Materiali in acciaio per utensili per lavorazione a freddo JIS

Gli acciai per utensili per lavorazione a freddo sono le principali materie prime per utensili come calibro, acciaio per trapani e punzonatrici, nonché stampi come stampaggio, forgiatura, laminazione e laminazione. Durante il taglio, la piegatura, lo stampaggio, la compressione e altri processi, lo stampo è sottoposto ad un'elevata pressione superficiale e carico di impatto, la maggior parte dello stampo a causa di usura, piegatura a caldo, crepe e altri motivi vengono scartati. Gli acciai per utensili per lavorazione a freddo generalmente devono essere temprati e temprati e utilizzati a condizione della durezza di circa 60HRC. Pertanto, sono richieste elevata resistenza, elevata resistenza all'usura, elevata resistenza alla fatica e elevata tenacità.

La resistenza all'usura è la caratteristica più importante degli acciai per utensili per lavorazione a freddo. Il metodo di base per migliorare la resistenza all'usura è aumentare la durezza dell'acciaio. L'aumento del contenuto di C nell'acciaio può migliorare la durezza. Inoltre, l'aggiunta di Cr, Mo, V, W e altri elementi può far sì che l'acciaio contenga M7C3, M6C, MC e altri carburi duri, che possono migliorare ulteriormente la resistenza all'usura dell'acciaio. Tuttavia, la tenacità e la resistenza alla fatica dell'acciaio diminuiscono con una quantità eccessiva di carburo. Pertanto, gli acciai per utensili per la lavorazione a freddo adatti dovrebbero essere selezionati in base ai loro usi.

 

Lo standard JIS include principalmente acciai per utensili al carbonio e acciai per utensili legati, di cui 11 sono acciai al carbonio per utensili e 10 sono acciai legati per utensili. Il contenuto di C dell'acciaio per utensili al carbonio è 0.55% ~ 1.50% e contiene un po 'di Si e Mn. Dopo la tempra a 750 ~ 840 ℃ e la tempra a 150 ~ 200 ℃, la sua durezza può raggiungere 54 ~ 63 HRC. Poiché ci sono pochi elementi di lega nell'acciaio per utensili al carbonio e scarsa temprabilità, è necessario effettuare la tempra di raffreddamento ad acqua, ma solo la superficie è indurita mentre la durezza centrale è ancora bassa. Il grado più comunemente usato è SK105 (1.05C-0.2Si-0.25Mn), che può essere utilizzato come utensili da taglio, acciaio per trapano, maschera e matrici di punzonatura. JIS classifica gli acciai per utensili legati come acciai per utensili da taglio, acciai per utensili resistenti agli urti, acciai per stampi a freddo, acciai per stampi a caldo e molti tipi di acciai migliorati. Quella che segue è una breve descrizione delle caratteristiche delle qualità rappresentative degli acciai legati per utensili.

 

Acciai per utensili bassolegati

Gli acciai per utensili bassolegati contengono piccole quantità di elementi leganti in acciai per stampi a freddo. I gradi comunemente usati sono SKS93 (1.05C-0.95Mn-0.4Cr) e SKS3 (0.95C-1.05Mn-0.75Cr). L'acciaio SKS3 contiene anche lo 0.75% di W che ha migliorato la temprabilità e la tenacità. Può essere utilizzato per realizzare taglienti, calibri, stampi di punzonatura, ecc.

 

Acciaio per utensili per lavorazione a freddo ad alto C-Cr

Il materiale tipico è SKD11 (serie 1.5C-12CR-1MO). L'alto contenuto di Cr produce il carburo di Cr grosso (M7C3) nella fase madre, che ne migliora la resistenza all'usura. SKD11 ha una buona temprabilità e una durezza del nucleo uniforme può essere ottenuta mediante raffreddamento ad aria. La temperatura di tempra è di 1000 ~ 1040 ℃, comunemente utilizzata nei forni per trattamenti termici sottovuoto.

L'acciaio per utensili per lavorazione a freddo con una migliore resistenza all'usura rispetto a SKD11 è SKD1 (serie 2C-12Cr), che ha più contenuto di C e Cr, rendendo l'acciaio per utensili SKD1 con elevata resistenza all'usura. Tuttavia, la grande quantità di carburo Cr lo rende meno tenacità e resistente alla fatica rispetto all'SKD11. Poiché la temperatura di tempra di SKD1 è 950 ℃, che è diversa dalla temperatura di tempra comunemente usata e ha una scarsa temprabilità, deve essere tempra in olio, quindi SKD1 non è comunemente usato. Una varietà di acciai migliorati è stata sviluppata sulla base di SKD11 per scopi diversi e sono stati ampiamente utilizzati.

 

Acciai per utensili per lavorazione a freddo al 5% Cr

Il grado tipico degli acciai per utensili per lavorazione a freddo JIS 5% Cr è SKD12 (serie 1C-5Cr-1Mo) .SKD12 ha un'eccellente tenacità, un contenuto di C e Cr inferiore rispetto a SKD11, ma una resistenza all'usura leggermente scarsa. Il vantaggio di SKD12 è che l'anisotropia di deformazione delle dimensioni del trattamento termico è piccola. La temperatura di tempra di SKD12 è 970 ℃, la durezza di rinvenimento è 60HRC a bassa temperatura e la durezza di rinvenimento è inferiore a 58HRC ad alta temperatura. Questi sono diversi dagli acciai per utensili generali, quindi sono usati raramente.

 

8% Cr acciaio per utensili per lavorazione a freddo

Sebbene l'8% di acciaio Cr non sia incluso nello standard JIS, è ampiamente utilizzato. Il contenuto dell'elemento regolato in acciaio basato su SKD11 e la composizione principale è 1C-8Cr-2Mo. Gli acciai per stampi spesso si rompono a causa dell'EDM, dello stress residuo da tempra e della tenacità insufficiente. Il rinvenimento ad alta temperatura può eliminare efficacemente lo stress residuo, ma SKD11 dopo il rinvenimento ad alta temperatura non può ottenere la durezza e la tenacità richieste.

Pertanto, riducendo C e Cr e aumentare Mo sulla base di SKD11 per formare l'8% di acciaio Cr, rendere l'acciaio mediante tempra ad alta temperatura può anche ottenere un'elevata durezza 62HRC. L'8% di Cr non è buono come SKD11 in termini di resistenza all'usura e capacità di taglio. Tuttavia, grazie alle sue eccellenti prestazioni complete, è ancora ampiamente utilizzato. È il grado standard di acciaio per utensili per lavorazione a freddo con SKD11.

 

Matrice stampaggio stampo in acciaio

L'acciaio per stampi per stampaggio a matrice è equivalente all'acciaio per matrice che elimina i carburi grossolani SKD11. Non è ancora stato incluso nello standard JIS ma è stato sviluppato e ampiamente utilizzato da molte aziende. Sulla base dell'8% di Cr, C e Cr vengono ulteriormente ridotti, in modo che non ci sia quasi nessun carburo grosso nell'acciaio, quindi la tenacità e la resistenza alla fatica dell'acciaio sono molto migliori di quelle dell'8% Cr. Anche la lavorabilità e l'anisotropia della deformazione dimensionale del trattamento termico sono migliorate. L'acciaio per stampi per stampaggio a matrice riduce i tempi di produzione dello stampo finito.

 

Acciaio temprato con superficie alla fiamma

Gli acciai per utensili vengono generalmente utilizzati dopo la tempra e la tempra convenzionali. L'acciaio temprato con superficie di fiamma è un trattamento di tempra e rinvenimento semplificato dell'acciaio, il componente principale è 0.7C-1Si-1Mn-1Cr, sono i requisiti di durezza dello stampo elaborati delle parti riscaldanti con ugello di saldatura o ugello fusibile, quindi raffreddamento, per ottenere una durezza superiore 60HRC. L'acciaio temprato con superficie a fiamma è caratterizzato da un ampio intervallo di temperature di tempra e ha una certa temprabilità, tenacità e saldabilità. Non è incluso nello standard JIS, ma poiché il prezzo è più economico dell'acciaio per stampi per stampaggio e meno ore di trattamento termico, tempi di consegna brevi, il gas è stato ampiamente utilizzato per il taglio di stampi nelle case automobilistiche.