Материалы из инструментальной стали для холодной обработки JIS

Инструментальная сталь для холодной обработки является основным сырьем для изготовления таких инструментов, как калибр, буровая сталь и пробивной пресс, а также штампы для штамповки, ковки, прокатки и прокатки. При резке, гибке, штамповке, сжатии и других процессах форма подвергается высокому поверхностному давлению и ударным нагрузкам, большая часть формы из-за износа, горячего изгиба, растрескивания и других причин выбрасывается. Инструментальные стали для холодной обработки обычно необходимо закаливать, отпускать и использовать с твердостью около 60HRC. Следовательно, требуются высокая прочность, высокая износостойкость, высокая усталостная прочность и высокая вязкость.

Износостойкость - важнейшая характеристика инструментальных сталей для холодной обработки. Основной метод повышения износостойкости - повышение твердости стали. Увеличение содержания C в стали может улучшить твердость. Кроме того, добавление Cr, Mo, V, W и других элементов может привести к тому, что сталь будет содержать M7C3, M6C, MC и другие твердые карбиды, которые могут дополнительно улучшить износостойкость стали. Однако ударная вязкость и сопротивление усталости стали снижаются при чрезмерном содержании карбида. Поэтому подходящие стали для инструментов для холодной обработки следует выбирать в соответствии с их назначением.

Стандарт JIS в основном включает углеродистые инструментальные стали и легированные инструментальные стали, из которых 11 - углеродистые инструментальные стали и 10 - легированные инструментальные стали. Содержание C в углеродистой инструментальной стали составляет 0.55% ~ 1.50% и содержит небольшое количество Si и Mn. После закалки при 750 ~ 840 ℃ и отпуска при 150 ~ 200 ℃ его твердость может достигать 54 ~ 63HRC. Из-за того, что углеродистая инструментальная сталь содержит мало легирующих элементов и плохая закаливаемость, необходимо проводить закалку с водяным охлаждением, но закаливается только поверхность, а центральная твердость остается низкой. Чаще всего используется сплав SK105 (1.05C-0.2Si-0.25Mn), который может использоваться в качестве режущего инструмента, буровой стали, кондуктора и штампа. JIS классифицирует легированные инструментальные стали как режущие инструментальные стали, ударопрочные инструментальные стали, штамповые стали для холодной обработки, штамповые стали для горячей обработки и многие марки улучшенных сталей. Ниже приводится краткое описание характеристик типичных марок легированных инструментальных сталей.

Инструментальные стали низколегированные

Низколегированные инструментальные стали содержат небольшое количество легирующих элементов в штамповая сталь для холодной обработки. Обычно используются марки SKS93 (1.05C-0.95Mn-0.4Cr) и SKS3 (0.95C-1.05Mn-0.75Cr). Сталь SKS3 также содержит 0.75% W, что улучшает прокаливаемость и ударную вязкость. Его можно использовать для изготовления режущих кромок, калибров, штампов и т. Д.

Инструментальная сталь с высоким содержанием C-Cr для холодной обработки

Типичный материал - SKD11 (серия 1.5C-12CR-1MO). Высокое содержание Cr приводит к образованию крупного карбида Cr (M7C3) в исходной фазе, что улучшает его износостойкость. SKD11 имеет хорошую закаливаемость, а равномерная твердость сердечника может быть получена путем охлаждения на воздухе. Температура закалки составляет 1000 ~ 1040 ℃, что обычно используется в вакуумных печах для термообработки.

Инструментальная сталь для холодных работ с лучшей износостойкостью, чем SKD11, - это SKD1 (серия 2C-12Cr), которая имеет больше содержания C и Cr, что делает инструментальную сталь SKD1 с высокой износостойкостью. Однако большое количество карбида Cr делает его менее прочным и усталостным, чем SKD11. Поскольку температура закалки SKD1 составляет 950 ℃, что отличается от обычно используемой температуры закалки и имеет плохую закаливаемость, ее необходимо закаливать в масле, поэтому SKD1 обычно не используется. На основе SKD11 были разработаны различные улучшенные стали для различных целей и получили широкое распространение.

Инструментальная сталь для холодной обработки с 5% Cr

Типичный сорт инструментальных сталей для холодной обработки JIS с 5% Cr - SKD12 (серия 1C-5Cr-1Mo). SKD12 имеет отличную ударную вязкость, меньшее содержание C и Cr, чем SKD11, но немного плохую износостойкость. Преимущество SKD12 в том, что анизотропия размерной деформации термообработки мала. Температура закалки SKD12 составляет 970 ℃, твердость при отпуске составляет 60HRC при низкой температуре, а твердость при отпуске составляет менее 58HRC при высокой температуре. Они отличаются от обычных инструментальных сталей, поэтому используются редко.

Инструментальная сталь для холодных работ с 8% Cr

Хотя сталь с 8% Cr не включена в стандарт JIS, она широко используется. Скорректированный состав стали на основе SKD11, основной состав - 1C-8Cr-2Mo. Стали для литейных форм часто растрескиваются из-за электроэрозионной обработки и остаточного напряжения закалки, а также из-за недостаточной вязкости. Высокотемпературный отпуск может эффективно устранить остаточное напряжение, но SKD11 после высокотемпературного отпуска не может получить требуемые твердость и вязкость.

Следовательно, уменьшая C и Cr и увеличивая Мо на основе SKD11 для образования стали с 8% Cr, изготовление стали путем высокотемпературного отпуска также может получить высокую твердость 62HRC. 8% Cr уступает SKD11 по износостойкости и режущей способности. Тем не менее, благодаря своим превосходным комплексным характеристикам, он все еще широко используется. Это стандартный сорт инструментальной стали для холодной обработки SKD11.

Матричная штамповка из стали

Сталь для пресс-форм для матричной штамповки эквивалентна матричной стали, в которой отсутствуют крупные карбиды SKD11. Он еще не включен в стандарт JIS, но был разработан и широко используется многими предприятиями. На основе 8% Cr дополнительно уменьшаются C и Cr, так что в стали почти нет крупного карбида, поэтому ударная вязкость и сопротивление усталости стали намного лучше, чем у стали с 8% Cr. Также улучшаются обрабатываемость и анизотропия размерной деформации при термообработке. Стальная пресс-форма для матричной штамповки сокращает время изготовления готовой пресс-формы.

Закаленная сталь с огнестойкой поверхностью

Инструментальные стали обычно используются после обычной закалки и отпуска. Сталь, закаленная пламенем, представляет собой упрощенную закалку и отпуск стали, основным компонентом является 0.7C-1Si-1Mn-1Cr, это требования к твердости обрабатываемой формы для нагрева деталей с помощью сварочного сопла или сопла для плавкого предохранителя, а затем охлаждения, чтобы получить твердость выше 60HRC. Сталь с закалкой на поверхности пламенем характеризуется широким диапазоном температур закалки и обладает определенной способностью к закалке, ударной вязкостью и свариваемостью. Он не включен в стандарт JIS, но из-за того, что цена ниже, чем у штампованных штампов из стали, а также меньше часов термообработки, короткие сроки поставки, газ широко используется для резки штампов у производителей автомобилей.