охолодження на повітрі та гартування. Як правило, її можна використовувати безпосередньо після гартування. Завдяки простому процесу вона широко використовується в Японії. Типовим типом сталі цього типу є 7CrSiMnMoV, яка має добру прогартовуваність. При гартуванні сталі діаметром φ80 мм в олії твердість на відстані 30 мм від поверхні може досягати 60HRC. Різниця в твердості між серцевиною та поверхнею становить 3HRC. Під час гартування полум'ям, після попереднього нагрівання до 180~200°C та нагрівання до 900-1000°C для гартування розпилювачем, твердість може досягати понад 60HRC, а також може бути отриманий загартований шар понад 1,5 мм.
Висока міцність, висока зносостійкість, холоднообробна штампована сталь
Для покращення в'язкості холоднодеформаційної сталі та зменшення зносостійкості сталі деякі великі іноземні компанії з виробництва формової сталі послідовно розробили серію холоднодеформаційних формових сталей з високою в'язкістю та високою зносостійкістю. Цей тип сталі зазвичай містить близько 1% вуглецю та 8% Cr. З додаванням Mo, V, Si та інших легуючих елементів її карбіди дрібні, рівномірно розподілені, а її в'язкість значно вища, ніж у сталі типу Cr12, тоді як її зносостійкість подібна. Їхня твердість, міцність на вигин, втома та в'язкість до руйнування високі, а їхня стійкість до відпуску також вища, ніж у формової сталі типу Cr12. Вони підходять для високошвидкісних та багатостанційних штампів. Типовими типами сталі цього типу є японська DC53 з низьким вмістом V та CRU-WEAR з високим вмістом V. DC53 гартується при 1020-1040°C, а твердість після охолодження на повітрі може досягати 62-63HRC. Його можна відпускати за низьких температур (180 ~ 200℃) та високих температур (500 ~ 550℃), його в'язкість може бути в 1 раз вищою, ніж у D2, а його стійкість до втоми на 20% вища, ніж у D2; після кування та прокатки CRU-WEAR його відпалюють та аустенізують при 850-870℃. Менше ніж 30℃/год, охолоджують до 650℃ та відпускають, твердість може досягати 225-255HB, температуру гартування можна вибрати в діапазоні 1020~1120℃, твердість може досягати 63HRC, відпускають при 480~570℃ залежно від умов використання, з очевидним вторинним гартуванням. Ефект зносостійкості та в'язкість кращі, ніж у D2.
Базова сталь (швидкорізальна сталь)
Швидкорізальна сталь широко використовується за кордоном для виготовлення високопродуктивних, довговічних форм для холодної обробки завдяки своїй чудовій зносостійкості та червоній твердості, як, наприклад, загальностандартна швидкорізальна сталь Японії SKH51 (W6Mo5Cr4V2). Щоб адаптуватися до вимог форми, в'язкість часто покращують шляхом зниження температури гартування, твердості гартування або зменшення вмісту вуглецю у швидкорізальній сталі. Матрична сталь виготовляється зі швидкорізальної сталі, а її хімічний склад еквівалентний матричному складу швидкорізальної сталі після гартування. Тому кількість залишкових карбідів після гартування невелика та рівномірно розподілена, що значно покращує в'язкість сталі порівняно зі швидкорізальною сталлю. На початку 1970-х років у Сполучених Штатах та Японії вивчали базові сталі марок VascoMA, VascoMatrix1 та MOD2. Нещодавно були розроблені DRM1, DRM2, DRM3 тощо. Зазвичай використовується для форм для холодної обробки, які потребують вищої в'язкості та кращої стійкості до відпуску. Китай також розробив деякі базові сталі, такі як 65Nb (65Cr4W3Mo2VNb), 65W8Cr4VTi, 65Cr5Mo3W2VSiTi та інші сталі. Цей тип сталі має добру міцність і в'язкість і широко використовується для холодного екструзії, холодного штампування товстих листів, різьбонакатних колів, штампувальних штампів, штампів для холодного висадження тощо, а також може використовуватися як штампи для теплого екструзії.
Порошкова металургія, ливарна сталь
Високолегована холоднокатана штампована сталь типу LEDB, виготовлена традиційними методами, особливо для матеріалів великого перерізу, має грубі евтектичні карбіди та нерівномірний розподіл, що серйозно знижує в'язкість, шліфуваність та ізотропію сталі. В останні роки великі іноземні компанії зі спеціальної сталі, що виробляють інструментальну та штамповану сталь, зосередилися на розробці серії швидкорізальних сталей порошкової металургії та високолегованих штампових сталей, що призвело до швидкого розвитку цього типу сталі. Завдяки процесу порошкової металургії розпилений сталевий порошок швидко охолоджується, а утворені карбіди є дрібними та однорідними, що значно покращує в'язкість, шліфуваність та ізотропію матеріалу форми. Завдяки цьому спеціальному виробничому процесу карбіди є дрібними та однорідними, а оброблюваність та шліфувальні характеристики покращуються, що дозволяє додавати до сталі вищий вміст вуглецю та ванадію, тим самим розробляючи серію нових типів сталі. Наприклад, серія DEX японської компанії Datong (DEX40, DEX60, DEX80 тощо), серія HAP від Hitachi Metal, серія FAX від Fujikoshi, серія VANADIS від UDDEHOLM, серія ASP від французької Erasteel та інструментальна та штампувальна сталь для порошкової металургії американської компанії CRUCIBLE швидко розвиваються. Формування серії сталей для порошкової металургії, таких як CPM1V, CPM3V, CPM1OV, CPM15V тощо, значно покращує їхню зносостійкість та в'язкість порівняно з інструментальною та штампувальною сталлю, виготовленою звичайними методами.
Час публікації: 02 квітня 2024 р.