L'acer per a matrius de treball en fred s'utilitza principalment per a l'estampació, el tallat en blanc, el conformat, el doblegat, l'extrusió en fred, el dibuix en fred, les matrius de metal·lúrgia en pols, etc. Requereix una alta duresa, una alta resistència al desgast i una tenacitat suficient. Generalment es divideix en dues categories: tipus general i tipus especial. Per exemple, l'acer per a matrius de treball en fred d'ús general als Estats Units sol incloure quatre graus d'acer: 01, A2, D2 i D3. La comparació dels graus d'acer de l'acer d'aliatge per a treball en fred d'ús general en diversos països es mostra a la Taula 4. Segons la norma japonesa JIS, els principals tipus d'acer per a matrius de treball en fred que es poden utilitzar són la sèrie SK, incloent l'acer per a eines al carboni de la sèrie SK, 8 acers per a eines d'aliatge de la sèrie SKD i 9 acers d'alta velocitat de la sèrie SKHMO, per a un total de 24 graus d'acer. La norma xinesa d'acer per a eines d'aliatge GB/T1299-2000 inclou un total d'11 tipus d'acer, formant una sèrie relativament completa. Amb els canvis en la tecnologia de processament, els materials processats i la demanda de motlles, la sèrie bàsica original no pot satisfer les necessitats. Les fàbriques d'acer japoneses i els principals fabricants europeus d'eines i acer per a matrius han desenvolupat acer per a matrius de treball en fred per a propòsits especials i, gradualment, han format les respectives sèries d'acer per a matrius de treball en fred. El desenvolupament d'aquests acers per a matrius de treball en fred també és la direcció de desenvolupament de l'acer per a matrius de treball en fred.
Acer de baix aliatge per a treball en fred i tremp a l'aire
Amb el desenvolupament de la tecnologia de tractament tèrmic, especialment l'àmplia aplicació de la tecnologia de refredament al buit en la indústria del motlle, per tal de reduir la deformació per refredament, s'han desenvolupat alguns acers de microdeformació de baixa aleació trempats a l'aire, tant al país com a l'estranger. Aquest tipus d'acer requereix una bona trempabilitat i tractament tèrmic. Té una petita deformació, bona resistència i tenacitat, i té una certa resistència al desgast. Tot i que l'acer estàndard per a treball en fred d'alta aleació (com ara D2, A2) té una bona trempabilitat, té un alt contingut d'aliatge i és car. Per tant, s'han desenvolupat alguns acers de microdeformació de baixa aleació, tant al país com a l'estranger. Aquest tipus d'acer generalment conté elements d'aliatge de Cr i Mn per millorar la trempabilitat. El contingut total d'elements d'aliatge és generalment <5%. És adequat per a la fabricació de peces de precisió amb lots de producció petits. Motlles complexos. Entre els graus d'acer representatius hi ha l'A6 dels Estats Units, l'ACD37 d'Hitachi Metals, el G04 de Daido Special Steel, l'AKS3 d'Aichi Steel, etc. L'acer GD xinès, després del tremp a 900 °C i el reveniment a 200 °C, pot mantenir una certa quantitat d'austenita retinguda i té una bona resistència, tenacitat i estabilitat dimensional. Es pot utilitzar per fabricar matrius d'estampació en fred propenses a estelladura i fractura. Alta vida útil.
Acer de motlle trempat a la flama
Per tal d'escurçar el cicle de fabricació del motlle, simplificar el procés de tractament tèrmic, estalviar energia i reduir el cost de fabricació del motlle, el Japó ha desenvolupat alguns acers especials per a treballs en fred per a requisits de refredament a la flama. Els típics inclouen el SX105V (7CrSiMnMoV) d'Aichi Steel, el SX4 (Cr8), l'HMD5 i l'HMD1 de Hitachi Metal, l'acer G05 de Datong Special Steel Company, etc. La Xina ha desenvolupat el 7Cr7SiMnMoV. Aquest tipus d'acer es pot utilitzar per escalfar la fulla o altres parts del motlle mitjançant una pistola de polvorització oxiacetilènica o altres escalfadors després que el motlle s'hagi processat i després s'hagi refredat per aire i s'hagi refredat. Generalment, es pot utilitzar directament després del refredament. A causa del seu procés senzill, s'utilitza àmpliament al Japó. El tipus d'acer representatiu d'aquest tipus d'acer és el 7CrSiMnMoV, que té una bona trempabilitat. Quan l'acer de φ80 mm s'apaga en oli, la duresa a una distància de 30 mm de la superfície pot arribar als 60HRC. La diferència de duresa entre el nucli i la superfície és de 3HRC. Quan es refreda amb flama, després de preescalfar a 180~200°C i escalfar a 900-1000°C per refredar amb una pistola polvoritzadora, la duresa pot arribar a superar els 60HRC i es pot obtenir una capa endurida de més d'1,5 mm.
Acer de matriu per a treball en fred d'alta tenacitat i alta resistència al desgast
Per tal de millorar la tenacitat de l'acer per a motlles de treball en fred i reduir la resistència al desgast de l'acer, algunes de les principals empreses productores d'acer per a motlles estrangeres han desenvolupat successivament una sèrie d'acers per a motlles de treball en fred amb alta tenacitat i resistència al desgast. Aquest tipus d'acer generalment conté aproximadament un 1% de carboni i un 8% de Cr. Amb l'addició de Mo, V, Si i altres elements d'aliatge, els seus carburs són fins, distribuïts uniformement i la seva tenacitat és molt superior a la de l'acer tipus Cr12, mentre que la seva resistència al desgast és similar. La seva duresa, resistència a la flexió, resistència a la fatiga i tenacitat a la fractura són elevades, i la seva estabilitat anti-reveniment també és superior a la de l'acer per a motlles tipus Crl2. Són adequats per a punxons d'alta velocitat i punxons multiestació. Els tipus d'acer representatius d'aquest tipus d'acer són el DC53 del Japó amb baix contingut de V i el CRU-WEAR amb alt contingut de V. El DC53 es refreda a 1020-1040 °C i la duresa pot arribar als 62-63 HRC després del refredament a l'aire. Es pot revenir a baixa temperatura (180 ~ 200 ℃) i a alta temperatura (500 ~ 550 ℃), la seva tenacitat pot ser 1 vegada superior a la de D2 i el seu rendiment a la fatiga és un 20% superior al de D2; després del forjat i laminació CRU-WEAR, es recuit i s'austenitza a 850-870 ℃. A menys de 30 ℃/hora, refredat a 650 ℃ i alliberat, la duresa pot arribar als 225-255HB, la temperatura de refredament es pot seleccionar en el rang de 1020 ~ 1120 ℃, la duresa pot arribar als 63HRC, revenit a 480 ~ 570 ℃ segons les condicions d'ús, amb un efecte d'enduriment secundari evident. L'efecte d'enduriment, la resistència al desgast i la tenacitat són millors que els de D2.
Acer base (acer d'alta velocitat)
L'acer ràpid s'ha utilitzat àmpliament a l'estranger per fabricar motlles de treball en fred d'alt rendiment i llarga vida útil a causa de la seva excel·lent resistència al desgast i duresa vermella, com ara l'acer ràpid estàndard general del Japó SKH51 (W6Mo5Cr4V2). Per adaptar-se als requisits del motlle, la tenacitat sovint es millora reduint la temperatura de refredament, la duresa del refredament o la reducció del contingut de carboni en l'acer ràpid. L'acer matricial es desenvolupa a partir d'acer ràpid i la seva composició química és equivalent a la composició matricial de l'acer ràpid després del refredament. Per tant, el nombre de carburs residuals després del refredament és petit i distribuït uniformement, cosa que millora considerablement la tenacitat de l'acer en comparació amb l'acer ràpid. Els Estats Units i el Japó van estudiar acers base amb graus VascoMA, VascoMatrix1 i MOD2 a principis dels anys 70. Recentment, s'han desenvolupat DRM1, DRM2, DRM3, etc. Generalment s'utilitza per a motlles de treball en fred que requereixen una major tenacitat i una millor estabilitat anti-reveniment. La Xina també ha desenvolupat alguns acers base, com ara 65Nb (65Cr4W3Mo2VNb), 65W8Cr4VTi, 65Cr5Mo3W2VSiTi i altres acers. Aquest tipus d'acer té bona resistència i tenacitat i s'utilitza àmpliament en extrusió en fred, punxonament en fred de plaques gruixudes, rodes de laminació de rosques, matrius d'impressió, matrius de capçalera en fred, etc., i es pot utilitzar com a matrius d'extrusió en calent.
Acer per motlles de metal·lúrgia en pols
L'acer per a motlles d'alta aleació tipus LEDB produït per processos convencionals, especialment materials de secció gran, té carburs eutèctics gruixuts i una distribució desigual, cosa que redueix seriosament la tenacitat, la triturabilitat i la isotropia de l'acer. En els darrers anys, les principals empreses estrangeres d'acer especial que produeixen acer per a eines i motlles s'han concentrat en el desenvolupament d'una sèrie d'acers ràpids de pulverometal·lúrgia i acers per a motlles d'alta aleació, cosa que ha conduït al ràpid desenvolupament d'aquest tipus d'acer. Mitjançant el procés de pulverometal·lúrgia, la pols d'acer atomitzada es refreda ràpidament i els carburs formats són fins i uniformes, cosa que millora significativament la tenacitat, la triturabilitat i la isotropia del material del motlle. A causa d'aquest procés de producció especial, els carburs són fins i uniformes, i es millora la maquinabilitat i el rendiment de trituració, cosa que permet afegir un contingut més alt de carboni i vanadi a l'acer, desenvolupant així una sèrie de nous tipus d'acer. Per exemple, la sèrie DEX (DEX40, DEX60, DEX80, etc.) del Japó Datong, la sèrie HAP de Hitachi Metal, la sèrie FAX de Fujikoshi, la sèrie VANADIS d'UDDEHOLM, la sèrie ASP d'Erasteel de França i l'acer per a eines i matrius de metal·lúrgia en pols de l'empresa americana CRUCIBLE s'estan desenvolupant ràpidament. Formant una sèrie d'acers de metal·lúrgia en pols com ara CPMlV, CPM3V, CPMlOV, CPM15V, etc., la seva resistència al desgast i tenacitat milloren significativament en comparació amb l'acer per a eines i matrius fabricat per processos ordinaris.
Data de publicació: 02-04-2024