مواد مورد استفاده برای مهر زنی قالب ها چیست؟ اصول انتخاب مواد قالب را باید کاملاً به خاطر بسپارید!

مواد فلزی و غیر فلزی مختلفی در قالب‌های مهر زنی استفاده می‌شود، عمدتاً از جمله فولاد کربنی، فولاد آلیاژی، چدن، فولاد ریخته‌گری، کاربید سیمانی، آلیاژهای با نقطه ذوب پایین، آلیاژهای مبتنی بر روی-، آلیاژهای بر پایه روی، آلومینیوم برنز، پلی‌مینز برنز، رزین‌های پلاستیکی سنتتیک تخته سه لا مواد مورد استفاده در ساخت قالب به سختی بالا، استحکام بالا، مقاومت در برابر سایش بالا، چقرمگی مناسب، سختی پذیری بالا و حداقل تغییر شکل یا بدون تغییر شکل در طی عملیات حرارتی و همچنین مقاومت در برابر ترک خوردگی در هنگام کوئنچ نیاز دارند. بیایید ابتدا انواع مواد مورد استفاده در قالب های مهر زنی را درک کنیم. مواد مورد استفاده در ساخت قالب های مهر زنی عبارتند از فولاد، کاربید سیمانی، فولاد-کاربید سیمانی چسبانده شده، آلیاژهای پایه روی-، آلیاژهای با نقطه ذوب پایین-، آلومینیوم برنز، و مواد پلیمری و غیره. در حال حاضر، فولاد ماده اولیه مورد استفاده در تولید قالب های مهر زنی است. مواد متداول مورد استفاده برای قطعات قالب کاری عبارتند از: فولاد ابزار کربنی،-فولاد ابزار کم آلیاژ،-فولاد ابزار با کربن بالا،-کروم یا متوسط{16}}فولاد ابزار کروم،-فولاد آلیاژی کربن متوسط،{18}}بالا{18}}فولاد با سرعت بالا، فولاد بیس بون}، فولاد بیس بون} و غیره

الزامات عملکرد مواد قالب بسته به شرایط کاری متفاوت است. مواد متداول مورد استفاده شامل قالب های سرد مهر زنی و قالب های خالی کننده هستند که عمدتاً برای مهر زنی و شکل دادن به ورق های فلزی مختلف استفاده می شوند. لبه های برش آنها در حین کار در معرض اصطکاک و ضربه شدید قرار می گیرند. آنها باید مقاومت در برابر سایش، چقرمگی ضربه و مقاومت در برابر شکستگی را داشته باشند. مثال‌ها عبارتند از: Cr12MoV، Cr12، SKD11، T10A، W18Cr4V، و 6-5-4-2. قالب های اکستروژن عمدتاً برای شکل دهی تغییر شکل استفاده می شود. در حین کار، پانچ فشار زیادی را تحمل می کند، در حالی که قالب فشار زیادی را تحمل می کند. به دلیل جریان شدید فلز در حفره، سطوح کار پانچ و قالب تحت اصطکاک شدیدی قرار می‌گیرند که باعث می‌شود دمای سطح قالب تا 200-300 درجه افزایش یابد. آنها باید دارای مقاومت در برابر تغییر شکل، مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر شکست و همچنین پایداری در برابر حرارت بالا باشند. قالب های رسم مانند H13، 3Cr2W8V، 40Cr، 38CrMoAl و 5CrNiMo، عمدتاً برای کشیدن عمیق ورق فلزی با درجه خاصی از پلاستیسیته استفاده می شوند. تنش کار زیاد نیست، اما ورودی قالب در معرض اصطکاک شدید است. سختی بالا و مقاومت در برابر سایش، با زبری سطح کم. قالب های خمشی Cr12MoV، Cr12، D2، 6-5-4-2، و PeCu عمدتاً برای خم کردن و تشکیل مواد فلزی با خاصیت پلاستیکی خاص استفاده می‌شوند. بار روی قالب خیلی زیاد نیست، اما مقداری اصطکاک وجود دارد. مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر شکستگی بالا. Cr12MoV، D2، T10A و S45Ca فولادهای ابزار کربنی هستند. T8A و T10A فولادهای ابزار کربنی هستند که معمولاً در قالب ها استفاده می شوند. مزایای آنها ماشینکاری خوب و قیمت پایین است. با این حال، سختی پذیری ضعیف و سختی قرمز، تغییر شکل عملیات حرارتی زیاد، و ظرفیت باربری پایین{61} دارند. ب فولاد ابزار آلیاژی کم-. فولاد ابزار کم آلیاژ{71} بر پایه فولاد ابزار کربنی با افزودن عناصر آلیاژی مناسب است. در مقایسه با فولاد ابزار کربنی، تغییر شکل خاموش شدن و تمایل به ترک را کاهش می دهد، سختی پذیری را بهبود می بخشد و مقاومت به سایش بهتری دارد. WeChat متخصص قالب: فولادهای کم آلیاژی mujudaren- که برای تولید قالب استفاده می‌شوند عبارتند از CrWMn، 9Mn2V، 7CrSiMnMoV (کد CH-1) و 6CrNiSiMnMoV (کد GD). ج فولادهای ابزار با{74}}کروم بالا-: فولادهای ابزاری که معمولاً{79}}کربن بالا- استفاده می‌شوند عبارتند از Cr12، Cr12MoV، و Cr12Mo1V1 (کد D2). سختی پذیری، خاموشی و مقاومت در برابر سایش خوبی دارند و پس از عملیات حرارتی تغییر شکل بسیار کمی از خود نشان می دهند. آنها فولادهای قالبی-مقاوم در برابر سایش-با تغییر شکل کم-و با ظرفیت باربری{103}}پس از فولاد سرعت بالا در رتبه دوم قرار دارند. با این حال، آنها از تفکیک شدید کاربید رنج می برند، که برای کاهش ناهمگنی کاربید و بهبود عملکرد، نیاز به برهم زدن و کشیدن مکرر (محور محوری، کشش شعاعی) آهنگری دارند. د فولادهای ابزار کروم{105}بالا{112}}که در قالب‌ها استفاده می‌شوند عبارتند از Cr4W2MoV، Cr6WV، و Cr5MoV. اینها دارای محتوای کروم کمتر، کاربیدهای یوتکتیک کمتر، توزیع کاربید یکنواخت تر، تغییر شکل کمتر پس از عملیات حرارتی و سختی و پایداری ابعادی خوب هستند. عملکرد آنها در مقایسه با فولادهای کروم{115}پر کربن{118}که دارای تفکیک کاربید نسبتاً شدید هستند، بهبود یافته است. ه. فولادهای سریع{121}در بین فولادهای قالب دارای بالاترین سختی، مقاومت در برابر سایش و استحکام فشاری هستند که در نتیجه ظرفیت باربری بالا{122}}است. فولادهای قالب معمولاً مورد استفاده شامل W18Cr4V (کد 8-4-1) و W6Mo5Cr4V2 (کد 6-5-4-2، نام ایالات متحده M2) است که محتوای تنگستن کمتری دارد. همچنین از فولاد کم کربن و کم وانادیوم با سرعت بالا 6W6Mo5Cr4V (کد 6W6 یا M2 کم کربن) استفاده می شود که برای بهبود چقرمگی توسعه یافته است. فولادهای پرسرعت نیز برای بهبود توزیع کاربید خود نیاز به فورج مجدد دارند. f. فولادهای پایه با افزودن مقادیر کمی از عناصر دیگر به ترکیب اصلی فولاد پرسرعت و افزایش یا کاهش مناسب محتوای کربن برای بهبود خواص فولاد ساخته می شوند. این فولادها در مجموع فولادهای پایه نامیده می شوند. آنها نه تنها دارای ویژگی های فولادی با سرعت بالا هستند، مقاومت به سایش و سختی خاصی را نشان می دهند، بلکه از استحکام خستگی و چقرمگی بالایی نیز برخوردارند، که آنها را به فولادهای قالب سرد کار با استحکام و چقرمگی بالا و در عین حال با هزینه مواد کمتر تبدیل می کند. فولادهای پایه رایج در قالب ها شامل 6Cr4W3Mo2VNb (کد 65Nb)، 7Cr7Mo2V2Si (کد LD) و 5Cr4Mo3SiMnVAL (کد 012AL) ​​و غیره هستند.
g. کاربید سیمانی و فولاد{1}}کاربید سیمانی چسبانده شده. کاربید سیمانی دارای سختی و مقاومت سایشی بالاتری نسبت به سایر انواع فولادهای قالبی است، اما مقاومت خمشی و چقرمگی ضعیف تری دارد. کاربید سیمانی مورد استفاده برای قالب‌ها بر پایه تنگستن{4}}کبالت است. برای قالب هایی با مقاومت در برابر ضربه کم و مقاومت در برابر سایش بالا، می توان کاربید سیمانی با محتوای کبالت کمتر را انتخاب کرد. برای قالب هایی با مقاومت در برابر ضربه بالا، می توان کاربید سیمانی با محتوای کبالت بالاتر را انتخاب کرد.

فولاد{0}}کاربید سیمانی چسبانده شده با افزودن مقدار کمی پودر عنصر آلیاژی (مانند کروم، مولیبدن، تنگستن، وانادیم و غیره) به پودر آهن به عنوان چسب، با کاربید تیتانیوم یا کاربید تنگستن به عنوان فاز سخت، و پخت آن با استفاده از روش‌های متالورژی پودر ساخته می‌شود. ماتریس کاربید سیمانی چسبانده شده فولاد-فولاد است که بر کاستی های کاربید سیمانی مانند چقرمگی ضعیف و پردازش دشوار غلبه می کند. می توان آن را برش داد، جوش داد، آهنگری کرد و{5}}در حرارت عمل کرد. فولاد{7}}کاربید سیمانی چسبانده شده حاوی مقدار زیادی کاربید است. اگرچه سختی و مقاومت سایشی آن کمتر از کاربید سیمانی است، اما همچنان بالاتر از سایر گریدهای فولادی است. پس از خاموش کردن و تمپر کردن، سختی می تواند به 68-73 HRC برسد.

ساعت مواد مورد استفاده در قالب های مهر زنی مواد جدید متعلق به فولاد قالبی سرد کار است که پرکاربردترین، متنوع ترین و پرکاربردترین فولاد قالبی است. الزامات اصلی عملکرد، استحکام، چقرمگی و مقاومت در برابر سایش است. در حال حاضر، روند توسعه فولاد قالب سرد بر اساس عملکرد فولاد آلیاژی بالا D2 (معادل Cr12MoV در کشور من) است و به دو شاخه اصلی تقسیم می شود: یکی کاهش محتوای کربن و محتوای عناصر آلیاژی، بهبود یکنواختی توزیع کاربید در فولاد و بهبود قابل توجه چقرمگی قالب. به عنوان مثال می توان به 8CrMo2V2Si از شرکت فولاد آلیاژی وانادیوم ایالات متحده و DC53 (Cr8Mo2SiV) از فولاد دایدو ژاپن اشاره کرد. نوع دیگر پودری است{14}}فولاد با سرعت بالا که عمدتاً برای بهبود مقاومت در برابر سایش و انطباق با سرعت بالا، خودکار و تولید انبوه توسعه یافته است. به عنوان مثال می توان به 320CrVMo13 از آلمان اشاره کرد.

انتخاب منطقی مواد قالب و اجرای فرآیندهای عملیات حرارتی صحیح برای اطمینان از عمر قالب بسیار مهم است. برای قالب‌های با کاربردهای مختلف، قبل از انتخاب مناسب گریدهای فولادی و فرآیندهای عملیات حرارتی، عواملی مانند شرایط کار، شرایط تنش، خواص مواد فرآوری‌شده، حجم تولید و بهره‌وری باید به‌طور جامع در نظر گرفته شوند.

1. حجم تولید: وقتی حجم تولید قطعات مهر شده زیاد است، مواد مربوط به قطعات کار قالب، پانچ و قالب، باید فولاد قالب با کیفیت بالا و مقاومت در برابر سایش خوب باشد. مواد برای سایر قطعات ساختاری فرآیند و بخش های ساختاری کمکی قالب نیز باید به ترتیب بهبود یابد. هنگامی که حجم تولید کم است، برای کاهش هزینه ها باید شرایط لازم برای خواص مواد به طور مناسب کاهش یابد{4}} عملکرد مواد مهر شده و شرایط استفاده از قطعات قالب: هنگامی که ماده مهر زنی سخت است یا مقاومت در برابر تغییر شکل بالایی دارد، پانچ و قالب باید از موادی با مقاومت سایش خوب و استحکام بالا ساخته شوند. برای کشش عمیق فولاد ضد زنگ، می توان از قالب های برنز آلومینیومی استفاده کرد زیرا دارای خواص ضد چسبندگی خوب هستند. ستون‌ها و بوش‌های راهنما به مقاومت در برابر سایش و چقرمگی خوب نیاز دارند، بنابراین اغلب از فولاد{8}}کم کربن با کربوریزه کردن و خاموش کردن سطح استفاده می‌شود. به عنوان مثال، اشکال اصلی فولاد ابزار کربنی سختی ضعیف آن است. وقتی ابعاد مقطع{10}}قطعات قالب بزرگ باشد، سختی مرکزی پس از خاموش کردن کم می‌ماند. با این حال، هنگام کار بر روی پرس هایی با نرخ ضربه بالا، مقاومت خوب آن در برابر ضربه به یک مزیت تبدیل می شود. برای صفحات ثابت و صفحات استریپر نه تنها به استحکام کافی نیاز است، بلکه حداقل تغییر شکل در حین کار نیز لازم است. (Die expert WeChat: mujudaren) علاوه بر این، روش‌های درمان سرد، درمان برودتی عمیق، عملیات خلاء، و روش‌های تقویت سطح می‌تواند برای بهبود عملکرد قطعات قالب استفاده شود. برای قالب های اکستروژن سرد با شرایط کاری نامناسب برای پانچ ها و قالب ها، فولاد قالب با خواص مکانیکی جامع خوب مانند سختی کافی، استحکام، چقرمگی و مقاومت در برابر سایش باید انتخاب شود و همچنین باید دارای درجه خاصی از سختی قرمز و استحکام خستگی حرارتی باشد.