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1. Requisitos básicos de várias matrizes de forjamento sobre as propriedades do material
Tabela 1 Requisitos básicos de várias matrizes de forjamento sobre as propriedades do material
Tipo de matriz de forjamento | Requisitos de uso |
Matrizes de forjamento a quente | Dureza, resistência ao impacto, resistência à fadiga térmica |
Matriz de forjamento a quente | Resistência à fadiga térmica |
Matriz de extrusão a quente | Resistência ao desgaste, dureza térmica, resistência à fadiga térmica |
Matriz de forjamento de alta velocidade | Resistência, dureza, resistência à fadiga térmica |
Matriz de forjamento de precisão | Resistência a altas temperaturas, resistência à têmpera, resistência ao desgaste e à fadiga térmica |
Rolo de laminação a quente | Resistência à fadiga térmica |
Matriz de encabeçamento a frio | Dureza, resistência ao desgaste, resistência ao impacto |
Matriz de estampagem | Força, dureza |
Corte a frio, matriz de perfuração | Dureza, resistência ao desgaste, resistência ao impacto |
2. Comparação de dureza e desempenho de aços comumente usados para matrizes de forjamento (consulte a Tabela 9-2)
Tabela 2 Comparação de desempenho de aços comumente usados para matrizes de forjamento
Grau | Use a dureza HRC | Usinável | Resistência ao desgaste | Resistência ao impacto | Resistência à deformação por resfriamento | Profundidade da camada endurecida | Dureza térmica | Sensibilidade à descarbonetação | |
Aço carbono para ferramentas | T7, T8 | 54~60 | Ruim | Ruim | Melhor | Pior | Raso | Ruim | Grande |
T9~T13 | 56~65 | Pior | Pior | Médio | Pior | Raso | Diferença | Grande | |
Liga de aço para ferramentas | Cr12MoV | 55~63 | Melhor | Bom | Ruim | Bom | Profundo | Melhor | Menor |
5CrMnMo | 30~47 | Ruim | Médio | Médio | Médio | Médio | Mais pobre | Maior | |
5CrNiMo | 30~47 | Ruim | Médio | Melhor | Médio | Médio | Pior | Maior | |
3Cr2W8V | 45~54 | Pior | Melhor | Médio | Melhor | Profundo | Melhor | Menor | |
4Cr5MoSiV | 40~54 | Ruim | Melhor | Médio | Melhor | Profundo | Pior | Médio | |
35Cr3Mo3W2V | 44~54 | Ruim | Melhor | Médio | Melhor | Profundo | Melhor | Médio | |
3Cr3Mo3V | 40~54 | Ruim | Melhor | Médio | Melhor | Profundo | Melhor | Médio | |
4Cr3W4Mo2VTiNb | 48~56 | Pior | Melhor | Médio | Melhor | Profundo | Melhor | Médio | |
5Cr4W5Mo2V | 50~56 | Ruim | Melhor | Ruim | Médio | Profundo | Melhor | Médio |
Observação: A sequência de desempenho é Bom > Melhor > Médio > Ruim > Péssimo.
3. Seleção de materiais de molde
(1) Seleção de materiais de molde para forjamento a quente
Há muitos fatores que afetam a vida útil das matrizes de forjamento a quente, como: as condições de estresse da matriz, a temperatura de trabalho, o método de resfriamento, as propriedades do material que está sendo processado, a quantidade de deformação, a velocidade de deformação e as condições de lubrificação, etc. Portanto, esses fatores devem ser totalmente considerados na seleção de materiais.
As matrizes de trabalho a quente geralmente podem ser divididas em: matrizes de forjamento a martelo, matrizes de prensa de forjamento a quente, matrizes de forjamento de prensa de parafuso, matrizes de extrusão etc. O tipo de matriz e as condições específicas de trabalho devem ser considerados para selecionar razoavelmente os materiais da matriz. A seleção de materiais para matrizes de forjamento a quente é mostrada na Tabela 9-3.
Tabela 3 Seleção de materiais para matrizes de forjamento a quente
Tipo de matriz | Tamanho e condições de trabalho | Materiais recomendados | |
Matriz de forjamento de martelo | Altura inferior a 275 mm (pequeno) | 5CrMnMo, 5CrNiMo, 5SiMnMoV, 4SiMnMoV | |
Altura 275~325mm (Médio) | 5CrMnMo, 5CrNiMo, 5SiMnMoV, 4SiMnMoV | ||
Altura 325~375mm (Grande) | 5CrNiMo, 5CrMnSiMoV, 4CrMnSiMoV | ||
Altura superior a 375 mm (extragrande) | 5CrNiMo, 5CrMnSiMoV, 4CrMnSiMoV | ||
Módulo de revestimento | 5Cr2MnMo | ||
Tipo de inserção | 4Cr5MoSiV1, 3Cr2W8V, 4Cr3Mo3W2V, 4CrMnMoSiV | ||
Matriz de prensa de forjamento a quente | Tipo integral | 5CrNiMo, 5CrMnMo, 4CrMnMoSiV, 5CrMnMoSiV, 4Cr5MoSiV, 4Cr5MoSiV1, 4Cr5W2SiV, 3Cr2W8V, 4Cr3Mo3W2V, 5Cr4Mo2W2SiV | |
Tipo de incrustação | Inserir | 4Cr5MoSiV1, 4Cr5MoSiV, 4Cr5W2SiV, 3Cr2W8V, 5Cr4W2Mo2SiV | |
Corpo do molde | 5CrNiMo, 5CrMnMo, 4CrMnMoSiV | ||
Matriz de forjamento de prensa de parafuso | Tipo integral | 5CrMnMo, 5CrNiMo, 8Cr3 | |
Estilo de incrustação | Bloco de embutimento | 3Cr2W8V, 4Cr5W2VSi | |
Módulo | Aço 40Cr, 45 | ||
Matriz de extrusão a quente | Soco | 3Cr2W8V, 3Cr3Mo3W2V, 4Cr5W2SiV, 4Cr5MoSiV1, 4Cr5MoSiV, 4CrMnMoSiV | |
Morrer | 3Cr2W8V, 3Cr3Mo3W2V, 4Cr5W2SiV, 4Cr5MoSiV1, metal duro, metal duro ligado a aço, liga de alta temperatura | ||
Matriz de extrusão a quente | W18Cr4V, W6Mo5Cr4V2, 6W6Mo5Cr4V, 6Cr4W3Mo2VNb, etc. | ||
Matriz de forjamento de alta velocidade | 4Cr5W2SiV, 4Cr5MoSiV, 4Cr5MoSiV1, 4Cr3Mo3 W4VTiNb | ||
Matriz de corte a quente | 6CrW2Si, 5CrNiMo, 3Cr2W8V, 4Cr5MoSiV1, 4CrMnSiMoV, 8Cr3, W6Mo5Cr4V2, W18Cr4V, liga dura, etc. |
(2) Seleção de materiais para matrizes de forjamento a frio
Há muitos tipos de matrizes de forjamento a frio, usadas principalmente para completar processos de prensagem e impressão de materiais metálicos ou não metálicos, extrusão e outros processos de prensagem de pó. Devido aos diferentes métodos de carregamento e à natureza e às especificações dos materiais processados, as condições de trabalho de vários moldes são muito diferentes. Portanto, a seleção do material deve ser diferenciada e baseada em circunstâncias específicas. A seleção de Materiais de matriz de forjamento a frio é mostrado na Tabela 9-4.
Tabela 4 Seleção de materiais para matrizes de forjamento a frio
Tipo de matriz | Condições de trabalho | Materiais recomendados |
Matriz de encabeçamento a frio | Baixa pressão | T10A, T12A, 9Mn2V, CrWMn, MnCrWV, Cr2, 7CrSiMnMoV, GW15, 60Si2Mo, etc. |
Pressão média | CrWV, Cr5MoV, Cr2Mn2SiWMoV | |
Alta pressão | Cr12, Cr12MoV, Cr4W2MoV, W18Cr4V, W6Mo5Cr4V2, 6W6Mo5Cr4V, 6Cr4W3Mo2VNb, carboneto cimentado (YG20, YG20C, etc.) | |
Matriz de extrusão a frio | Soco | W6Mo5 Cr4V2, W18Cr4V, 6W6Mo5Cr4V, Cr12MoV, 6Cr4W3Mo2VNb, Cr12, etc. |
Molde (com revestimento) | Cr12, Cr12MoV, W6Mo5Cr4V, W18Cr4V, 6W6Mo5Cr4V, 6Cr4W3Mo2VNb, Cr4W2MoV, etc. | |
Matriz (sem revestimento) | 9Mn2V, CrWMn, MnCrWV, Cr2, 6W6Mo5Cr4V, 6Cr4W3Mo2VNb, etc. | |
Matriz de prensagem a frio de pó | Soco | Cr6WV, W6Mo5Cr4V2, 6W6Mo5Cr4V, CrWMn, MnCrWV, Cr2, GCr15, etc. |
Morrer | Cr12, Cr12MoV, W6Mo5Cr4V2, W18Cr4V, Cr4W2MoV, 6W6Mo5Cr4V, metal duro, etc. | |
Rolagem de dados | Placa de laminação de rosca | 9SiCr, Cr12MoV |
Laminação de roscas, laminação de engrenagens | Cr12MoV, Cr6WV | |
Matriz de desenho | Metal não ferroso | Cr12, Cr12MoV, CrWMn, Cr2, 9Mn2V, T12A, etc. |
Fio de aço | Cr12, Cr12MoV, W18Cr4V, W6Mo5Cr4V2, W12Mo3Cr4V3N, etc. |