5 głównych materiałów stosowanych w procesie tłoczenia na zimno

Matryce tłoczące działają pod wpływem uderzenia, wibracji, tarcia, wysokiego ciśnienia, naprężenia, zginania i skręcania, a nawet w wyższych temperaturach (takich jak wytłaczanie na zimno). Warunki pracy są złożone i łatwe do noszenia, zmęczenia, pękania, deformacji i innych zjawisk. Dlatego zapotrzebowanie na materiał części roboczych matrycy jest wyższe niż w przypadku części zwykłych. Ze względu na różne warunki pracy różnych matryc tłoczących wymagania dotyczące materiałów części roboczych matryc są również różne.

Wymagania dotyczące różnych form tłoczących

1. do wykrojników

Wymagana jest wysoka odporność na ścieranie i twardość części roboczych wykrojników do blach, natomiast wysoka odporność na zużycie i granica plastyczności są wymagane w przypadku wykrojników do grubych blach. Aby zapobiec złamaniu matrycy lub zawaleniu się ostrza, wymagana jest również wysoka odporność na pękanie, wysoka wytrzymałość na zginanie i wytrzymałość.

2. do rysowania materiałów matryc

Wymagane jest, aby części robocze matrycy miały dobrą antyadhezję (zapobiegającą okluzji), wysoką odporność na zużycie i twardość, pewien stopień wytrzymałości i udarności oraz dobrą wydajność cięcia, a odkształcenie podczas obróbki cieplnej powinno być małe.

3. do matryc do wytłaczania na zimno

Części robocze matrycy muszą mieć wysoką wytrzymałość, twardość i odporność na zużycie. Aby uniknąć pęknięcia udarowego, wymagana jest również pewna wytrzymałość. Ponieważ wytłaczanie spowoduje większy wzrost temperatury, dlatego powinno mieć również pewien stopień odporności na zmęczenie cieplne i twardości termicznej.

Rodzaje i cechy charakterystyczne materiałów matryc do tłoczenia

Materiałami tłoczników są stal, węglik spiekany, spiekany węglik spiekany, stop na bazie cynku, stop o niskiej temperaturze topnienia, brąz aluminiowy, materiał makrocząsteczkowy i tak dalej. Obecnie stal jest głównym materiałem do produkcji matryc tłoczących. Powszechnymi typami elementów do obróbki matrycowej są stal narzędziowa węglowa, stal narzędziowa niskostopowa, wysokowęglowa wysokochromowa lub średnio chromowa stal narzędziowa, stal średniowęglowa, stal o wysokiej wytrzymałości, stal matrycowa, węglik spiekany, węglik spajany stalą i tak dalej.

1. węglowa stal narzędziowa

T8A i T10A są najczęściej stosowanymi węglowymi stalami narzędziowymi w matrycach, które mają zalety dobrej wydajności obróbki i niskiej ceny. Jednak hartowność i czerwona twardość są słabe, odkształcenie obróbki cieplnej jest duże, a nośność jest niska.

T10A jest węglową stalą narzędziową o pewnej wytrzymałości i wytrzymałości. Jednak odporność na zużycie nie jest wysoka, hartowanie jest łatwe do odkształcania i pękania, a hartowność jest słaba. Nadaje się tylko do wykrojników o prostym kształcie, niewielkich rozmiarach i małej liczbie detali.

2. Stal narzędziowa niskostopowa

Niskostopowa stal narzędziowa oparta jest na węglowej stali narzędziowej z odpowiednimi pierwiastkami stopowymi. W porównaniu z węglową stalą narzędziową zmniejsza tendencję do hartowania odkształceń i pękania, poprawia hartowność i zużywa odporność stali. Stale niskostopowe stosowane do produkcji matryc to CrWMn, 9Mn2V, 7CrSiMnMoV (kod CH-1), 6CrNiSiMnMoV (kod GD) itp.

Stale wysokowęglowe i niskostopowe charakteryzują się prostą operacją hartowania, lepszą hartownością niż węglowe stale narzędziowe i łatwą kontrolą odkształceń. Jednak odporność na zużycie i wytrzymałość są wciąż niskie, co może być stosowane w matrycach do wykrawania średnich partii o złożonym kształcie obrabianego przedmiotu.

3. Stal narzędziowa wysokowęglowa i chromowa

Powszechnie stosowanymi wysokowęglowymi i wysokochromowymi stalami narzędziowymi są Cr12 i Cr12MoV, Cr12Mo1V1 (kod D2). Mają dobrą hartowność, hartowność i odporność na zużycie. Odkształcenie obróbki cieplnej jest bardzo małe. Są to stale matrycowe o wysokiej odporności na ścieranie i mikro-deformacje, a ich nośność ustępuje tylko stali o wysokiej wytrzymałości. Może być stosowany w masowej produkcji matryc, takich jak wykrojniki do blachy stalowej silikonowej. Jednak w tego rodzaju stali występuje niejednorodność węglików, która jest podatna na segregację węglików i zapadanie się lub pękanie krawędzi tnących. Powtarzające się zdenerwowanie (osiowe i radialne) kucie musi być przeprowadzone w celu zmniejszenia niejednorodności węglików i poprawy wydajności usług.

4. Stal o wysokiej wytrzymałości

Powszechnymi formami są W18Cr4V (kod 8-4-1) i W6Mo5 Cr4V2 (kod 6-5-4-2, amerykańska marka M2) o mniejszej zawartości wolframu, a także 6W6Mo5 Cr4V (kod 6W6 lub niskoemisyjny M2) dla węgla stal szybkotnąca redukująca i redukująca wanad opracowana w celu poprawy wytrzymałości. Stal szybkotnąca ma najwyższą twardość, odporność na zużycie i wytrzymałość na ściskanie w stali matrycowej oraz ma wysoką nośność. Ale jego wytrzymałość jest niska i może pękać lub pękać, gdy działa, a cena jest droższa. Stal szybkotnąca musi być również kuta, aby poprawić rozkład węglików. Sugeruje się, aby hartowanie w niskiej temperaturze i szybkie gaszenie cieplne było stosowane w celu poprawy jego wytrzymałości.

5. Węgliki spiekane i węgliki spajane spoiwem stalowym

Twardość i odporność na zużycie węglika spiekanego są wyższe niż w przypadku innych rodzajów stali matrycowej, ale jego wytrzymałość na zginanie i wytrzymałość są słabe. Węgliki spiekane stosowane jako matryce to wolfram i kobalt, które mają niską udarność i wysoką odporność na zużycie. Można wybrać węgliki spiekane o niskiej zawartości kobaltu. Węgliki spiekane o wysokiej zawartości kobaltu można wybrać do matryc o dużym udarności. Gdy partia przedmiotu obrabianego jest duża, można wziąć pod uwagę twardość i odporność na zużycie węglika spiekanego lub węglika spiekanego o spoiwie stalowym o wyższej twardości i odporności na zużycie. Węglik spiekany stosowany jako materiał matrycy to kobalt wolframowy. Wraz ze wzrostem zawartości kobaltu rośnie wytrzymałość i wytrzymałość na zginanie, a twardość maleje. Dla matrycy o niskiej sile uderzenia można wybrać YG10X o niskiej zawartości kobaltu, a dla matrycy o średniej lub dużej sile uderzenia można wybrać YG15 lub YG20 o wysokiej zawartości kobaltu. Wadą węglika spiekanego jest niska wytrzymałość i trudność w obróbce.

Jako część roboczą matrycy można zaprojektować ją jako mozaikę. Właściwości spiekanego węglika spiekanego są pomiędzy właściwościami węglika spiekanego i stali szybkotnącej. Może być obrabiany i poddany obróbce cieplnej. Po hartowaniu i odpuszczaniu twardość spajanego węglika spiekanego może osiągnąć 68-73 HRC. Można go używać do wykonywania skomplikowanych i trwałych matryc. Spawane węgliki spiekane stosowane jako wykrojniki obejmują DT, GT35, TLMW50, GW50 itp.

Spiekany węglik spiekany jest spiekany przez metalurgię proszkową z proszkiem żelaza jako spoiwem i węglikiem tytanu lub węglikiem wolframu jako twardą fazą przez dodanie niewielkiej ilości proszku pierwiastka stopowego (takiego jak chrom, molibden, wolfram, wanad itp.). Matrycą spiekanego węglika spiekanego jest stal, która eliminuje wady słabej udarności i trudnej obróbki węglika spiekanego. Może być cięty, spawany, kuty i poddawany obróbce cieplnej. Spawane węgliki spiekane zawierają dużą liczbę węglików. Chociaż ich twardość i odporność na zużycie są niższe niż w przypadku węglików spiekanych, są one nadal wyższe niż w przypadku innych stali.

Wybór materiału do matrycy tłoczącej

Wybierając materiał matrycy wykrawającej, należy wziąć pod uwagę produkcję partii przedmiotu, jeśli partia nie jest duża, nie trzeba wybierać materiału matrycy o wysokiej żywotności; należy również wziąć pod uwagę materiał wykrawanego przedmiotu, a także odpowiednie materiały na matryce dla różnych materiałów. W przypadku wykrojników odporność na zużycie jest ważnym czynnikiem określającym żywotność wykrojników. Odporność na zużycie stali zależy od stanu twardych cząstek, takich jak węgliki i twardości matrycy. Im wyższa twardość obu,

Im więcej węglików, tym lepsza odporność na zużycie. Odporność na zużycie zwykłej stali na matryce do tłoczenia to stal narzędziowa węglowa – stal narzędziowa stopowa – stal matrycowa – stal wysokowęglowa wysokochromowa – stal szybkotnąca – węglik wiązany – węglik spiekany.

Ponadto należy również wziąć pod uwagę wpływ grubości, kształtu, wielkości i dokładności przedmiotu obrabianego na wybór materiałów matryc.