1. Grundlegende Anforderungen der verschiedenen Schmiedegesenke an die Materialeigenschaften
Tabelle 1 Grundlegende Anforderungen der verschiedenen Schmiedegesenke an die Materialeigenschaften
Typ des Schmiedegesenks | Anforderungen an die Verwendung |
Gesenke zum Warmschmieden | Härte, Schlagfestigkeit, Beständigkeit gegen Wärmeermüdung |
Gesenk zum Warmschmieden | Beständigkeit gegen Ermüdung durch Hitze |
Warmstrangpresswerkzeug | Verschleißfestigkeit, thermische Härte, Beständigkeit gegen Wärmeermüdung |
Hochgeschwindigkeits-Schmiedegesenk | Zähigkeit, Härte, Beständigkeit gegen Wärmeermüdung |
Präzisionsschmiedegesenk | Hochtemperaturfestigkeit, Anlassbeständigkeit, Verschleiß- und Wärmeermüdungsbeständigkeit |
Warmwalzwerk Walze | Beständigkeit gegen Ermüdung durch Hitze |
Kaltstauchwerkzeug | Härte, Verschleißfestigkeit, Schlagfestigkeit |
Stanzform | Stärke, Härte |
Kaltbeschnitt, Stanzwerkzeug | Härte, Verschleißfestigkeit, Schlagfestigkeit |
2. Härte- und Leistungsvergleich von häufig verwendeten Stählen für Schmiedegesenke (siehe Tabelle 9-2)
Tabelle 2 Leistungsvergleich gängiger Stähle für Schmiedegesenke
Klasse | Einsatzhärte HRC | Bearbeitbar | Abriebfestigkeit | Stoßfestigkeit | Widerstand gegen Abschreckung und Verformung | Tiefe der gehärteten Schicht | Hitzehärte | Entkohlungsempfindlichkeit | |
Kohlenstoff-Werkzeugstahl | T7, T8 | 54~60 | Schlecht | Schlecht | Besser | Schlimmer | Untiefe | Schlecht | Groß |
T9~T13 | 56~65 | Schlimmer | Schlimmer | Mittel | Schlimmer | Untiefe | Unterschied | Groß | |
Legierter Werkzeugstahl | Cr12MoV | 55~63 | Besser | Gut | Schlecht | Gut | Tief | Besser | Kleiner |
5CrMnMo | 30~47 | Schlecht | Mittel | Mittel | Mittel | Mittel | Ärmere | Größere | |
5CrNiMo | 30~47 | Schlecht | Mittel | Besser | Mittel | Mittel | Schlimmer | Größere | |
3Cr2W8V | 45~54 | Schlimmer | Besser | Mittel | Besser | Tief | Besser | Kleiner | |
4Cr5MoSiV | 40~54 | Schlecht | Besser | Mittel | Besser | Tief | Schlimmer | Mittel | |
35Cr3Mo3W2V | 44~54 | Schlecht | Besser | Mittel | Besser | Tief | Besser | Mittel | |
3Cr3Mo3V | 40~54 | Schlecht | Besser | Mittel | Besser | Tief | Besser | Mittel | |
4Cr3W4Mo2VTiNb | 48~56 | Schlimmer | Besser | Mittel | Besser | Tief | Besser | Mittel | |
5Cr4W5Mo2V | 50~56 | Schlecht | Besser | Schlecht | Mittel | Tief | Besser | Mittel |
Hinweis: Die Leistungsreihenfolge lautet: Gut > Besser > Mittel > Schlecht > Schlecht.
3. Auswahl der Formstoffe
(1) Auswahl der Materialien für die Warmumformung
Es gibt viele Faktoren, die sich auf die Lebensdauer von Warmschmiedegesenken auswirken, wie z. B.: die Belastungsbedingungen des Gesenks, die Arbeitstemperatur, die Kühlmethode, die Eigenschaften des zu verarbeitenden Materials, die Höhe der Verformung, die Verformungsgeschwindigkeit und die Schmierungsbedingungen, usw. Daher müssen diese Faktoren bei der Auswahl der Werkstoffe in vollem Umfang berücksichtigt werden.
Warmumformwerkzeuge können im Allgemeinen unterteilt werden in: Hammerschmiedegesenke, Gesenkschmiedepressengesenke, Spindelpressengesenke, Strangpressengesenke, usw. Die Art des Gesenks und die spezifischen Arbeitsbedingungen sollten bei der Auswahl der Gesenkwerkstoffe berücksichtigt werden. Die Auswahl der Werkstoffe für Gesenke zum Warmschmieden ist in Tabelle 9-3 dargestellt.
Tabelle 3 Auswahl der Werkstoffe für Warmschmiedegesenke
Matrizentyp | Größe und Arbeitsbedingungen | Empfohlene Materialien | |
Hammerschmiedegesenk | Höhe weniger als 275 mm (klein) | 5CrMnMo, 5CrNiMo, 5SiMnMoV, 4SiMnMoV | |
Höhe 275~325mm (Medium) | 5CrMnMo, 5CrNiMo, 5SiMnMoV, 4SiMnMoV | ||
Höhe 325~375mm (groß) | 5CrNiMo, 5CrMnSiMoV, 4CrMnSiMoV | ||
Höhe größer als 375 mm (extra groß) | 5CrNiMo, 5CrMnSiMoV, 4CrMnSiMoV | ||
Verkleidungsmodul | 5Cr2MnMo | ||
Typ einfügen | 4Cr5MoSiV1, 3Cr2W8V, 4Cr3Mo3W2V, 4CrMnMoSiV | ||
Warmes Gesenkschmiedegesenk | Integraler Typ | 5CrNiMo, 5CrMnMo, 4CrMnMoSiV, 5CrMnMoSiV, 4Cr5MoSiV, 4Cr5MoSiV1, 4Cr5W2SiV, 3Cr2W8V, 4Cr3Mo3W2V, 5Cr4Mo2W2SiV | |
Art der Einlage | einfügen. | 4Cr5MoSiV1, 4Cr5MoSiV, 4Cr5W2SiV, 3Cr2W8V, 5Cr4W2Mo2SiV | |
Formkörper | 5CrNiMo, 5CrMnMo, 4CrMnMoSiV | ||
Spindelpresse Schmiedegesenk | Integraler Typ | 5CrMnMo, 5CrNiMo, 8Cr3 | |
Inlay-Stil | Einlegeblock | 3Cr2W8V, 4Cr5W2VSi | |
Modul | 40Cr, 45 Stahl | ||
Warmstrangpresswerkzeug | Stanzen | 3Cr2W8V, 3Cr3Mo3W2V, 4Cr5W2SiV, 4Cr5MoSiV1, 4Cr5MoSiV, 4CrMnMoSiV | |
Die | 3Cr2W8V, 3Cr3Mo3W2V, 4Cr5W2SiV, 4Cr5MoSiV1, Sinterhartmetall, stahlgebundenes Hartmetall, Hochtemperaturlegierung | ||
Warmstrangpresswerkzeug | W18Cr4V, W6Mo5Cr4V2, 6W6Mo5Cr4V, 6Cr4W3Mo2VNb, usw. | ||
Hochgeschwindigkeits-Schmiedegesenk | 4Cr5W2SiV, 4Cr5MoSiV, 4Cr5MoSiV1, 4Cr3Mo3 W4VTiNb | ||
Heißschneidewerkzeug | 6CrW2Si, 5CrNiMo, 3Cr2W8V, 4Cr5MoSiV1, 4CrMnSiMoV, 8Cr3, W6Mo5Cr4V2, W18Cr4V, Hartlegierung, usw. |
(2) Auswahl der Werkstoffe für das Kaltschmiedegesenk
Es gibt viele Arten von Kaltschmiedewerkzeugen, die hauptsächlich für das Stauchen von Metallen oder nichtmetallischen Werkstoffen, das Strangpressen und andere Pulverpress- und Prägeverfahren verwendet werden. Aufgrund der unterschiedlichen Belastungsmethoden und der Art und Spezifikationen der verarbeiteten Materialien unterscheiden sich die Arbeitsbedingungen der verschiedenen Formen stark. Daher sollte die Materialauswahl differenziert und an die jeweiligen Gegebenheiten angepasst werden. Die Auswahl von Werkstoffe für Kaltschmiedegesenke ist in Tabelle 9-4 dargestellt.
Tabelle 4 Auswahl der Werkstoffe für Kaltschmiedegesenke
Matrizentyp | Arbeitsbedingungen | Empfohlene Materialien |
Kaltverformungsstempel | Niederdruck | T10A, T12A, 9Mn2V, CrWMn, MnCrWV, Cr2, 7CrSiMnMoV, GW15, 60Si2Mo, usw. |
Mittlerer Druck | CrWV, Cr5MoV, Cr2Mn2SiWMoV | |
Hoher Druck | Cr12, Cr12MoV, Cr4W2MoV, W18Cr4V, W6Mo5Cr4V2, 6W6Mo5Cr4V, 6Cr4W3Mo2VNb, Hartmetall (YG20, YG20C, usw.) | |
Kaltfließpresswerkzeug | Stanzen | W6Mo5 Cr4V2, W18Cr4V, 6W6Mo5Cr4V, Cr12MoV, 6Cr4W3Mo2VNb, Cr12, usw. |
Würfel (mit Einlage) | Cr12, Cr12MoV, W6Mo5Cr4V, W18Cr4V, 6W6Mo5Cr4V, 6Cr4W3Mo2VNb, Cr4W2MoV, usw. | |
Würfel (ohne Einlage) | 9Mn2V, CrWMn, MnCrWV, Cr2, 6W6Mo5Cr4V, 6Cr4W3Mo2VNb, usw. | |
Pulver-Kaltpressmatrize | Stanzen | Cr6WV, W6Mo5Cr4V2, 6W6Mo5Cr4V, CrWMn, MnCrWV, Cr2, GCr15, usw. |
Die | Cr12, Cr12MoV, W6Mo5Cr4V2, W18Cr4V, Cr4W2MoV, 6W6Mo5Cr4V, Hartmetall, usw. | |
Würfeln | Gewindewalzplatte | 9SiCr, Cr12MoV |
Gewindewalzen, Zahnradwalzen | Cr12MoV, Cr6WV | |
Ziehstein | Nichteisenmetalle | Cr12, Cr12MoV, CrWMn, Cr2, 9Mn2V, T12A, usw. |
Stahldraht | Cr12, Cr12MoV, W18Cr4V, W6Mo5Cr4V2, W12Mo3Cr4V3N, usw. |