Koldarbejdsstål bruges hovedsageligt til stempling, stansning, formning, bøjning, koldekstrudering, koldtrækning, pulvermetallurgiforme osv. Det kræver høj hårdhed, høj slidstyrke og tilstrækkelig sejhed. Generelt opdelt i to kategorier: generel type og specialtype. For eksempel omfatter universalkoldarbejdsstål i USA normalt fire stålkvaliteter: 01, A2, D2 og D3. Sammenligningen af stålkvaliteterne af universalkoldarbejdsstål i forskellige lande er vist i tabel 4. Ifølge den japanske JIS-standard er de vigtigste typer koldarbejdsstål, der kan anvendes, SK-serien, inklusive SK-serien af kulstofværktøjsstål, 8 SKD-serien af legeret værktøjsstål og 9 SKHMO-serien af højhastighedsstål, hvilket giver i alt 24 stålkvaliteter. Kinas GB/T1299-2000-standard for legeret værktøjsstål omfatter i alt 11 ståltyper, hvilket danner en relativt komplet serie. Med ændringer i forarbejdningsteknologi, forarbejdede materialer og efterspørgsel efter forme kan den oprindelige basisserie ikke opfylde behovene. Japanske stålværker og store europæiske producenter af værktøjs- og matricestål har udviklet specialfremstillet koldarbejdsmatricestål og gradvist dannet deres respektive serier af koldarbejdsmatricestål. Udviklingen af disse koldarbejdsmatricestål er også udviklingsretningen for koldarbejdsmatricestål.
Lavlegeret luftkølende koldbearbejdningsstål
Med udviklingen af varmebehandlingsteknologi, især den udbredte anvendelse af vakuumkøleteknologi i formindustrien, er der for at reducere deformation under køleprocessen blevet udviklet nogle lavlegerede luftkølede mikrodeformationsstål i ind- og udland. Denne type stål kræver god hærdbarhed og varmebehandling. Den har lille deformation, god styrke og sejhed og har en vis slidstyrke. Selvom standard højlegeret koldarbejdsstål (såsom D2, A2) har god hærdbarhed, har det et højt legeringsindhold og er dyrt. Derfor er der blevet udviklet nogle lavlegerede mikrodeformationsstål i ind- og udland. Denne type stål indeholder generelt legeringselementer som Cr og Mn for at forbedre hærdbarheden. Det samlede indhold af legeringselementer er generelt <5%. Det er egnet til fremstilling af præcisionsdele med små produktionsbatcher og komplekse forme. Repræsentative stålkvaliteter inkluderer A6 fra USA, ACD37 fra Hitachi Metals, G04 fra Daido Special Steel, AKS3 fra Aichi Steel osv. Kinesisk GD-stål kan efter bratkøling ved 900°C og anløbning ved 200°C opretholde en vis mængde austenit og har god styrke, sejhed og dimensionsstabilitet. Det kan bruges til at fremstille koldprægeforme, der er tilbøjelige til at afskalning og brud. Høj levetid.
Flammedæmpet støbestål
For at forkorte formproduktionscyklussen, forenkle varmebehandlingsprocessen, spare energi og reducere formens fremstillingsomkostninger har Japan udviklet nogle specielle koldarbejdsstål til flammedæmpning. Typiske eksempler inkluderer Aichi Steels SX105V (7CrSiMnMoV), SX4 (Cr8), Hitachi Metals HMD5, HMD1, Datong Special Steel Companys G05 stål osv. Kina har udviklet 7Cr7SiMnMoV. Denne type stål kan bruges til at opvarme bladet eller andre dele af formen ved hjælp af en oxyacetylen-sprøjtepistol eller andre varmelegemer, efter at formen er bearbejdet, og derefter luftkølet og bratkølet. Generelt kan det bruges direkte efter bratkøling. På grund af sin enkle proces er det meget udbredt i Japan. Den repræsentative ståltype for denne type stål er 7CrSiMnMoV, som har god hærdbarhed. Når φ80 mm stål olieblæses, kan hårdheden i en afstand af 30 mm fra overfladen nå 60HRC. Forskellen i hårdhed mellem kernen og overfladen er 3HRC. Ved flammeslukning, efter forvarmning ved 180~200°C og opvarmning til 900-1000°C for slukning med en sprøjtepistol, kan hårdheden nå over 60HRC, og der kan opnås et hærdet lag på over 1,5 mm.
Høj sejhed, høj slidstyrke til koldarbejdningsstål
For at forbedre sejheden af koldarbejdsstål og reducere stålets slidstyrke har nogle store udenlandske producenter af støbeforme successivt udviklet en serie af koldarbejdsstål med både høj sejhed og høj slidstyrke. Denne type stål indeholder generelt ca. 1% kulstof og 8% Cr. Med tilsætning af Mo, V, Si og andre legeringselementer er dets karbider fine, jævnt fordelt, og dets sejhed er meget højere end for Cr12-stål, mens dets slidstyrke er tilsvarende. Deres hårdhed, bøjningsstyrke, udmattelsesstyrke og brudstyrke er høj, og deres anløbningsstabilitet er også højere end for Crl2-stål. De er velegnede til højhastighedsstans og flerstationsstans. De repræsentative ståltyper af denne type stål er Japans DC53 med lavt V-indhold og CRU-WEAR med højt V-indhold. DC53 afkøles ved 1020-1040°C, og hårdheden kan nå 62-63HRC efter luftkøling. Den kan hærdes ved lav temperatur (180 ~ 200 ℃) og høj temperaturhærdning (500 ~ 550 ℃), dens sejhed kan være 1 gange højere end D2, og dens udmattelsesevne er 20% højere end D2; efter CRU-WEAR smedning og valsning udglødes og austeniseres den ved 850-870 ℃. Mindre end 30 ℃/time, afkøles til 650 ℃ og frigives, hårdheden kan nå 225-255HB, kølningstemperaturen kan vælges i området 1020 ~ 1120 ℃, hårdheden kan nå 63HRC, hærdet ved 480 ~ 570 ℃ i henhold til brugsforholdene, med tydelige sekundære effekter. Hærdningseffekten, slidstyrken og sejheden er bedre end D2.
Basisstål (hurtigstål)
Hurtigstål er blevet brugt i vid udstrækning i udlandet til at fremstille højtydende, langtidsholdbare koldarbejdsforme på grund af dets fremragende slidstyrke og røde hårdhed, såsom Japans generelle standard hurtigstål SKH51 (W6Mo5Cr4V2). For at tilpasse sig formens krav forbedres sejheden ofte ved at reducere bratkølingstemperaturen, bratkølingshårdheden eller reducere kulstofindholdet i hurtigstål. Matrixstål er udviklet fra hurtigstål, og dets kemiske sammensætning svarer til matrixsammensætningen af hurtigstål efter bratkøling. Derfor er antallet af restkarbider efter bratkøling lille og jævnt fordelt, hvilket forbedrer stålets sejhed betydeligt sammenlignet med hurtigstål. USA og Japan studerede basisstål med kvaliteterne VascoMA, VascoMatrix1 og MOD2 i begyndelsen af 1970'erne. For nylig er DRM1, DRM2, DRM3 osv. blevet udviklet. Generelt brugt til koldarbejdsforme, der kræver højere sejhed og bedre antihærdningsstabilitet. Kina har også udviklet nogle basisståltyper, såsom 65Nb (65Cr4W3Mo2VNb), 65W8Cr4VTi, 65Cr5Mo3W2VSiTi og andre ståltyper. Denne type stål har god styrke og sejhed og anvendes i vid udstrækning til koldekstrudering, koldstansning af tykke plader, gevindvalsning, prægedyser, koldhoveddyser osv. og kan bruges som varme ekstruderingsdyser.
Pulvermetallurgi støbestål
LEDB-type højlegeret koldarbejdsstål produceret ved konventionelle processer, især materialer med stor tværsnit, har grove eutektiske karbider og ujævn fordeling, hvilket betydeligt reducerer stålets sejhed, formalingsevne og isotropi. I de senere år har store udenlandske specialstålvirksomheder, der producerer værktøjs- og støbestål, koncentreret sig om at udvikle en serie af pulvermetallurgisk hurtigstål og højlegeret støbestål, hvilket har ført til den hurtige udvikling af denne type stål. Ved hjælp af pulvermetallurgisk proces afkøles det forstøvede stålpulver hurtigt, og de dannede karbider er fine og ensartede, hvilket forbedrer støbematerialets sejhed, formalingsevne og isotropi betydeligt. På grund af denne specielle produktionsproces er karbiderne fine og ensartede, og bearbejdeligheden og formalingsevnen forbedres, hvilket muliggør tilsætning af et højere kulstof- og vanadiumindhold til stålet, og dermed udvikles en serie af nye ståltyper. For eksempel er den japanske Datongs DEX-serie (DEX40, DEX60, DEX80 osv.), Hitachi Metals HAP-serie, Fujikoshis FAX-serie, UDDEHOLMs VANADIS-serie, den franske Erasteels ASP-serie og det amerikanske CRUCIBLE-firmas pulvermetallurgiske værktøjs- og formstål i hastig udvikling. Ved at danne en serie af pulvermetallurgiske stål såsom CPM1V, CPM3V, CPM1OV, CPM15V osv. er deres slidstyrke og sejhed betydeligt forbedret sammenlignet med værktøjs- og formstål fremstillet ved almindelige processer.
Opslagstidspunkt: 2. april 2024