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In den 1950er Jahren wurden alle chinesischen Werkzeugstähle von ausländischen Stahlsorten angegriffen. Um Rohstoffe zu sparen und die Genauigkeit von Rohlingen zu verbessern, gab es in den 1960er Jahren eine rasante Entwicklung von weniger Schneidtechnologie und Präzisionsformtechnologie. Um die Produktionseffizienz zu verbessern, wurden viele hocheffiziente Druckverarbeitungsgeräte eingesetzt und Schmiedehämmer nach und nach durch Pressen ersetzt. Die Leistung des ursprünglichen Formstahls entspricht häufig nicht den hohen Leistungsanforderungen der Betriebsbedingungen, was sich auf die Lebensdauer der Form und die Förderung und Anwendung neuer Geräte und Geräte für die Druckverarbeitung auswirkt.
Ende der 1970er Jahre verbreitete sich der Einsatz von Präzisions- und technischen Kunststofferzeugnissen in großem Maßstab zunehmend. Die Nachfrage nach Stahl für Kunststoffformen stieg stark an, und neue Anforderungen wurden an die Leistung von Kunststoffformstählen gestellt. Seit den 1960er Jahren haben chinesische Wissenschaftler und Techniker mit Unterstützung der zuständigen Ministerien und Kommissionen eine Reihe neuer Formstähle entwickelt, die den nationalen Gegebenheiten entsprechen. Einige der neuen Stahlsorten mit hervorragender Leistung und guter Prozessleistung unterliegen dem Formenbau und den Verwendungseinheiten. herzlich willkommen. In dieser Zeit wurden auch einige im Ausland verwendete Stahlsorten eingeführt, von denen einige den Produktionsversuch bestanden und gute Ergebnisse erzielten. Für einige Kaltarbeitsstähle und Warmarbeitsstähle mit besserer Wirkung haben die zuständigen Abteilungen Leistungsvergleichsversuche separat organisiert und Vorschläge für Auswahl und Anwendung unterbreitet.
Um den Anforderungen an hochverschleißfeste und langlebige Formen gerecht zu werden, entwickelten sich in den späten 1950er Jahren Chinas Hartmetalle rasant und es wurden auch verschiedene stahlgebundene Hartmetalle entwickelt, die als Formen verwendet wurden, um gute Ergebnisse zu erzielen . Dieses Papier ist in sechs Teile unterteilt: Kaltarbeitsstahl, Warmarbeitsstahl, Kunststoffstahl, Hartmetall und Stahlbindung, Wärmebehandlung der Form, Perspektiven und Empfehlungen. Kaltarbeitsstahl Gegenwärtig ist der in China gebräuchliche Kaltarbeitsstahl immer noch die alte Stahlsorte niedriglegierter Werkzeugstähle CrWMn und Cr12MoV und Cr12 mit hohem Kohlenstoffgehalt und hohem Chromgehalt. CrWMn-Stahl weist eine angemessene Härtbarkeit und Verschleißfestigkeit auf und die Wärmebehandlungsverformung ist gering. Der CrWMn-Stahl muss jedoch streng kontrolliert werden, um die Abkühlrate nach dem Schmieden zu kontrollieren, und die geeignete Wärmebehandlung wird angewendet, um die Karbide gleichmäßig und feinkörnig zu machen und auf dem Substrat zu verteilen. Andernfalls kann sich leicht ein Netzwerk aus Karbiden bilden, was zu Abplatzungen und Rissen in der Form während des Gebrauchs führt. Werkzeugstahl mit hohem Kohlenstoffgehalt und hohem Chromgehalt weist eine hohe Verschleißfestigkeit auf, jedoch ist seine Karbidentmischung schwerwiegender, was zu einer Verringerung der Richtung und Stärke der Verformung führt.
Der Grad der Trennung kann durch wiederholtes Wählen in gewissem Maße verbessert werden. 1981 führte China den internationalen kohlenstoffreichen Werkzeugstahl D2 (Cr12Mo1V1) mit hohem Chromgehalt ein. Im Vergleich zu Cr12MoV-Stahl ist die Karbidseigerung von D2-Stahl im Vergleich zu Cr12MoV geringfügig verbessert, und die Festigkeit und Zähigkeit sind geringfügig verbessert. Die Lebensdauer der D2-Stahlform ist unterschiedlich hoch. Schnellarbeitsstahl (hauptsächlich W6Mo5Cr4V2 und W18Cr4V) weist eine höhere Verschleißfestigkeit und Festigkeit auf und wird häufig zur Herstellung von Formen verwendet, seine Zähigkeit kann jedoch die Anforderungen komplexer großer und schlagintensiver Formen nicht erfüllen. Um die Zähigkeit dieser Stahlsorte zu verbessern, wurden in China einige neue Kaltarbeitsstähle entwickelt, z. B .: 1 Niedrig legierter Kaltarbeitsstahl Die Hauptmerkmale dieses Stahls sind gute Verarbeitbarkeit, niedrige Abschrecktemperatur und geringe Hitze Behandlungsverformung und Zähigkeit. Gut und haben die richtige Verschleißfestigkeit. B. GD (6CrMnNiMoVSi), 7CrSiMnMoV (abgekürzt als CH), DS-Stahl und dergleichen. GD-Stahl hat eine hohe Lebensdauer für die Herstellung von Kaltstanzformen, die leicht zu zerspanen und zu brechen sind. Die Zusammensetzung von CH-Stahl entspricht der von Japans SX105V-Stahl. Es ist eine Art flammgehärteter Stahl.
Es wird oft verwendet, um Formteile für Automobile und andere Produktionslinien herzustellen. Beim Flammlöschen erwärmt es die Schnittfläche der Formkante und weist unter der ausgehärteten Schicht eine hohe Zähigkeit auf. Die Basis ist gepolstert, um der Form eine höhere Lebensdauer zu verleihen. DS-Stahl ist eine Art Schlagkaltarbeitsstahl, und seine Schlagzähigkeit ist erheblich besser als der üblicherweise verwendete hochzähe Klingenstahl 6CrW2Si. 2 Basisstahl Unter Basisstahl wird im Allgemeinen Stahl verstanden, dessen Zusammensetzung der des Schnellarbeitsstahls entspricht. In den USA und in Japan wurden die Grundstähle der Qualitäten Vasco MA, Vasco Matrix I und MOD2 in den frühen 1970er Jahren untersucht, die den Grundstählen der Hochgeschwindigkeitsstähle M2 und M36 entsprechen, jedoch nicht weit verbreitet sind. China hat einige Grundstähle entwickelt, wie 65Cr4W3Mo2VNb (als 65Nb bezeichnet), 65W8Cr4VTi (als LM1 bezeichnet) 65Cr5Mo3W2VSiTi (als LM2 bezeichnet) Stahl.
Das Hauptmerkmal dieser Grundstähle ist, dass ihr Kohlenstoffgehalt geringfügig höher als der Kohlenstoffgehalt der Matrix ist, um die Menge der Primärcarbide zu erhöhen und die Verschleißfestigkeit zu verbessern.
Eine kleine Menge starker Carbide wird zugesetzt, um das Element Wismut oder Titan zu bilden, um eine relativ stabile Carbonisierung zu bilden. Das Material verhindert das Wachstum von Kristallkörnern beim Abschrecken und verbessert die Prozessleistung des Stahls. Derartige Grundstähle sind weit verbreitet bei der Herstellung von Kaltfließpressen, Dickblech-Kaltpressen, Kaltpressen und anderen Formen, insbesondere für große und komplexe Formen für schwer verformbare Werkstoffe, und können auch als Heißfließpressen für verwendet werden Eisen Metalle. 3 Hochbeständiger, verschleißfester Kaltarbeitsstahl Um die Hartmetallsegregation von Cr12-Kaltarbeitsstahl zu verbessern, die Zähigkeit zu verbessern und die Verschleißfestigkeit von Stahl weiter zu erhöhen, hat China viele Forschungsarbeiten durchgeführt und viele neue entwickelt Einsen. Stahlsorten wie LD-, ER5- und GM-Stahl. Unter diesen Stählen wird der Chromgehalt in geeigneter Weise verringert, um die Carbidentmischung zu verbessern, und die Gehalte an Wolfram, Molybdän und Vanadium werden erhöht, um das Sekundärhärtungsvermögen zu erhöhen und die Verschleißfestigkeit zu verbessern. Im Vergleich zu Cr12-Kaltarbeitsstahl weist dieser Stahltyp eine verbesserte Karbidseigerung und eine höhere Zähigkeit auf.
Diese Stahlsorte hat eine bessere Verschleißfestigkeit als Cr12-Kaltarbeitsstahl, daher hat die Form eine höhere Lebensdauer und eignet sich besser zum Hochgeschwindigkeits- und Mehrstationen-Stanzen. Warmarbeitsstahl Der in China gebräuchliche Warmarbeitsstahl ist 5CrMnMo, 5CrNiMo und 3Cr2W8V. 5CrNiMo-Stahl wird hauptsächlich als große und mittlere Schmiedeform verwendet. Seine Härtbarkeit ist jedoch nicht hoch genug und die Anlassstabilität ist nicht hoch genug, und seine Leistung kann die Leistungsanforderungen von Schmiedegesenken mit großem Querschnitt nicht erfüllen. 3Cr2W8V-Stahl wird häufig als Heißextrusionsdüse für Schwarz- und Buntmetalle sowie als Druckgussform für Cu- und Al-Legierungen verwendet. Dieser Stahl hat eine hohe Wärmebeständigkeit und eine Betriebstemperatur von 650 ° C. Der Heißarbeitsstahl auf Wolframbasis weist jedoch eine geringe Wärmeleitfähigkeit und eine schlechte thermische Ermüdungsbeständigkeit auf.
In den frühen 1980er Jahren führte China den im Ausland gebräuchlichen Warmarbeitsstahl H13 (4Cr5MoSiV1) ein. H13-Stahl hat eine gute Kälte- und Hitzeermüdung. Wenn die Einsatztemperatur 600 ° C anstelle von 3Cr2W8V-Stahl nicht überschreitet , wird die Lebensdauer der Matrize erheblich verbessert. Daher wurde H13-Stahl schnell gefördert und angewendet, und seine Ausgangsleistung hat 3Cr2W8V-Stahl überschritten. Um den neuen Anforderungen der Druckverarbeitung in Bezug auf Zähigkeit und Wärmestabilität gerecht zu werden, hat China eine Reihe neuer Warmarbeitsstähle entwickelt, unter anderem: 1 Warmschmiedestahl im Inland 1980er Jahre Die Härtbarkeit von 5CrNiMo-Stahl kann die Anforderungen eines Hammerformwerkzeugs mit großem Querschnitt nicht erfüllen, und die Einsatztemperatur beträgt nicht mehr als 500 ° C. Es wurden zahlreiche Analysen und Vergleiche mit Stahl im In- und Ausland durchgeführt. Die Forschung zeigt, dass der Gehalt an Cr, Ni und Mo in fremdähnlichem Stahl 5CrNiMoV höher ist als der von inländischem 5CrNiMo-Stahl und eine geringe Menge an V enthält, so dass seine Härtbarkeit und Anlassstabilität höher sind als der von inländischem 5CrNiMo-Stahl und dies ist empfohlen, 5CrNiMoV zu verwenden. Stahl für die Herstellung großer, komplexer Hochleistungs-Hammerwerkzeuge. Warmumformstähle mit großem Querschnitt, 5Cr2NiMoVSi und 45Cr2NiMoVSi, wurden ebenfalls in China entwickelt und sind weit verbreitet. Im Vergleich zu 5CrNiMo-Stahl weisen diese Stähle einen etwas niedrigeren Kohlenstoffgehalt auf, wodurch sich der Cr- und Mo-Gehalt erhöht und geeignete V- und Si-Anteile hinzugefügt werden, was zu einer hohen Härtbarkeit und thermischen Stabilität führt. Der Kohlenstoff und das Silizium in 45Cr2NiMoVSi-Stahl sind geringfügig niedriger als der von 5Cr2NiMoVSi-Stahl, der sich besser zum Hammerschmieden eignet.
Diese Stahlsorte wird zur Herstellung von Schmiedewerkzeugen für mechanische Pressen über 4000 t und Schmiedewerkzeuge über 3 t verwendet, und ihre Lebensdauer ist gegenüber 5CrNiMo und 5CrNiMoV um das 0,5- bis 1,5-fache erhöht. 3Cr2MoWVNi-Stahl ist auch eine in China entwickelte Warmschmiedestahlsorte mit hoher Lebensdauer. 2 Heisspressstahl H13 ist ein im In- und Ausland weit verbreiteter Heisspressstahl. Es hat ein gutes Ermüdungsverhalten bei Hitze und Kälte, wenn es bei Temperaturen von nicht mehr als 600 ° C eingesetzt wird. Hat eine relativ hohe Lebensdauer. H13-Stahl hat jedoch einen großen Größeneffekt, und Fremdprozesse, wie z. B. Scheuern außerhalb des Ofens, Hochtemperaturdiffusionsglühen und isotropes Schmieden, werden verwendet, um den Größeneffekt zu verbessern und die Entmischung von Komponenten aus Cr und Mo zu verringern Prozess wird oft in China verwendet. . China hat eine Reihe von Warmarbeitsstählen für die Warmextrusion mit guter Zähigkeit und hoher thermischer Stabilität entwickelt. Einige Stähle werden auf der Basis von 3Cr3Mo3V-Stahl auf Molybdänbasis und H13-Stahl auf Chrombasis entwickelt und weisen bestimmte Legierungsmerkmale auf, z. Stahl wie HD2 (4Cr3Mo2VNiNbB) und 012Al (5Cr4Mo3SiMnVAl). Diese Stähle haben eine hohe thermische Stabilität unter der Bedingung einer Aufrechterhaltung einer guten Zähigkeit und werden zur Herstellung eines Heißextrusionswerkzeugs, eines Präzisionsschmiedewerkzeugs, eines Druckgießwerkzeugs für Nichteisenmetalle usw. verwendet und haben eine gute Gebrauchswirkung. Die zuständigen Abteilungen unseres Landes haben einige Forschungseinheiten und Benutzer organisiert und 27 in- und ausländische Anwendungen sowie neu entwickelte Warmarbeitsstähle ausgewählt, deren grundlegende mechanische Eigenschaften, Prozessleistung und Leistung getestet und verglichen und verschiedene Typen vorgeschlagen. Richtlinien für die Auswahl von Warmwalzwerkzeugen.
Kunststoffformstahl Der Produktionswert der Kunststoffform hat den ersten Platz im Gesamtproduktionswert der Formindustrie eingenommen. China hatte in der Vergangenheit keinen speziellen Kunststoffformstahl. Während in den letzten Jahren ausländischer Stahl für Kunststoffformen eingeführt wurde, wurden einige neue Kunststoffformstähle entwickelt und entwickelt. 1 Vorgehärteter Kunststoffformstahl Diese Stahlsorte wird nach dem vollständigen Schmieden im Stahlwerk zu einem Modul verarbeitet. Es wird auf die erforderliche Härte vorgewärmt (im Allgemeinen auf 30 ~ 35RHC vorgehärtet) und dann zum Formen der Einheit verwendet. P20 (dh 3Cr2Mo) ist der im Ausland am häufigsten verwendete vorgehärtete Kunststoffformstahl. Es wurde in Chinas Standard für legierten Werkzeugstahl aufgenommen. Es ist seit den 1980er Jahren in einigen Fabriken in China weit verbreitet. 718 ist ein modifizierter P20-Stahl, der in Schweden hergestellt wird. Es hat eine höhere Härtbarkeit als P20. Es kann nach dem Abschrecken und Anlassen eine gleichmäßige Härte im großen Querschnitt beibehalten. Es ist auch in China weit verbreitet. 2 Automatenstahl vorgehärtet Um die Schnittleistung von vorgehärtetem Kunststoffformstahl zu verbessern, können Automatenelemente hinzugefügt werden. Einige freischneidende vorgehärtete Stähle wurden in den USA, Japan und Deutschland entwickelt. Ausländischer Automatenstahl aus vorgehärtetem Stahl besteht hauptsächlich aus der S-Serie und verfügt auch über das S-Se-System und das Ca-System. Aber Se ist teurer.
Die Anisotropie des Automatenstahls der S-Serie ist groß und die Entmischung von Sulfid ist schwerwiegender, wenn der Querschnitt vergrößert wird. China hat einige schwefelhaltige, leicht zerspanbare, vorgehärtete Kunststoffformstähle wie 8Cr2MnWMoVS (8Cr2S) und S-Ca-Verbundkunststoffformstahl 5CrNiMnMoVSCa (5NiSCa) entwickelt. 5NiSCa-Stahl verwendet das S-Ca-Verbundfreischneidsystem und die Spritzmetallurgietechnologie, um die Morphologie und Verteilung von Sulfid und die Anisotropie von Stahl zu verbessern. Die Verteilung des Sulfids im großen Abschnitt ist noch relativ gleichmäßig. 5NiSCa-Stahl hat eine hohe Härtbarkeit und Hochglanzpolitur. Wenn die Härte der Form 35 bis 45 HRC beträgt, können verschiedene Bearbeitungen problemlos durchgeführt werden. 3 Vergütungsfreier Kunststoffformstahl Dieser Stahl kann nach dem Schmieden und Walzen ohne Vorhärten verarbeitet werden. Dies spart Energie, senkt die Kosten und verkürzt den Produktionszyklus.
Die in China entwickelten Stähle sind: luftgekühlter Mangan-Bor-Bainit-Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, aus dem Kunststoff- und Gummiformen hergestellt werden können; nicht vorgespannter Kunststoffformstahl 2Mn2CrVTiSCaRe (FT), S, Ca, Re werden dem Stahl hinzugefügt, da sie leicht zu schneiden sind Schneidelemente haben eine bessere Schneidleistung als S-Ca-Verbundstahl; kohlenstoffarmes MnMoVB ist ungetemperter Bainit-Kunststoff-Großformstahl (B30), S und Ca werden als Automatenelemente dem Stahl zugesetzt, industriell Die Versuchsproduktion zeigt, dass die 400 mm dicke Bramme nach dem Warmwalzen luftgekühlt wird. und die Härte ist gleichmäßig über den Querschnitt verteilt. 4 Alterungsbeständiger Stahl China hat verschiedene Arten von nickelarmen alterungsbeständigen Stählen entwickelt. Diese Stähle werden nach dem Abschrecken und Anlassen mechanisch bearbeitet und dann durch Ausfällen gealtert, die Härte wird durch Ausfällen intermetallischer Verbindungen verbessert und die Verformung nach der Wärmebehandlung ist gering.
Ausgehärteter Stahl ist zur Herstellung von hochpräzisen Kunststoffformen, transparenten Kunststoffformen und dergleichen geeignet. Solche Stähle sind Stähle wie 25CrNi3MoAl, 10Ni3Mn2AlCu (PMS) und 06Ni6CrMoVTiAl. Nach dem Abschrecken und Anlassen haben diese Stähle eine Härte von 20-30 HRC, die bearbeitet und dann auf eine Härte von 38-42 HRC gealtert werden kann. 5 Korrosionsbeständiger Kunststoffformstahl Wenn Kunststoffprodukte aus chemisch korrodierten Kunststoffen hergestellt werden, müssen die Formen Korrosionsschutzeigenschaften aufweisen. Im Allgemeinen wird zur Herstellung von Formen korrosionsbeständiger Stahl verwendet. Zu diesem Zeitpunkt ist eine bessere Verschleißfestigkeit erforderlich. Häufig verwendete Stahlsorten sind 4Cr13 (420), 9Cr18 und 17-4PH. PCR (0Cr16Ni4Cu3Nb) ist eine in China entwickelte Art von korrosionsbeständigem Kunststoffformstahl, der eine gute umfassende Korrosionsbeständigkeit aufweist. Hartmetall und stahlgebundenes Hartmetall Hartmetall ist ein pulvermetallurgisch hergestelltes Verbundmaterial.
Hartmetall hat eine hohe Härte, eine gute Verschleißfestigkeit, einen hohen Elastizitätsmodul und eine hohe Betriebstemperatur. Bei der Herstellung bestimmter Formen kann die Lebensdauer der Form um ein Vielfaches und das Dutzendfache erhöht werden. Hartmetall ist jedoch spröde, weist eine schlechte Biegefestigkeit und Zähigkeit auf und kann nicht bearbeitet werden. Sintercarbid wird als Formmaterial hauptsächlich für Zieh-, Kaltfließ- und Kaltstempel verwendet, die nicht von Stößen betroffen sind. Gegenwärtig ist es China gelungen, verschiedene Hartmetallsorten zu produzieren, die im Wesentlichen den Bedürfnissen des Inlandsmarktes entsprechen. In den letzten Jahren wurden einige Mikrokristalle (WC-Körner von weniger als 1 Mikrometer) und ultrafeine Kristalle entwickelt, um die Anforderungen der Herstellung von Mikrobohrern zum Bohren von integrierten Leiterplatten, Nadeln für den Punktmatrixdruck für Computer, Präzisionswerkzeuge usw. zu erfüllen verschiedene Länder. Granulares Sintercarbid (WC-Körner von weniger als 0,6 Mikron), bei herkömmlichen Sintercarbiden beträgt die WC-Korngröße 1,3 bis 1,5 Mikron.
Ultrafeinkörnige Hartmetalle gleichen viele der Nachteile herkömmlicher Hartmetalle aus, erweitern ihr Anwendungsspektrum und erzielen gute Ergebnisse bei der Herstellung verschleißfester und schlagfester Formen. Einige Forschungseinheiten und Hartmetallwerke in China haben mikrokristallines Hartmetall und feinstkörniges Hartmetall in verschiedenen Qualitäten entwickelt. Die Entwicklung von Hochleistungs-Hartmetallen mit ultrafeiner Körnung ist nach wie vor ein heißer Punkt in der Hartlegierungsforschung. Stahlgebundenes Hartmetall ist ein Verbundwerkstoff, bei dem Hartmetall eine harte Phase ist und Stahl als Bindephase verwendet wird. Stahlgebundenes Sintercarbid weist eine gute Verschleißfestigkeit auf, seine Festigkeit und Zähigkeit sind im Allgemeinen höher als die von Sintercarbid, und es weist einige Prozesseigenschaften auf, wie Wärmebehandelbarkeit, Bearbeitbarkeit, Schmiedbarkeit und Schweißbarkeit.
Die Form ist das Hauptanwendungsgebiet von stahlgebundenem Hartmetall. China begann in den 1960er Jahren mit der Entwicklung dieses Materials. Es wurde zu einer Vielzahl von Qualitäten von stahlgebundenen Hartlegierungen entwickelt, die als stahlgebundene Hartlegierungen für Formen verwendet werden. TiC und WC werden hauptsächlich für harte Phasen und niedriglegiertes Chrom hauptsächlich für Stahlsubstrate verwendet. Molybdänstahl, mittel- und hochlegierter Werkzeugstahl oder Schnellarbeitsstahl, wie z. B. TiC-Serien GT35, R5, D1, T1 und WC-Serien TLMW50, GW50, GJW50. Stahlgebundenes Hartmetall wurde bei der Herstellung von Kaltstauchwerkzeugen, Extrusionswerkzeugen, Ziehwerkzeugen, Stanzwerkzeugen, Drahtziehwerkzeugen und Heißwerkzeugen verwendet. Die Entwicklung der Pulvermetallurgietechnologie und die Anwendung des heißisostatischen Pressens führten in den 1970er Jahren zur Herstellung und Verwendung von trennungsfreiem Pulverschnellstahl. Seine Hauptmerkmale sind überlegene Zähigkeit, Schleifbarkeit, Isotropie und Wärmebehandlung. Schnellarbeitsstahl mit relativ hoher Lebensdauer.
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