JIS 냉간 가공 공구강 재료

냉간 가공 공구강은 게이지, 드릴 강 및 펀치 프레스와 같은 공구와 스탬핑, 단조, 롤링 및 롤링과 같은 다이의 주요 원료입니다. 절단, 굽힘, 스탬핑, 압축 및 기타 공정에서 금형은 마모, 고온 굽힘, 균열 및 기타 폐기 된 이유로 인해 대부분의 금형에 높은 표면 압력과 충격 하중을받습니다. 냉간 공구강은 일반적으로 약 60HRC의 경도 조건에서 담금질 및 템퍼링이 필요합니다. 따라서 높은 강도, 높은 내마모성, 높은 피로 저항 및 높은 인성이 필요합니다.

내마모성은 냉간 가공 공구강의 가장 중요한 특성입니다. 내마모성을 향상시키는 기본 방법은 강철의 경도를 높이는 것입니다. 강철의 C 함량을 늘리면 경도가 향상 될 수 있습니다. 또한 Cr, Mo, V, W 및 기타 요소를 추가하면 강철에 M7C3, M6C, MC 및 기타 경질 탄화물이 포함되어 강철의 내마모성을 더욱 향상시킬 수 있습니다. 그러나 과량의 초경으로 인해 강의 인성 및 내 피로성이 감소합니다. 따라서 용도에 따라 적합한 냉간 가공 공구강을 선택해야합니다.

 

JIS 표준에는 주로 탄소 공구강과 합금 공구강, 그중 11 개는 탄소 공구강이고 10 개는 합금 공구강입니다. 탄소 공구강의 C 함량은 0.55 % ~ 1.50 %이며 Si 및 Mn이 약간 포함되어 있습니다. 750 ~ 840 ℃에서 담금질하고 150 ~ 200 ℃에서 템퍼링하면 경도는 54 ~ 63HRC에 이른다. 탄소 공구강은 합금 원소가 적고 경화성이 나쁘기 때문에 수냉 담금질을 수행 할 필요가 있지만 중심 경도가 여전히 낮고 표면 만 경화됩니다. 가장 일반적으로 사용되는 재종은 SK105 (1.05C-0.2Si-0.25Mn)로 절삭 공구, 드릴 강, 지그 및 펀칭 다이로 사용할 수 있습니다. JIS는 합금 공구강을 절삭 공구강, 내 충격성 공구강, 냉간 가공 금형 강, 열간 가공 금형 강 및 여러 등급의 개량 강으로 분류합니다. 다음은 합금 공구강의 대표적인 등급의 특성에 대한 간략한 설명입니다.

 

저 합금 공구강

저 합금 공구강에는 소량의 합금 원소가 포함되어 있습니다. 냉간 가공 다이 스틸. 일반적으로 사용되는 등급은 SKS93 (1.05C-0.95Mn-0.4Cr) 및 SKS3 (0.95C-1.05Mn-0.75Cr)입니다. SKS3 강철은 0.75 % W를 포함하여 경화성과 인성을 향상 시켰습니다. 절삭 날, 게이지, 펀칭 다이 등을 만드는 데 사용할 수 있습니다.

 

높은 C-Cr 냉간 가공 공구강

일반적인 재료는 SKD11 (1.5C-12CR-1MO 시리즈)입니다. 높은 Cr 함량은 부모 단계에서 거친 Cr 카바이드 (M7C3)를 생성하여 내마모성을 향상시킵니다. SKD11은 경화성이 좋으며 공냉으로 균일 한 코어 경도를 얻을 수 있습니다. 담금질 온도는 1000 ~ 1040 ℃로 진공 열처리로에서 일반적으로 사용됩니다.

SKD11보다 내마모성이 우수한 냉간 가공 공구강은 SKD1 (2C-12Cr 시리즈)으로 C 및 Cr 함량이 더 높아 내마모성이 높은 SKD1 공구강을 만듭니다. 그러나 다량의 Cr 카바이드는 SKD11보다 인성과 피로 저항성이 떨어집니다. SKD1의 담금질 온도는 950 ℃로 일반적으로 사용되는 담금질 온도와 다르며 경화성이 나쁘기 때문에 오일 담금질을해야하므로 SKD1은 일반적으로 사용되지 않습니다. SKD11을 기반으로 다양한 목적을 위해 다양한 개선 된 강이 개발되었으며 널리 사용되었습니다.

 

5 % Cr 냉간 가공 공구강

JIS 5 % Cr 냉간 가공 공구강의 일반적인 등급은 SKD12 (1C-5Cr-1Mo 시리즈)입니다 .SKD12는 SKD11보다 인성이 우수하고 C 및 Cr 함량이 적지 만 내마모성이 약간 떨어집니다. SKD12의 장점은 열처리 크기 변형 이방성이 작다는 것입니다. SKD12의 담금질 온도는 970 ℃, 템퍼링 경도는 저온에서 60HRC, 템퍼링 경도는 고온에서 58HRC 미만입니다. 일반 공구강과 다르기 때문에 거의 사용하지 않습니다.

 

8 % Cr 냉간 가공 공구강

8 % Cr 강은 JIS 규격에 포함되어 있지 않지만 널리 사용되고 있습니다. SKD11 및 주요 구성을 기반으로 한 강철 조정 요소 함량은 1C-8Cr-2Mo입니다. 금형 강은 EDM 및 퀜칭 잔류 응력 및 불충분 한 인성으로 인해 종종 균열이 발생합니다. 고온 템퍼링은 잔류 응력을 효과적으로 제거 할 수 있지만 고온 템퍼링 후 SKD11은 필요한 경도와 인성을 얻을 수 없습니다.

따라서 SKD11을 기준으로 C와 Cr을 줄이고 Mo를 증가시켜 8 % Cr 강을 형성하고, 고온 템퍼링으로 강을 만들면 62HRC 고경도를 얻을 수있다. 8 % Cr은 내마모성과 절삭성면에서 SKD11만큼 좋지 않습니다. 그러나 뛰어난 종합 성능으로 인해 여전히 널리 사용되고 있습니다. SKD11이 적용된 냉간 가공 공구강의 표준 등급입니다.

 

매트릭스 스탬핑 금형 강

매트릭스 스탬핑 금형 강은 SKD11 거친 탄화물을 제거하는 매트릭스 강과 동일합니다. 아직 JIS 표준에 포함되지 않았지만 많은 기업에서 개발하여 널리 사용하고 있습니다. 8 % Cr을 기준으로 C, Cr이 더욱 감소되어 강에 거친 초경이 거의 없기 때문에 강의 인성과 피로 저항이 8 % Cr 강보다 훨씬 좋습니다. 열처리 치수 변형의 가공성 및 이방성도 향상됩니다. 매트릭스 스탬핑 금형 강은 완성 된 금형의 제조 시간을 단축시킵니다.

 

화염 표면 경화 강철

공구강은 일반적으로 기존의 담금질 및 템퍼링 후에 사용됩니다. 화염 표면 담금질 강철은 강철의 담금질 및 템퍼링 처리를 단순화하고 주요 구성 요소는 0.7C-1Si-1Mn-1Cr이며 용접 노즐 또는 퓨즈 노즐로 부품을 가열 한 다음 냉각하여 위의 경도를 얻기 위해 가공 된 금형 경도 요구 사항입니다. 60HRC. 화염 표면 경화 강철은 넓은 담금질 온도 범위가 특징이며 일정한 경화성, 인성 및 용접성을 가지고 있습니다. JIS 규격에는 포함되어 있지 않지만 가격이 스탬핑 다이스 강보다 저렴하고 열처리 시간이 짧고 납기가 짧기 때문에 자동차 제조업체의 다이 커팅 용 가스가 널리 사용되고 있습니다.