JIS-kylmätyötyökaluteräsmateriaalit

Kylmätyöstötyökaluteräkset ovat pääraaka-aineita työkaluille, kuten mittari-, porateräs- ja lävistyspuristimelle, sekä meistille, kuten meistolle, takomiselle, valssaukselle ja valssaukselle. Leikkauksessa, taivutuksessa, leimaamisessa, puristamisessa ja muissa prosesseissa muottiin kohdistuu korkea pintapaine ja iskukuormitus, suurin osa muotista johtuen kulumisesta, kuumataivutuksesta, halkeilusta ja muista syistä romutetaan. Kylmätyöstötyökaluteräkset on yleensä karkaistava ja karkaistava ja niitä tulee käyttää kovuuden ollessa noin 60 HRC. Siksi vaaditaan suurta lujuutta, korkeaa kulutuskestävyyttä, korkeaa väsymiskestävyyttä ja suurta sitkeyttä.

Kulutuskestävyys on kylmätyöstötyökaluterästen tärkein ominaisuus. Perusmenetelmä kulutuskestävyyden parantamiseksi on lisätä teräksen kovuutta. Teräksen C-pitoisuuden lisääminen voi parantaa teräksen kovuutta. Lisäksi Cr, Mo, V, W ja muiden elementtien lisääminen voi saada teräksen sisältämään M7C3, M6C, MC ja muita kovia karbideja, mikä voi edelleen parantaa teräksen kulutuskestävyyttä. Teräksen sitkeys ja väsymiskestävyys kuitenkin heikkenevät liiallisella karbidimäärällä. Siksi sopivat kylmätyöstötyökaluteräkset tulee valita niiden käyttötarkoituksen mukaan.

 

JIS-standardi sisältää pääasiassa hiilityökaluteräkset ja seosteräkset, joista 11 on hiilityökaluteräksiä ja 10 on seostettuja työkaluteräksiä. Hiilityökaluteräksen C-pitoisuus on 0.55 % ~ 1.50 % ja sisältää vähän Si:a ja Mn:a. Lämpötilassa 750 ~ 840 ℃ suoritetun karkaisun ja 150 ~ 200 ℃:n karkaisun jälkeen sen kovuus voi olla 54 ~ 63 HRC. Hiilityökaluteräksessä on vähän seosaineita ja huono karkaisu, joten vesijäähdytyskarkaisu on suoritettava, mutta vain pinta karkaistaan ​​keskikovuuden ollessa vielä alhainen. Yleisimmin käytetty laatu on SK105 (1.05C-0.2Si-0.25Mn), jota voidaan käyttää leikkaustyökaluna, porateräksenä, jiginä ja lävistysmuotina. JIS luokittelee seostetut työkaluteräkset leikkaustyökaluteräksiksi, iskunkestäväksi työkaluteräksiksi, kylmämuottiteräksiksi, kuumatyöstöteräksiksi ja moniin parannettujen terästen laatuihin. Seuraavassa on lyhyt kuvaus seostettujen työkaluterästen edustavien laatujen ominaisuuksista.

 

Vähäseosteiset työkaluteräkset

Vähäseosteiset työkaluteräkset sisältävät pieniä määriä seosaineita kylmätyöstöteräkset. Yleisesti käytetyt laatulajit ovat SKS93 (1.05C-0.95Mn-0.4Cr) ja SKS3 (0.95C-1.05Mn-0.75Cr). SKS3-teräs sisältää myös 0.75 % W, mikä paransi karkaisua ja sitkeyttä. Sitä voidaan käyttää leikkaamiseen, mittareihin, lävistysmuotteihin jne.

 

Korkea C-Cr kylmätyöstötyökaluteräs

Tyypillinen materiaali on SKD11 (1.5C-12CR-1MO sarja). Korkea Cr-pitoisuus tuottaa karkeaa Cr-karbidia (M7C3) perusfaasissa, mikä parantaa sen kulutuskestävyyttä. SKD11:llä on hyvä karkenevuus, ja tasainen ytimen kovuus voidaan saada ilmajäähdytyksellä. Sammutuslämpötila on 1000 ~ 1040 ℃, jota käytetään yleisesti tyhjiölämpökäsittelyuuneissa.

Kylmätyöstötyökaluteräs, jolla on parempi kulutuskestävyys kuin SKD11, on SKD1 (2C-12Cr-sarja), jossa on enemmän C- ja Cr-pitoisuutta, mikä tekee SKD1-työkaluteräksestä korkean kulutuskestävyyden. Suuri määrä Cr-karbidia tekee siitä kuitenkin vähemmän sitkeän ja väsymyksenkestävän kuin SKD11. Koska SKD1:n sammutuslämpötila on 950 ℃, mikä eroaa yleisesti käytetystä karkaisulämpötilasta ja sillä on huono karkaisu, se on karkaistava öljyllä, joten SKD1:tä ei käytetä yleisesti. SKD11:n pohjalta on kehitetty erilaisia ​​parannettuja teräksiä eri tarkoituksiin ja niitä on käytetty laajalti.

 

5 % Cr kylmätyöstötyökaluteräkset

Tyypillinen JIS 5%Cr kylmätyötyökaluterästen laatu on SKD12 (1C-5Cr-1Mo-sarja). SKD12:lla on erinomainen sitkeys, vähemmän C- ja Cr-pitoisuutta kuin SKD11, mutta hieman huono kulutuskestävyys. SKD12:n etuna on, että lämpökäsittelyn koon muodonmuutoksen anisotropia on pieni. SKD12:n karkaisulämpötila on 970 ℃, karkaisun kovuus on 60 HRC alhaisessa lämpötilassa ja karkaisun kovuus on alle 58 HRC korkeassa lämpötilassa. Nämä eroavat yleisistä työkaluteräksistä, joten niitä käytetään harvoin.

 

8 % Cr kylmätyöstötyökaluterästä

Vaikka 8 % Cr-teräs ei sisälly JIS-standardiin, sitä käytetään laajalti. Terässäädetty elementtipitoisuus perustuu SKD11:een ja pääkoostumukseen on 1C-8Cr-2Mo. Muottiteräkset halkeilevat usein EDM:n ja jäännösjännityksen ja riittämättömän sitkeyden vuoksi. Korkean lämpötilan karkaisu voi tehokkaasti poistaa jäännösjännityksen, mutta SKD11 korkean lämpötilan karkaisun jälkeen ei saa vaadittua kovuutta ja sitkeyttä.

Siksi C:n ja Cr:n vähentäminen ja Mo:n lisääminen SKD11:n perusteella muodostaen 8% Cr-teräksen, valmistaa terästä korkean lämpötilan karkaisulla, voit myös saada korkean kovuuden 62HRC. 8 % Cr ei ole yhtä hyvä kuin SKD11 kulutuskestävyyden ja leikkauskyvyn suhteen. Erinomaisen kokonaisvaltaisen suorituskyvyn ansiosta sitä käytetään kuitenkin edelleen laajasti. Se on kylmätyöstötyökaluteräksen vakiolaatu SKD11:llä.

 

Matriisileimausmuottiterästä

Matriisileimausmuottiteräs vastaa matriisiterästä, joka eliminoi karkeat SKD11-karbidit. Sitä ei ole vielä sisällytetty JIS-standardiin, mutta monet yritykset ovat kehittäneet ja käyttäneet sitä laajasti. 8 % Cr:n perusteella C ja Cr pelkistyvät edelleen, joten teräksessä ei juuri ole karkeaa kovametallia, joten teräksen sitkeys ja väsymiskestävyys on paljon parempi kuin 8 % Cr teräksellä. Myös lämpökäsittelyn mittamuodonmuutosten työstettävyys ja anisotropia paranevat. Matriisileimausmuottiteräs lyhentää valmiin muotin valmistusaikaa.

 

Liekkipintakarkaistu teräs

Työkaluteräksiä käytetään yleensä tavanomaisen karkaisun ja karkaisun jälkeen. Liekkipintakarkaistu teräs on yksinkertaistettua teräksen karkaisu- ja karkaisukäsittelyä, pääkomponentti on 0.7C-1Si-1Mn-1Cr, on prosessoitu muotin kovuusvaatimukset lämmitettäville osille hitsaussuuttimella tai sulakesuuttimella ja sitten jäähdytyksellä, jotta kovuus on suurempi. 60 HRC. Liekkipintakarkaistulle teräkselle on ominaista laaja karkaisulämpötila-alue, ja sillä on tietty karkenevuus, sitkeys ja hitsattavuus. Se ei sisälly JIS-standardiin, mutta koska hinta on halvempi kuin teräksen leimaaminen ja vähemmän lämpökäsittelytunteja, lyhyt toimitusaika, kaasua on käytetty laajalti autonvalmistajien leikkaamiseen.