1. Основные требования, предъявляемые к различным ковочным штампам по свойствам материала
Таблица 1 Основные требования к свойствам материала для различных ковочных штампов
Тип ковочного штампа | Требования к использованию |
Штампы для горячей ковки | Твердость, ударопрочность, сопротивление тепловой усталости |
Горячая штамповка | Устойчивость к термической усталости |
Горячая экструзионная головка | Износостойкость, термическая твердость, сопротивление термической усталости |
Высокоскоростной ковочный штамп | Прочность, твердость, сопротивление тепловой усталости |
Точный штамповочный штамп | Высокотемпературная прочность, закалка, износостойкость и термоусталость |
Валки стана горячей прокатки | Устойчивость к термической усталости |
Холодновысадочный штамп | Твердость, износостойкость, ударопрочность |
Штамповочный штамп | Прочность, твердость |
Холодная обрезка, вырубной штамп | Твердость, износостойкость, ударопрочность |
2. Сравнение твердости и характеристик широко используемых сталей для ковочных штампов (см. табл. 9-2)
Таблица 2 Сравнение характеристик широко используемых сталей для ковочных штампов
Класс | Используемая твердость HRC | Обрабатываемый | Износостойкость | Устойчивость к ударам | Устойчивость к деформации при закалке | Глубина упрочненного слоя | Тепловая стойкость | Чувствительность к обезуглероживанию | |
Углеродистая инструментальная сталь | Т7, Т8 | 54~60 | Бедный | Бедный | Лучше | Хуже | Shallow | Бедный | Большой |
T9~T13 | 56~65 | Хуже | Хуже | Средний | Хуже | Shallow | Разница | Большой | |
Легированная инструментальная сталь | Cr12MoV | 55~63 | Лучше | Хорошо | Бедный | Хорошо | Глубокий | Лучше | Меньше |
5CrMnMo | 30~47 | Бедный | Средний | Средний | Средний | Средний | Беднее | Крупнее | |
5CrNiMo | 30~47 | Бедный | Средний | Лучше | Средний | Средний | Хуже | Крупнее | |
3Cr2W8V | 45~54 | Хуже | Лучше | Средний | Лучше | Глубокий | Лучше | Меньше | |
4Cr5MoSiV | 40~54 | Бедный | Лучше | Средний | Лучше | Глубокий | Хуже | Средний | |
35Cr3Mo3W2V | 44~54 | Бедный | Лучше | Средний | Лучше | Глубокий | Лучше | Средний | |
3Cr3Mo3V | 40~54 | Бедный | Лучше | Средний | Лучше | Глубокий | Лучше | Средний | |
4Cr3W4Mo2VTiNb | 48~56 | Хуже | Лучше | Средний | Лучше | Глубокий | Лучше | Средний | |
5Cr4W5Mo2V | 50~56 | Бедный | Лучше | Бедный | Средний | Глубокий | Лучше | Средний |
Примечание: Последовательность выполнения: хорошо > лучше > средне > плохо > плохо.
3. Выбор материалов для пресс-формы
(1) Выбор материалов для пресс-форм для горячей ковки
На срок службы штампов для горячей ковки влияет множество факторов, таких как: условия напряжения в штампе, рабочая температура, способ охлаждения, свойства обрабатываемого материала, величина деформации, скорость деформации, условия смазки и т.д. Поэтому эти факторы должны быть полностью учтены при выборе материалов.
Штампы для горячей обработки можно разделить на: штампы для ковки на молотах, штампы для горячей штамповки на прессах, штампы для ковки на винтовых прессах, штампы для экструзии и т.д. Для обоснованного выбора материала штампа следует учитывать тип штампа и конкретные условия работы. Выбор материалов для штампов горячей ковки приведен в таблице 9-3.
Таблица 3 Выбор материалов для штампов горячей ковки
Тип штампа | Размер и условия работы | Рекомендуемые материалы | |
Ковочный молот | Высота менее 275 мм (малая) | 5CrMnMo, 5CrNiMo, 5SiMnMoV, 4SiMnMoV | |
Высота 275~325 мм (средняя) | 5CrMnMo, 5CrNiMo, 5SiMnMoV, 4SiMnMoV | ||
Высота 325~375 мм (большая) | 5CrNiMo, 5CrMnSiMoV, 4CrMnSiMoV | ||
Высота более 375 мм (очень большая) | 5CrNiMo, 5CrMnSiMoV, 4CrMnSiMoV | ||
Облицовочный модуль | 5Cr2MnMo | ||
Тип вставки | 4Cr5MoSiV1, 3Cr2W8V, 4Cr3Mo3W2V, 4CrMnMoSiV | ||
Горячая штамповка пресс штамп | Интегральный тип | 5CrNiMo, 5CrMnMo, 4CrMnMoSiV, 5CrMnMoSiV, 4Cr5MoSiV, 4Cr5MoSiV1, 4Cr5W2SiV, 3Cr2W8V, 4Cr3Mo3W2V, 5Cr4Mo2W2SiV | |
Тип инкрустации | Вставка | 4Cr5MoSiV1, 4Cr5MoSiV, 4Cr5W2SiV, 3Cr2W8V, 5Cr4W2Mo2SiV | |
Корпус пресс-формы | 5CrNiMo, 5CrMnMo, 4CrMnMoSiV | ||
Винтовой пресс для штамповки | Интегральный тип | 5CrMnMo, 5CrNiMo, 8Cr3 | |
Стиль инкрустации | Блок вкладышей | 3Cr2W8V, 4Cr5W2VSi | |
Модуль | 40Cr, 45 сталь | ||
Горячая экструзионная головка | Перфоратор | 3Cr2W8V, 3Cr3Mo3W2V, 4Cr5W2SiV, 4Cr5MoSiV1, 4Cr5MoSiV, 4CrMnMoSiV | |
Die | 3Cr2W8V, 3Cr3Mo3W2V, 4Cr5W2SiV, 4Cr5MoSiV1, цементированный карбид, карбид на стальной связке, высокотемпературный сплав | ||
Теплая экструзионная головка | W18Cr4V, W6Mo5Cr4V2, 6W6Mo5Cr4V, 6Cr4W3Mo2VNb и др. | ||
Высокоскоростной ковочный штамп | 4Cr5W2SiV, 4Cr5MoSiV, 4Cr5MoSiV1, 4Cr3Mo3 W4VTiNb | ||
Штамп для горячей обрезки | 6CrW2Si, 5CrNiMo, 3Cr2W8V, 4Cr5MoSiV1, 4CrMnSiMoV, 8Cr3, W6Mo5Cr4V2, W18Cr4V, твердый сплав и т.д. |
(2) Выбор материалов для штампов холодной ковки
Существует множество типов штампов для холодной ковки, которые в основном используются для комплектации металлических и неметаллических материалов, экструзии и других процессов прессования порошка, нанесения оттисков. В связи с различными способами загрузки, а также характером и техническими характеристиками обрабатываемых материалов, условия работы различных пресс-форм сильно отличаются. Поэтому выбор материала должен быть дифференцированным и основываться на конкретных обстоятельствах. Выбор материалы для штампов холодной ковки показано в таблице 9-4.
Таблица 4 Выбор материалов для штампов холодной ковки
Тип штампа | Условия труда | Рекомендуемые материалы |
Штамп для холодного обжига | Низкое давление | T10A, T12A, 9Mn2V, CrWMn, MnCrWV, Cr2, 7CrSiMnMoV, GW15, 60Si2Mo и др. |
Среднее давление | CrWV, Cr5MoV, Cr2Mn2SiWMoV | |
Высокое давление | Cr12, Cr12MoV, Cr4W2MoV, W18Cr4V, W6Mo5Cr4V2, 6W6Mo5Cr4V, 6Cr4W3Mo2VNb, цементированный карбид (YG20, YG20C и др.) | |
Холодная экструзия | Перфоратор | W6Mo5 Cr4V2, W18Cr4V, 6W6Mo5Cr4V, Cr12MoV, 6Cr4W3Mo2VNb, Cr12 и др. |
Штамп (с вкладышем) | Cr12, Cr12MoV, W6Mo5Cr4V, W18Cr4V, 6W6Mo5Cr4V, 6Cr4W3Mo2VNb, Cr4W2MoV и др. | |
Штамп (без вкладыша) | 9Mn2V, CrWMn, MnCrWV, Cr2, 6W6Mo5Cr4V, 6Cr4W3Mo2VNb и др. | |
Штамп для холодного прессования порошка | Перфоратор | Cr6WV, W6Mo5Cr4V2, 6W6Mo5Cr4V, CrWMn, MnCrWV, Cr2, GCr15 и др. |
Die | Cr12, Cr12MoV, W6Mo5Cr4V2, W18Cr4V, Cr4W2MoV, 6W6Mo5Cr4V, цементированный карбид и др. | |
Бросок кубика | Резьбонакатная плита | 9SiCr, Cr12MoV |
Накатывание резьбы, накатывание шестерен | Cr12MoV, Cr6WV | |
Чертежный штамп | Цветной металл | Cr12, Cr12MoV, CrWMn, Cr2, 9Mn2V, T12A и др. |
Стальная проволока | Cr12, Cr12MoV, W18Cr4V, W6Mo5Cr4V2, W12Mo3Cr4V3N и др. |