콜드 스탬핑 공정에 적용되는 5 가지 주요 재료

스탬핑 다이는 충격, 진동, 마찰, 고압, 인장, 굽힘 및 비틀림 하중과 더 높은 온도(예: 냉간 압출)에서도 작동합니다. 작업 조건은 복잡하고 마모, 피로, 골절, 변형 및 기타 현상이 발생하기 쉽습니다. 따라서 금형의 작동 부품 재료에 대한 요구 사항은 일반 부품보다 높습니다. 다양한 스탬핑 다이의 작업 조건이 다르기 때문에 다이의 작업 부품 재료에 대한 요구 사항도 다릅니다.

다양한 스탬핑 금형에 대한 요구 사항

1. 블랭킹 다이용

시트 블랭킹 다이의 작업 부품에는 높은 내마모성과 경도가 필요하고 두꺼운 시트 블랭킹 다이에는 높은 내마모성과 압축 항복점이 필요합니다. 금형 파손이나 블레이드 붕괴를 방지하기 위해서는 높은 파괴 저항, 높은 굽힘 강도 및 인성도 필요합니다.

2. 드로잉 다이 재료용

금형의 작업 부분은 우수한 접착 방지(폐쇄 방지), 높은 내마모성 및 경도, 어느 정도의 강도 및 인성, 우수한 절단 성능을 가져야 하며 열처리 중 변형이 작아야 합니다.

3. 냉간 압출 다이용

금형의 작동 부품은 높은 강도, 경도 및 내마모성이 요구됩니다. 충격파괴를 방지하기 위해 특정 인성도 필요합니다. 압출은 더 큰 온도 상승을 일으키기 때문에 어느 정도의 열 피로 저항과 열 경도도 가져야 합니다.

스탬핑 다이 재료의 유형 및 특성

스탬핑 다이의 재료는 강철, 초경합금, 강철 결합 초경합금, 아연 계 합금, 저융점 합금, 알루미늄 청동, 고분자 재료 등입니다. 현재 강철은 스탬핑 다이 제조의 주요 재료입니다. 다이 작업 부품의 일반적인 유형은 탄소 공구강, 저합금 공구강, 고탄소 고크롬 또는 중크롬 공구강, 중탄소 합금강, 고강도강, 모체강, 초경합금, 강철 결합 탄화물 등입니다.

1. 탄소공구강

T8A 및 T10A는 금형에서 가장 널리 사용되는 탄소 공구강으로 가공 성능이 좋고 가격이 저렴합니다. 그러나 경화성 및 적색 경도가 낮고 열처리 변형이 크며 지지력이 낮습니다.

T10A는 일정한 강도와 인성을 가진 탄소공구강입니다. 그러나 내마모성이 높지 않고 담금질이 변형 및 균열되기 쉽고 경화성이 불량합니다. 단순한 모양, 작은 크기 및 적은 수의 공작물을 가진 블랭킹 다이에만 적합합니다.

2. 저 합금 공구강

저합금 공구강은 적절한 합금 원소가 포함된 탄소 공구강을 기반으로 합니다. 탄소 공구강과 비교하여 담금질 변형 및 균열 경향을 줄이고 강재의 경화성 및 내마모성을 향상시킵니다. 다이 제조에 사용되는 저합금강은 CrWMn, 9Mn2V, 7CrSiMnMoV(코드 CH-1), 6CrNiSiMnMoV(코드 GD) 등입니다.

고탄소 및 저합금강은 담금질 작업이 간단하고 탄소공구강보다 경화성이 우수하며 변형 제어가 용이한 것이 특징입니다. 그러나 내마모성과 인성은 여전히 낮아 복잡한 공작물 모양의 중간 배치 블랭킹 다이에 사용할 수 있습니다.

3. 고탄소 및 크롬 공구강

일반적으로 사용되는 고탄소 및 고크롬 공구강은 Cr12 및 Cr12MoV, Cr12Mo1V1(코드 D2)입니다. 그들은 좋은 경화성, 경화성 및 내마모성을 가지고 있습니다. 열처리 변형은 매우 작습니다. 그들은 높은 내마모성 및 미세 변형 금형 강이며 베어링 용량은 고강도 강에 이어 두 번째입니다. 그것은 규소 강판 블랭킹 다이와 같은 다이의 대량 생산에 사용할 수 있습니다. 그러나 이러한 종류의 강에는 탄화물 불균일이 있어 탄화물 편석 및 절삭날 붕괴 또는 파단이 발생하기 쉽습니다. 탄화물의 이질성을 줄이고 서비스 성능을 향상시키기 위해 반복적인 업세팅(축 업세팅 및 방사상 업세팅) 단조를 수행해야 합니다.

4. 고강도 강철

일반적인 금형은 텅스텐 함량이 적은 W18Cr4V(코드 8-4-1) 및 W6Mo5 Cr4V2(코드 6-5-4-2, 미국 브랜드 M2)와 탄소용 6W6Mo5 Cr4V(코드 6W6 또는 저탄소 M2)입니다. 인성 향상을 위해 개발된 환원 및 바나듐 환원 고속강. 고속강은 금형강 중에서 경도, 내마모성 및 압축강도가 가장 높으며 내하중이 높습니다. 그러나 인성이 낮고 작동 중 부러지거나 부서질 수 있으며 가격이 더 비쌉니다. 또한 고속강은 탄화물 분포를 개선하기 위해 단조해야 합니다. 인성을 향상시키기 위해 저온 담금질 및 급속 가열 담금질을 채택해야 함을 제안합니다.

5. 초경합금 및 강결합 초경합금

초경합금의 경도 및 내마모성은 다른 종류의 금형강보다 높지만 굽힘 강도와 인성은 좋지 않습니다. 금형으로 사용되는 초경합금은 텅스텐과 코발트이며 충격이 적고 내마모성이 높습니다. 코발트 함량이 낮은 초경합금을 선택할 수 있습니다. 코발트 함량이 높은 초경합금은 충격이 큰 금형에 선택할 수 있습니다. 공작물의 배치가 크면 경도 및 내마모성이 높은 초경합금 또는 강철 접합 초경합금의 경도 및 내마모성을 고려할 수 있습니다. 다이 재료로 사용되는 초경합금은 텅스텐 코발트입니다. 코발트 함량이 증가함에 따라 인성 및 굴곡 강도가 증가하는 반면 경도는 감소합니다. 낮은 충격력의 다이에는 낮은 코발트 함량의 YG10X를 선택할 수 있으며 중간 또는 큰 충격력의 다이에는 높은 코발트 함량의 YG15 또는 YG20을 선택할 수 있습니다. 초경합금의 단점은 인성이 좋지 않고 가공이 어렵다는 것입니다.

다이의 작동 부품으로 모자이크 구조로 설계할 수 있습니다. 강철 접합 초경합금의 특성은 초경합금과 고속철의 중간입니다. 가공 및 열처리가 가능합니다. 담금질 및 템퍼링 후 강철 결합 초경합금의 경도는 68-73 HRC에 도달할 수 있습니다. 복잡하고 수명이 긴 금형을 만드는 데 사용할 수 있습니다. 블랭킹 다이로 사용되는 강철 접합 초경합금에는 DT, GT35, TLMW50, GW50 등이 있습니다.

강철 결합 초경합금은 소량의 합금 원소 분말(크롬, 몰리브덴, 텅스텐, 바나듐 등)을 첨가하여 철 분말을 바인더로, 티타늄 카바이드 또는 텅스텐 카바이드를 경질상으로 하는 분말 야금에 의해 소결됩니다. 강철 결합 초경합금의 모체는 강이며, 이는 초경합금의 열악한 인성과 어려운 가공의 단점을 극복합니다. 절단, 용접, 단조 및 열처리가 가능합니다. 강철 결합 초경합금에는 많은 수의 탄화물이 포함되어 있습니다. 경도와 내마모성은 초경합금보다 낮지만 여전히 다른 강철보다 높습니다.

스탬핑 다이의 재료 선택

블랭킹 다이 재료 선택은 공작물의 배치 생산을 고려해야하며 배치가 크지 않으면 수명이 긴 다이 재료를 선택할 필요가 없습니다. 펀칭 된 공작물의 재료도 고려해야하며 재료에 따라 적합한 다이 재료도 다릅니다. 블랭킹 다이의 경우 내마모성은 다이의 수명을 결정하는 중요한 요소입니다. 강철의 내마모성은 탄화물과 같은 단단한 입자의 상태와 기지의 경도에 따라 달라집니다. 둘 다 경도가 높을수록

탄화물이 많을수록 내마모성이 향상됩니다. 일반적인 스탬핑 다이 강재의 내마모성은 탄소 공구강 - 합금 공구강 - 매트릭스 강 - 고탄소 고크롬강 - 고속강 - 강철 접합 탄화물 - 초경합금입니다.

또한 금형 재료 선택에 대한 공작물의 두께, 모양, 크기 및 정확도의 영향도 고려해야 합니다.