Parte 1 -trabajo en friomoriracero
El acero para matrices para trabajo en frío incluye moldes para la fabricación de punzonado y corte (moldes de corte y punzonado, moldes de recorte, punzones, tijeras), moldes para estampación en frío, moldes de extrusión en frío, moldes para doblar y moldes para trefilado, etc.
1. Condiciones de trabajo y requisitos de rendimiento para el trabajo en frío.morir de acero
Durante la operación de trabajo en frío.morir de aceroDebido a la alta resistencia a la deformación del material procesado, la parte de trabajo del molde soporta una gran presión, fuerza de flexión, fuerza de impacto y fuerza de fricción.Por lo tanto, la razón normal para desechar los moldes para trabajo en frío generalmente se debe al desgaste.También hay casos en los que fallan prematuramente debido a fracturas, fuerzas de colapso y deformaciones que exceden la tolerancia.
En comparación con el acero para herramientas de corte, el trabajo en fríomorir de acerotiene muchas similitudes.Se requiere que el molde tenga alta dureza y resistencia al desgaste, alta resistencia a la flexión y suficiente tenacidad para garantizar el buen progreso del proceso de estampado.La diferencia radica en la compleja forma y tecnología de procesamiento del molde, así como en la gran área de fricción y la alta posibilidad de desgaste, lo que dificulta su reparación y rectificado.Por tanto, se requiere una mayor resistencia al desgaste.Cuando el molde está funcionando, soporta una alta presión de punzonado y es propenso a la concentración de tensiones debido a su forma compleja, por lo que requiere una alta tenacidad;El molde tiene un tamaño grande y una forma compleja, por lo que requiere alta templabilidad, pequeña deformación y tendencia al agrietamiento.En resumen, los requisitos de templabilidad, resistencia al desgaste y tenacidad del trabajo en frío.morir de aceroson más altos que los del acero para herramientas de corte.Sin embargo, los requisitos para la dureza al rojo son relativamente bajos o básicamente no se requieren (porque se forma en estado frío), por lo que también se han formado algunos grados de acero adecuados para moldes de trabajo en frío, como el desarrollo de alta resistencia al desgaste, microdeformación. trabajo friomorir de aceroy trabajo en frío de alta tenacidadmorir de acero.
2. Selección de calidad de acero
Por lo general, según las condiciones de uso de los moldes para trabajo en frío, la selección de grados de acero se puede dividir en las siguientes cuatro situaciones:
①CAntiguo molde de trabajo de tamaño pequeño, forma simple y carga ligera.
Por ejemplo, se pueden fabricar pequeños punzones y tijeras para cortar placas de acero con aceros para herramientas al carbono como T7A, T8A, T10A y T12A.Las ventajas de este tipo de acero son;Buena procesabilidad, precio económico y fuente fácil.Pero sus desventajas son: baja templabilidad, mala resistencia al desgaste y gran deformación por temple.Por tanto, sólo es adecuado para fabricar herramientas de pequeñas dimensiones, formas simples y cargas ligeras, así como moldes para trabajar en frío que requieran una capa baja de endurecimiento y una alta tenacidad.
② Moldes para trabajo en frío de grandes dimensiones, formas complejas y cargas ligeras.
Los tipos de acero comúnmente utilizados incluyen aceros para herramientas de corte de baja aleación, como 9SiCr, CrWMn, GCr15 y 9Mn2V.El diámetro de templado de estos aceros en aceite generalmente puede alcanzar más de 40 mm.Entre ellos, el acero 9Mn2V es un tipo de trabajo en frío.morir de acerodesarrollado en China en los últimos años que no contiene Cr.Puede sustituir total o parcialmente el acero que contiene Cr.
La heterogeneidad del carburo y la tendencia al agrietamiento por enfriamiento del acero 9Mn2V son menores que las del acero CrWMn, y la tendencia a la descarburación es menor que la del acero 9SiCr, mientras que la templabilidad es mayor que la del acero al carbono para herramientas.Su precio es sólo alrededor de un 30% más alto que el de este último, por lo que es un grado de acero que vale la pena promocionar y utilizar.Sin embargo, el acero 9Mn2V también tiene algunos inconvenientes, como una baja tenacidad al impacto y el fenómeno de agrietamiento que se encuentra en la producción y el uso.Además, la estabilidad del templado es pobre y la temperatura de templado generalmente no excede los 180 ℃.Cuando se templa a 200 ℃, la resistencia a la flexión y la tenacidad comienzan a mostrar valores bajos.
El acero 9Mn2V se puede templar en medios de enfriamiento con una capacidad de enfriamiento relativamente suave, como nitrato y aceite caliente.Para algunos moldes con requisitos estrictos de deformación y requisitos de baja dureza, se puede utilizar el enfriamiento isotérmico austenítico.
③ Moldes para trabajar en frío con grandes dimensiones, formas complejas y cargas pesadas.
Se debe utilizar acero de aleación media o alta, como Cr12Mo, Crl2MoV, Cr6WV, Cr4W2MoV, etc. Además, también se puede utilizar acero rápido.
En los últimos años, la tendencia de utilizar acero de alta velocidad como moldes para trabajo en frío ha ido en aumento, pero cabe señalar que en este momento ya no se trata del uso de la resistencia dura roja única del acero de alta velocidad, sino más bien su alta templabilidad y alta resistencia al desgaste.Por tanto, también debería haber diferencias en el proceso de tratamiento térmico.
Cuando se utiliza acero de alta velocidad como molde en frío, se debe utilizar enfriamiento a baja temperatura para mejorar la tenacidad.Por ejemplo, la temperatura de enfriamiento comúnmente utilizada para las herramientas de corte de acero W18Cr4V es 1280-1290 ℃.Al fabricar moldes para trabajo en frío, se debe utilizar enfriamiento a baja temperatura a 1190 ℃.Otro ejemplo es el acero W6Mo5Cr4V2.Mediante el uso de enfriamiento a baja temperatura, la vida útil se puede mejorar considerablemente, especialmente reduciendo significativamente la tasa de pérdidas.
④ Moldes para trabajo en frío que están sujetos a cargas de impacto y tienen espacios delgados entre las cuchillas.
Como se mencionó anteriormente, los requisitos de rendimiento de los primeros tres tipos de aceros para matrices para trabajo en frío son principalmente una alta resistencia al desgaste, por lo que se utilizan acero hipereutectoide con alto contenido de carbono e incluso acero de ledeburita.Sin embargo, para algunos troqueles para trabajo en frío, como los troqueles de corte y de corte de torre lateral, que tienen juntas a tope delgadas y están sujetos a cargas de impacto cuando están en uso, se requiere una alta tenacidad al impacto.Para solucionar esta contradicción se pueden tomar las siguientes medidas:
Ⅰ-reducir el contenido de carbono y utilizar acero hipoeutectoide para evitar una disminución de la tenacidad del acero provocada por los carburos primarios y secundarios;
Ⅱ-Agregar elementos de aleación como Si y Cr para mejorar la estabilidad del templado y la temperatura del acero (templado a 240-270 ℃) es beneficioso para eliminar completamente la tensión de enfriamiento y mejorar el rendimiento sin reducir la dureza;
Ⅲ-Agregue elementos como W para formar carburos refractarios para refinar los granos y mejorar la tenacidad.Los aceros comúnmente utilizados para moldes de trabajo en frío de alta tenacidad incluyen 6SiCr, 4CrW2Si, 5CrW2Si, etc.
3. Formas de aprovechar al máximo el potencial de rendimiento del acero para matrices trabajado en frío
Cuando se utiliza acero tipo Cr12 o acero de alta velocidad como moldes para trabajo en frío, un problema importante es la alta fragilidad del acero, que es propenso a agrietarse durante el uso.Para ello, es necesario refinar los carburos utilizando métodos de forja suficientes.Además, deberían desarrollarse nuevas calidades de acero.El objetivo del desarrollo de nuevos grados de acero debería ser reducir el contenido de carbono del acero y el número de elementos que forman carburos.
El acero Cr4W2MoV tiene ventajas como alta dureza, alta resistencia al desgaste y buena templabilidad.También tiene buena estabilidad al templado y propiedades mecánicas integrales.Se utiliza para fabricar matrices de láminas de acero al silicio, etc. Puede aumentar la vida útil más de 1 a 3 veces en comparación con el acero Cr12MoV.Sin embargo, el rango de temperatura de forjado de este acero es estrecho y es propenso a agrietarse durante el forjado.La temperatura de forjado y las especificaciones operativas deben controlarse estrictamente.
El acero Cr2Mn2SiWMoV tiene una temperatura de enfriamiento baja, una deformación de enfriamiento pequeña y una alta templabilidad.Se conoce como microdeformación enfriada por aire.morir de acero.
El acero 7W7Cr4MoV puede reemplazar al acero W18Cr4V y Cr12MoV.Su característica es que se ha mejorado enormemente la falta de uniformidad de los carburos y la tenacidad del acero.
Parte2 -Trabajo en calientemorir de acero
1. Condiciones de trabajo de los moldes de trabajo en caliente.
Los moldes para trabajo en caliente incluyen moldes para forja con martillo, moldes para extrusión en caliente y moldes para fundición a presión.Como se mencionó anteriormente, la principal característica de las condiciones de trabajo de los moldes para trabajar en caliente es el contacto con el metal caliente, que es la principal diferencia con las condiciones de trabajo de los moldes para trabajar en frío.Por lo tanto, traerá los siguientes dos problemas:
(1) Se calienta la superficie metálica de la cavidad del molde.Por lo general, cuando los troqueles de percusión están funcionando, la temperatura de la superficie de la cavidad del troquel puede alcanzar más de 300-400 ℃, y la matriz de extrusión caliente puede alcanzar más de 500-800 ℃;La temperatura de la cavidad del molde de fundición a presión está relacionada con el tipo de material de fundición a presión y la temperatura de vertido.Cuando se funde metal negro a presión, la temperatura de la cavidad del molde puede alcanzar más de 1000 ℃.Estas altas temperaturas de uso reducirán significativamente la dureza de la superficie y la resistencia de la cavidad del molde, haciéndola propensa a doblarse durante el uso.El requisito básico de rendimiento para calor.morir de aceroes una alta resistencia termoplástica, que incluye dureza y resistencia a altas temperaturas, y una alta resistencia termoplástica, que en realidad refleja la alta estabilidad del templado del acero.A partir de esto, se puede encontrar la primera forma de alear acero troquelado en caliente, es decir, agregar elementos de aleación como Cr, W, Si puede mejorar la estabilidad del templado del acero.
(2) Se produce fatiga térmica (agrietamiento) en la superficie metálica de la cavidad del molde.Las características de trabajo de los moldes calientes son intermitentes.Después de cada formación de metal caliente, la superficie de la cavidad del molde debe enfriarse mediante medios como agua, aceite y aire.Por lo tanto, el estado de trabajo del molde caliente se calienta y enfría repetidamente, de modo que la superficie metálica de la cavidad del molde sufrirá una expansión térmica repetida, es decir, se someterá repetidamente a tensiones de tracción y compresión.Como resultado, la superficie de la cavidad del molde se agrieta, lo que se denomina fatiga térmica.Por lo tanto, el segundo requisito básico de rendimiento para la calefacciónmorir de aceroSe propone, es decir, que tiene una alta resistencia a la fatiga térmica.
En términos generales, los principales factores que afectan la resistencia a la fatiga térmica del acero son:
① La conductividad térmica del acero.La alta conductividad térmica del acero puede reducir el grado de calentamiento en la superficie metálica del molde, reduciendo así la tendencia del acero a la fatiga térmica.Generalmente se cree que la conductividad térmica del acero está relacionada con su contenido de carbono.Cuando el contenido de carbono es alto, la conductividad térmica es baja, por lo que no es adecuado utilizar acero con alto contenido de carbono para trabajos en caliente.morir de acero.En la producción se utiliza habitualmente un bajo contenido de carbono del acero con medio contenido de carbono (C0,3 % 5-0,6 %), lo que puede provocar una disminución de la dureza y la resistencia del acero y también es perjudicial.
② El efecto del punto crítico del acero.Generalmente, cuanto mayor es el punto crítico (Acl) del acero, menor es su tendencia a la fatiga térmica.Por lo tanto, el punto crítico del acero generalmente aumenta agregando elementos de aleación Cr, W, Si y plomo.Mejorando así la resistencia a la fatiga térmica del acero.
2. Acero para moldes de trabajo en caliente de uso común.
(1) Acero para matrices de forja con martillo.En términos generales, existen dos problemas destacados con el uso de acero para moldes de forja con martillo.En primer lugar, durante el funcionamiento está sometido a cargas de impacto.Por lo tanto, se requiere que las propiedades mecánicas del acero sean altas, especialmente en cuanto a resistencia a la deformación plástica y tenacidad;La segunda razón es que el tamaño de la sección transversal del troquel de forjado con martillo es relativamente grande (<400 mm), lo que requiere una alta templabilidad del acero para garantizar una microestructura y un rendimiento uniformes de todo el troquel.
Los aceros para matrices de forja de martillo comúnmente utilizados incluyen 5CrNiMo, 5CrMnMo, 5CrNiW, 5CrNiTi y 5CrMnMoSiV.Los diferentes tipos de moldes de ojo de martillo deben utilizar diferentes materiales.Para troqueles de forja con martillo muy grandes o grandes, se prefiere 5CrNiMo.También se pueden utilizar 5CrNiTi, 5CrNiW o 5CrMnMoSi.El acero 5CrMnMo se utiliza generalmente para troqueles de forja con martillo de tamaño pequeño y mediano.
(2) El acero se utiliza para moldes de extrusión en caliente y la característica de trabajo de los moldes de extrusión en caliente es la velocidad de carga lenta.Por lo tanto, la temperatura de calentamiento de la cavidad del molde es relativamente alta, generalmente hasta 500-800 ℃.Los requisitos de rendimiento para este tipo de acero deberían centrarse principalmente en una alta resistencia a altas temperaturas (es decir, una alta estabilidad al revenido) y una alta resistencia a la fatiga por calor.Los requisitos de AK y templabilidad se pueden reducir correspondientemente.Generalmente, el tamaño de los moldes de extrusión en caliente es pequeño, a menudo inferior a 70-90 mm.
Los moldes de extrusión en caliente de uso común incluyen trabajo en caliente tipo 4CrW2Si, 3Cr2W8V y 5% Cr.morir de aceros.Entre ellos, el 4CrW2Si se puede utilizar como trabajo en frío.morir de aceroy trabajo calientemorir de acero.Debido a los diferentes usos, se pueden utilizar diferentes métodos de tratamiento térmico.Al fabricar moldes en frío, se utilizan temperaturas de enfriamiento más bajas (870-900 ℃) y un tratamiento de revenido a temperatura baja o media;Al fabricar moldes calientes, se utiliza una temperatura de enfriamiento más alta (generalmente 950-1000 ℃) y un tratamiento de revenido a alta temperatura.
(3) Acero para moldes de fundición a presión.En general, los requisitos de rendimiento del acero para moldes de fundición a presión son similares a los de los moldes de extrusión en caliente, siendo los requisitos principales una alta estabilidad de revenido y resistencia a la fatiga térmica.Por lo tanto, el tipo de acero comúnmente utilizado es generalmente el mismo que el acero utilizado para los moldes de extrusión en caliente.Como es habitual, se utilizan aceros como 4CrW2Si y 3Cr2W8V.Sin embargo, existen diferencias, como el uso de 40Cr, 30CrMnSi y 40CrMo para moldes de fundición a presión de aleaciones de Zn de bajo punto de fusión;Para moldes de fundición a presión de aleaciones de Al y Mg, se pueden seleccionar 4CrW2Si, 4Cr5MoSiV, etc.Para los moldes de fundición a presión de aleación de Cu, se utiliza principalmente acero 3Cr2W8V.
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Hora de publicación: 21 de junio de 2023