Matériaux en acier à outils de travail à froid JIS

Les aciers à outils de travail à froid sont les principales matières premières pour les outils tels que la jauge, l'acier de forage et la presse à poinçonner, ainsi que les matrices telles que l'estampage, le forgeage, le laminage et le laminage. Lors de la découpe, du pliage, de l'estampage, de la compression et d'autres processus, le moule est soumis à une pression de surface élevée et à une charge d'impact, la plupart du moule étant due à l'usure, au pliage à chaud, à la fissuration et à d'autres raisons. Les aciers à outils de travail à froid doivent généralement être trempés et revenus et utilisés dans des conditions de dureté d'environ 60 HRC. Par conséquent, une résistance élevée, une résistance à l'usure élevée, une résistance à la fatigue élevée et une ténacité élevée sont nécessaires.

La résistance à l'usure est la caractéristique la plus importante des aciers à outils pour travail à froid. La méthode de base pour améliorer la résistance à l'usure consiste à augmenter la dureté de l'acier. L'augmentation de la teneur en C de l'acier peut améliorer la dureté. De plus, l'ajout de Cr, Mo, V, W et d'autres éléments peut faire en sorte que l'acier contienne du M7C3, M6C, MC et d'autres carbures durs, ce qui peut encore améliorer la résistance à l'usure de l'acier. Cependant, la ténacité et la résistance à la fatigue de l'acier diminuent avec une quantité excessive de carbure. Par conséquent, les aciers à outils de travail à froid appropriés doivent être sélectionnés en fonction de leurs utilisations.

 

La norme JIS comprend principalement les aciers à outils au carbone et aciers à outils alliés, dont 11 sont des aciers à outils au carbone et 10 sont des aciers à outils alliés. La teneur en C de l'acier à outils au carbone est de 0.55% ~ 1.50% et contient un peu de Si et de Mn. Après trempe à 750 ~ 840 ℃ et revenu à 150 ~ 200 ℃, sa dureté peut atteindre 54 ~ 63HRC. Du fait qu'il y a peu d'éléments d'alliage dans l'acier à outils au carbone et une faible trempabilité, il est nécessaire d'effectuer une trempe par refroidissement à l'eau, mais seule la surface est durcie alors que la dureté centrale est encore faible. La nuance la plus couramment utilisée est SK105 (1.05C-0.2Si-0.25Mn), qui peut être utilisée comme outils de coupe, foret d'acier, gabarit et matrice de poinçonnage. JIS classe les aciers alliés à outils comme les aciers à outils de coupe, les aciers à outils résistants aux chocs, les aciers pour matriçage à froid, les aciers pour matriçage à chaud et de nombreuses nuances d'aciers améliorés. Ce qui suit est une brève description des caractéristiques des nuances représentatives des aciers alliés à outils.

 

Aciers à outils faiblement alliés

Les aciers à outils faiblement alliés contiennent de petites quantités d'éléments d'alliage aciers de matrices de travail à froid. Les nuances couramment utilisées sont SKS93 (1.05C-0.95Mn-0.4Cr) et SKS3 (0.95C-1.05Mn-0.75Cr). L'acier SKS3 contient également 0.75% W, ce qui améliore la trempabilité et la ténacité. Il peut être utilisé pour fabriquer des arêtes de coupe, des jauges, des matrices de poinçonnage, etc.

 

Acier à outils de travail à froid à haute teneur en C-Cr

Le matériau typique est le SKD11 (série 1.5C-12CR-1MO). La teneur élevée en Cr produit le carbure de Cr grossier (M7C3) dans la phase mère, ce qui améliore sa résistance à l'usure. SKD11 a une bonne trempabilité et une dureté de noyau uniforme peut être obtenue par refroidissement à l'air. La température de trempe est de 1000 ~ 1040 ℃, ce qui est couramment utilisé dans les fours de traitement thermique sous vide.

L'acier à outils de travail à froid avec une meilleure résistance à l'usure que le SKD11 est le SKD1 (série 2C-12Cr), qui contient plus de C et de Cr, ce qui rend l'acier à outils SKD1 avec une résistance à l'usure élevée. Cependant, la grande quantité de carbure de Cr le rend moins solide et résistant à la fatigue que le SKD11. Parce que la température de trempe du SKD1 est de 950 ℃, ce qui est différent de la température de trempe couramment utilisée et a une faible trempabilité, il doit être trempé à l'huile, donc SKD1 n'est pas couramment utilisé. Une variété d'aciers améliorés ont été développés sur la base de SKD11 à des fins différentes et ont été largement utilisés.

 

Aciers à outils de travail à froid 5% Cr

La nuance typique des aciers à outils de travail à froid JIS 5% Cr est SKD12 (série 1C-5Cr-1Mo) .SKD12 a une excellente ténacité, une teneur en C et Cr inférieure à SKD11, mais une résistance à l'usure légèrement médiocre. L'avantage du SKD12 est que l'anisotropie de déformation de taille de traitement thermique est faible. La température de trempe du SKD12 est de 970 ℃, la dureté de revenu est de 60HRC à basse température et la dureté de revenu est inférieure à 58HRC à haute température. Ceux-ci sont différents des aciers à outils généraux, ils sont donc rarement utilisés.

 

Acier à outils de travail à froid 8% Cr

Bien que l'acier à 8% Cr ne soit pas inclus dans la norme JIS, il est largement utilisé. La teneur en éléments ajustée en acier basée sur SKD11 et la composition principale est 1C-8Cr-2Mo. Les aciers moulés se fissurent souvent à cause de l'électroérosion, des contraintes résiduelles de trempe et d'une ténacité insuffisante. Le revenu à haute température peut éliminer efficacement la contrainte résiduelle, mais SKD11 après le revenu à haute température ne peut pas obtenir la dureté et la ténacité requises.

Par conséquent, la réduction du C et du Cr et l'augmentation du Mo sur la base du SKD11 pour former de l'acier à 8% de Cr, fabriquer de l'acier par revenu à haute température peut également obtenir une dureté élevée de 62HRC. 8% Cr n'est pas aussi bon que SKD11 en termes de résistance à l'usure et de capacité de coupe. Cependant, en raison de ses excellentes performances complètes, il est encore largement utilisé. C'est la nuance standard de l'acier à outils de travail à froid avec SKD11.

 

Matrice estampage moule en acier

L'acier du moule pour emboutissage matriciel est équivalent à l'acier matriciel qui élimine les carbures grossiers SKD11. Il n'a pas encore été inclus dans la norme JIS mais a été développé et largement utilisé par de nombreuses entreprises. Sur la base de 8% de Cr, C et Cr sont encore réduits, de sorte qu'il n'y a presque pas de carbure grossier dans l'acier, de sorte que la ténacité et la résistance à la fatigue de l'acier sont bien meilleures que celles de l'acier à 8% de Cr. L'usinabilité et l'anisotropie de la déformation dimensionnelle du traitement thermique sont également améliorées. L'acier de moulage par emboutissage matriciel raccourcit le temps de fabrication du moule fini.

 

Acier trempé à la surface de la flamme

Les aciers à outils sont généralement utilisés après une trempe et un revenu conventionnels. L'acier trempé à la surface de la flamme est un traitement de trempe et de revenu simplifié de l'acier, le composant principal est 0.7C-1Si-1Mn-1Cr, est les exigences de dureté du moule traitées des pièces chauffantes avec buse de soudage ou buse de fusible, puis refroidissement, pour obtenir une dureté supérieure 60HRC. L'acier trempé à la flamme se caractérise par une large plage de températures de trempe et possède une certaine trempabilité, ténacité et soudabilité. Il n'est pas inclus dans la norme JIS, mais parce que le prix est moins cher que les matrices d'estampage en acier, et moins d'heures de traitement thermique, un délai de livraison court, le gaz a été largement utilisé pour les matrices de découpe dans les constructeurs automobiles.