Troquel de estampación de materiales de uso común y principios de selección de materiales
Introducción
Materiales para la fabricaciónTroqueles de estampadoson acero, carburo cementado, carburo cementado unido con acero, aleación a base de zinc, aleación de bajo punto de fusión, bronce de aluminio, materiales poliméricos, etc. La mayoría de los materiales utilizados para fabricar moldes de estampación son acero. Los tipos de piezas de trabajo de molde comúnmente utilizadas son: acero al carbono para herramientas, acero para herramientas de baja aleación, acero para herramientas con alto contenido de carbono, alto cromo o medio cromo, acero de aleación de medio carbono y acero de alta velocidad. , Acero base y carburo cementado, carburo cementado de acero, etc.
Clasificación básica
una. acero al carbono para herramientas
Los aceros al carbono para herramientas más utilizados en el molde son T8A, T10A, etc. Las ventajas son buena procesabilidad y bajo precio. Sin embargo, la templabilidad y la dureza al rojo son deficientes, la deformación por tratamiento térmico es grande y la capacidad de carga es baja.
b. Acero para herramientas de baja aleación
El acero para herramientas de baja aleación se basa en acero para herramientas al carbono con una cantidad adecuada de elementos de aleación. En comparación con el acero al carbono para herramientas, reduce la tendencia a la deformación y el agrietamiento por enfriamiento, mejora la templabilidad del acero y tiene una mejor resistencia al desgaste. Los aceros de baja aleación utilizados para fabricar moldes incluyen CrWMn, 9Mn2V, 7CrSiMnMoV (código CH-1), 6CrNiSiMnMoV (código GD) y similares.
C. Acero para herramientas con alto contenido de carbono y cromo
Los aceros para herramientas con alto contenido de cromo y alto contenido de carbono comúnmente utilizados son Cr12 y Cr12MoV, Cr12Mo1V1 (código D2) y SKD11. Tienen buena templabilidad, templabilidad y resistencia al desgaste, y tienen poca deformación por tratamiento térmico. , La capacidad de carga solo es superada por el acero de alta velocidad. Sin embargo, la segregación del carburo es grave y se debe realizar un recalcado repetido (recalcado axial, trefilado radial) para cambiar el forjado a fin de reducir la irregularidad del carburo y mejorar el rendimiento.
d. Acero para herramientas con alto contenido de carbono y medio cromo
Los aceros para herramientas con alto contenido de carbono y medio cromo para moldes incluyen Cr4W2MoV, Cr6WV, Cr5MoV, etc., que tienen bajo contenido de cromo, carburos eutécticos bajos, distribución uniforme de carburos, pequeña deformación por tratamiento térmico, buena templabilidad y estabilidad dimensional. Sexo. En comparación con el acero con alto contenido de carbono y alto contenido de cromo con una segregación de carburos relativamente severa, se mejora el rendimiento.
mi. Acero de alta velocidad
El acero de alta velocidad tiene la mayor dureza, resistencia a la abrasión y resistencia a la compresión entre los aceros para moldes, y tiene una alta capacidad de carga. Comúnmente utilizados en moldes son W18Cr4V (código 8-4-1) y W6Mo5 Cr4V2 (código 6-5-4-2, marca estadounidense M2) con bajo contenido de tungsteno, y aceros de alta velocidad reductores de carbono y vanadio desarrollados para mejorar la tenacidad 6W6Mo5 Cr4V (código 6W6 o bajo en carbono M2). El acero rápido también debe forjarse para mejorar su distribución de carburos.
F. Base de acero
Agregue una pequeña cantidad de otros elementos a la composición básica del acero de alta velocidad y aumente o disminuya adecuadamente el contenido de carbono para mejorar el rendimiento del acero. Dichos tipos de acero se denominan colectivamente como acero base. No solo tienen las características del acero de alta velocidad, tienen cierta resistencia al desgaste y dureza, sino que también tienen mejor resistencia a la fatiga y tenacidad que el acero de alta velocidad. El acero base comúnmente utilizado en moldes es 6Cr4W3Mo2VNb (código 65Nb), 7Cr7Mo2V2Si (código LD), 5Cr4Mo3SiMnVAL (código 012AL), etc.
gramo. Carburo y acero carburo cementado
El carburo cementado tiene mayor dureza y resistencia al desgaste que cualquier otro tipo de acero para moldes, pero tiene poca resistencia a la flexión y tenacidad. El carburo cementado utilizado como molde es tungsteno-cobalto. Para el molde con baja resistencia al impacto y alta resistencia al desgaste, se puede seleccionar el carburo cementado con bajo contenido de cobalto. Para moldes de alto impacto, se puede seleccionar carburo cementado con mayor contenido de cobalto.
El carburo cementado unido con acero está hecho de polvo de hierro con una pequeña cantidad de polvo de elementos de aleación (como cromo, molibdeno, tungsteno, vanadio, etc.) como aglutinante, y carburo de titanio o carburo de tungsteno como fase dura, que se sinteriza por pulvimetalurgia. La matriz del carburo cementado con aglomerante de acero es acero, que supera las desventajas de la poca tenacidad y el difícil mecanizado del carburo cementado, y se puede cortar, soldar, forjar y tratar térmicamente. Los carburos cementados unidos con acero contienen una gran cantidad de carburos. Aunque la dureza y la resistencia al desgaste son inferiores a las de los carburos cementados, siguen siendo superiores a las de otros tipos de acero. Después del templado y revenido, la dureza puede llegar a 68 ~ 73HRC.
H. Nuevos materiales
Los materiales utilizados para estampar matrices son aceros para matrices de trabajo en frío, que son los aceros para matrices con una gran cantidad de aplicación, una amplia gama de uso y la mayor variedad. Los principales requisitos de rendimiento son la fuerza, la tenacidad y la resistencia al desgaste. La tendencia de desarrollo del acero para troqueles para trabajo en frío se basa en el rendimiento del acero de alta aleación D2 (equivalente al Cr12MoV de China), que se divide en dos ramas principales: una es reducir el contenido de carbono y la cantidad de elementos de aleación, y mejorar la uniformidad de la distribución de carburo en el acero mejora notablemente la tenacidad del molde. Como 8CrMo2V2Si de la compañía estadounidense de acero de aleación de vanadio, DC53 (Cr8Mo2SiV) de Japan Datong Special Steel Company. El otro es un acero de alta velocidad en polvo desarrollado con el objetivo principal de mejorar la resistencia al desgaste para adaptarse a la producción en masa, automatización y alta velocidad. Como 320CrVMo13 en Alemania, etc.
Principio de selección
En los troqueles de estampado, se utilizan diversos materiales metálicos y no metálicos, principalmente acero al carbono, acero aleado, hierro fundido, acero fundido, aleación dura, aleación de bajo punto de fusión, aleación a base de zinc, bronce de aluminio, resina sintética, caucho de poliuretano, plástico , tableros de abedul laminado, etc.
Se requiere que los materiales utilizados para hacer los moldes tengan propiedades tales como alta dureza, alta resistencia, alta resistencia al desgaste, tenacidad apropiada, alta templabilidad, sin deformación (o menos deformación) durante el tratamiento térmico y sin agrietamiento durante el templado.
La selección razonable de los materiales del molde y la implementación del proceso de tratamiento térmico correcto son las claves para garantizar la vida útil del molde. Para moldes con diferentes propósitos, se debe dar una consideración integral a factores tales como sus condiciones de trabajo, condiciones de estrés, las propiedades del material que se procesa, los lotes de producción y la productividad, y un enfoque en el desempeño de los requisitos anteriores. Elección del proceso correspondiente.
Cuando el volumen de producción de piezas estampadas es muy grande, el material de la parte convexa y la parte cóncava de las partes de trabajo del molde deben seleccionarse del acero del molde con alta calidad y buena resistencia al desgaste. Para las otras partes de la estructura del proceso y las partes de la estructura auxiliar del molde, el material de las partes debe mejorarse en consecuencia. Cuando el tamaño del lote no es grande, los requisitos para las propiedades del material deben relajarse adecuadamente para reducir los costos.
Cuando el material que se estampa es más duro o la resistencia a la deformación es mayor, las matrices convexas y cóncavas del punzón deben seleccionarse entre materiales con buena resistencia al desgaste y alta resistencia. Al estirar acero inoxidable, se puede usar un troquel de bronce de aluminio porque tiene una mejor antiadherencia. El poste guía y el manguito guía requieren resistencia al desgaste y una mejor tenacidad, por lo que se utilizan principalmente la cementación superficial y el temple de acero con bajo contenido de carbono. Para otro ejemplo, la principal deficiencia del acero al carbono para herramientas es la escasa templabilidad. Cuando el tamaño de la sección del troquel es grande, su dureza central sigue siendo baja después del enfriamiento rápido. Sin embargo, cuando se trabaja en una prensa con un gran número de golpes, debido a su resistencia, el buen impacto se ha convertido en una ventaja. Para las partes de la placa fija y la placa de descarga, no solo debe tener suficiente resistencia, sino que también requiere una pequeña deformación durante el trabajo. Además, también puede utilizar el tratamiento criogénico y en frío, el tratamiento al vacío y los métodos de fortalecimiento de la superficie para mejorar el rendimiento de las piezas del molde. Para troqueles de extrusión en frío con malas condiciones de trabajo para troqueles convexos y cóncavos, se deben seleccionar aceros para moldes con suficientes propiedades mecánicas integrales, como suficiente dureza, resistencia, tenacidad, resistencia al desgaste, etc., y deben tener cierta dureza roja y resistencia a la fatiga térmica. . .
Se debe tener en cuenta la trabajabilidad en frío y en caliente del material y las condiciones existentes en la planta.
Tenga en cuenta el uso de acero de troquel microdeformado para reducir los costos de mecanizado.
Para moldes con requisitos especiales, se debe desarrollar y aplicar acero para moldes con propiedades especiales.
La elección de los materiales del molde debe determinarse de acuerdo con las condiciones de uso de las partes del molde, de modo que, bajo la premisa de que se cumplan las condiciones principales, se seleccionen materiales de bajo costo para reducir los costos.
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