Kallarbetsstål används huvudsakligen för stansning, stansning, formning, bockning, kallextrudering, kalldragning, pulvermetallurgiska formar etc. Det kräver hög hårdhet, hög slitstyrka och tillräcklig seghet. Generellt indelat i två kategorier: allmän typ och specialtyp. Till exempel inkluderar allmänt kallarbetsstål i USA vanligtvis fyra stålkvaliteter: 01, A2, D2 och D3. Jämförelsen av stålkvaliteterna för allmänt kallarbetsstål i olika länder visas i tabell 4. Enligt den japanska JIS-standarden är de huvudsakliga typerna av kallarbetsstål som kan användas SK-serien, inklusive SK-serien kolverktygsstål, 8 SKD-serien legeringsverktygsstål och 9 SKHMO-serien snabbstål, totalt 24 stålkvaliteter. Kinas GB/T1299-2000-standard för legeringsverktygsstål inkluderar totalt 11 ståltyper, vilket bildar en relativt komplett serie. Med förändringar i bearbetningsteknik, bearbetade material och efterfrågan på formar kan den ursprungliga basserien inte uppfylla behoven. Japanska stålverk och stora europeiska tillverkare av verktygs- och formarstål har utvecklat specialformade kallbearbetningsformar och gradvis bildat respektive serier av kallbearbetningsformar. Utvecklingen av dessa kallbearbetningsformar är också utvecklingsriktningen för kallbearbetningsformar.
Låglegerat luftkylningsstål för kallbearbetning
Med utvecklingen av värmebehandlingsteknik, särskilt den breda tillämpningen av vakuumkylningsteknik inom formindustrin, har vissa låglegerade luftkylda mikrodeformationsstål utvecklats både hemma och utomlands för att minska kylningsdeformationen. Denna typ av stål kräver god härdbarhet och värmebehandling. Det har liten deformation, god hållfasthet och seghet, och har en viss slitstyrka. Även om standard höglegerade kallbearbetningsstål (som D2, A2) har god härdbarhet, har det högt legeringsinnehåll och är dyrt. Därför har vissa låglegerade mikrodeformationsstål utvecklats både hemma och utomlands. Denna typ av stål innehåller i allmänhet legeringselement som Cr och Mn för att förbättra härdbarheten. Det totala innehållet av legeringselement är i allmänhet <5%. Det är lämpligt för tillverkning av precisionsdelar med små produktionsbatcher och komplexa formar. Representativa stålkvaliteter inkluderar A6 från USA, ACD37 från Hitachi Metals, G04 från Daido Special Steel, AKS3 från Aichi Steel, etc. Kinesiskt GD-stål kan, efter kylning vid 900°C och anlöpning vid 200°C, bibehålla en viss mängd austenit och har god hållfasthet, seghet och dimensionsstabilitet. Det kan användas för att tillverka kallpressningsformar som är benägna att flisa och spricka. Lång livslängd.
Flamhärdat formstål
För att förkorta formtillverkningscykeln, förenkla värmebehandlingsprocessen, spara energi och minska tillverkningskostnaden för formen har Japan utvecklat några speciella kallbearbetningsstål för flamsläckningskrav. Typiska exempel inkluderar Aichi Steels SX105V (7CrSiMnMoV), SX4 (Cr8), Hitachi Metals HMD5, HMD1, Datong Special Steel Companys G05-stål, etc. Kina har utvecklat 7Cr7SiMnMoV. Denna typ av stål kan användas för att värma bladet eller andra delar av formen med en oxyacetylensprutpistol eller andra värmare efter att formen har bearbetats och sedan luftkylts och kylts. Generellt kan det användas direkt efter kylning. Tack vare sin enkla process används det i stor utsträckning i Japan. Den representativa ståltypen för denna typ av stål är 7CrSiMnMoV, som har god härdbarhet. När φ80 mm stål oljekyls kan hårdheten på ett avstånd av 30 mm från ytan nå 60HRC. Skillnaden i hårdhet mellan kärnan och ytan är 3 HRC. Vid flamsläckning, efter förvärmning vid 180~200°C och uppvärmning till 900-1000°C för släckning med sprutpistol, kan hårdheten nå över 60 HRC och ett härdat lager på över 1,5 mm kan erhållas.
Hög seghet, hög slitstyrka kallbearbetningsstål
För att förbättra segheten hos kallbearbetningsstål och minska stålets slitstyrka har några stora utländska företag som tillverkar stålgjutformar successivt utvecklat en serie kallbearbetningsstål med både hög seghet och hög slitstyrka. Denna typ av stål innehåller generellt cirka 1 % kol och 8 % Cr. Med tillsats av Mo, V, Si och andra legeringsämnen är dess karbider fina, jämnt fördelade, och dess seghet är mycket högre än för Cr12-stål, medan dess slitstyrka är likartad. Deras hårdhet, böjhållfasthet, utmattningshållfasthet och brottseghet är hög, och deras anlöpningsstabilitet är också högre än för Crl2-stål. De är lämpliga för höghastighetsstansar och flerstationsstansar. De representativa ståltyperna för denna typ av stål är Japans DC53 med låg V-halt och CRU-WEAR med hög V-halt. DC53 kyls vid 1020-1040 °C och hårdheten kan nå 62-63 HRC efter luftkylning. Den kan anlöpas vid låg temperatur (180 ~ 200 ℃) och hög temperaturanlöpning (500 ~ 550 ℃), dess seghet kan vara 1 gånger högre än D2, och dess utmattningsprestanda är 20% högre än D2; efter CRU-WEAR smide och valsning glödgas och austenitiseras den vid 850-870 ℃. Mindre än 30 ℃/timme, kyls till 650 ℃ och frigörs, hårdheten kan nå 225-255HB, kylningstemperaturen kan väljas inom intervallet 1020 ~ 1120 ℃, hårdheten kan nå 63HRC, anlöpt vid 480 ~ 570 ℃ enligt användningsförhållandena, med tydliga sekundära härdningseffekter, slitstyrka och seghet är bättre än D2.
Basstål (snabbstål)
Snabbstål har använts flitigt utomlands för att tillverka högpresterande och långlivade kallbearbetningsformar tack vare dess utmärkta slitstyrka och röda hårdhet, såsom Japans allmänna standard snabbstål SKH51 (W6Mo5Cr4V2). För att anpassa sig till formens krav förbättras segheten ofta genom att sänka kylningstemperaturen, kylningshårdheten eller minska kolhalten i snabbstål. Matrisstål utvecklas från snabbstål, och dess kemiska sammansättning motsvarar matrissammansättningen hos snabbstål efter kylning. Därför är antalet kvarvarande karbider efter kylning litet och jämnt fördelat, vilket avsevärt förbättrar stålets seghet jämfört med snabbstål. USA och Japan studerade basstål med kvaliteterna VascoMA, VascoMatrix1 och MOD2 i början av 1970-talet. Nyligen har DRM1, DRM2, DRM3 etc. utvecklats. Används generellt för kallbearbetningsformar som kräver högre seghet och bättre anlöpningsstabilitet. Kina har också utvecklat några basstål, såsom 65Nb (65Cr4W3Mo2VNb), 65W8Cr4VTi, 65Cr5Mo3W2VSiTi och andra stål. Denna typ av stål har god hållfasthet och seghet och används ofta inom kallpressning, kallstansning av tjockplåt, gängvalshjul, avtrycksformar, kallprofilformar etc., och kan användas som varmaskpressningsformar.
Pulvermetallurgisk formstål
LEDB-typ höglegerat kallbearbetningsstål som produceras med konventionella processer, särskilt material med stor tvärsnitt, har grova eutektiska karbider och ojämn fördelning, vilket avsevärt minskar stålets seghet, malbarhet och isotropi. Under senare år har stora utländska specialstålföretag som producerar verktygs- och formstål koncentrerat sig på att utveckla en serie pulvermetallurgiska snabbstål och höglegerade formstål, vilket har lett till en snabb utveckling av denna typ av stål. Med hjälp av pulvermetallurgisk process kyls det finfördelade stålpulvret snabbt och de bildade karbiderna är fina och enhetliga, vilket avsevärt förbättrar formmaterialets seghet, malbarhet och isotropi. Tack vare denna speciella produktionsprocess är karbiderna fina och enhetliga, och bearbetbarheten och slipningsprestandan förbättras, vilket möjliggör tillsats av högre kol- och vanadinhalter till stålet, vilket utvecklar en serie nya ståltyper. Till exempel utvecklas Japans Datongs DEX-serie (DEX40, DEX60, DEX80, etc.), Hitachi Metals HAP-serie, Fujikoshis FAX-serie, UDDEHOLMs VANADIS-serie, Frankrikes Erasteels ASP-serie och det amerikanska företaget CRUCIBLEs pulvermetallurgiska verktygs- och formstål snabbt. Genom att bilda en serie pulvermetallurgiska stål som CPM1V, CPM3V, CPM1OV, CPM15V, etc., förbättras deras slitstyrka och seghet avsevärt jämfört med verktygs- och formstål som tillverkas med vanliga processer.
Publiceringstid: 2 april 2024