Kaltarbeitsstahl wird hauptsächlich zum Stanzen, Schneiden, Formen, Biegen, Kaltfließpressen, Kaltziehen und für pulvermetallurgische Werkzeuge usw. verwendet. Er muss eine hohe Härte, hohe Verschleißfestigkeit und ausreichende Zähigkeit aufweisen. Er wird im Allgemeinen in zwei Kategorien unterteilt: allgemeiner Typ und spezieller Typ. Beispielsweise umfasst allgemeiner Kaltarbeitsstahl in den Vereinigten Staaten üblicherweise vier Stahlsorten: 01, A2, D2 und D3. Der Vergleich der Stahlsorten von allgemeiner Kaltarbeitslegierung in verschiedenen Ländern ist in Tabelle 4 dargestellt. Gemäß der japanischen JIS-Norm sind die hauptsächlich verwendbaren Arten von Kaltarbeitsstahl die SK-Serie, einschließlich Kohlenstoff-Werkzeugstahl der SK-Serie, 8 legierte Werkzeugstähle der SKD-Serie und 9 Schnellarbeitsstähle der SKHMO-Serie, also insgesamt 24 Stahlsorten. Der chinesische Standard GB/T1299-2000 für legierten Werkzeugstahl umfasst insgesamt 11 Stahlsorten und bildet damit eine relativ vollständige Serie. Aufgrund der Änderungen in der Verarbeitungstechnologie, den verarbeiteten Materialien und der Nachfrage nach Formen kann die ursprüngliche Basisserie den Bedarf nicht mehr decken. Japanische Stahlwerke und große europäische Werkzeug- und Formenstahlhersteller haben spezielle Kaltarbeitsstähle entwickelt und nach und nach entsprechende Kaltarbeitsstahlserien gebildet. Die Entwicklung dieser Kaltarbeitsstähle ist auch die Entwicklungsrichtung von Kaltarbeitsstählen.
Niedrig legierter, luftgehärteter Kaltarbeitsstahl
Mit der Entwicklung der Wärmebehandlungstechnologie und insbesondere der breiten Anwendung der Vakuumabschrecktechnologie im Formenbau wurden im In- und Ausland einige niedriglegierte, luftabgeschreckte Mikroumformungsstähle entwickelt, um die Abschreckverformung zu verringern. Diese Stahlsorte erfordert eine gute Härtbarkeit und Wärmebehandlung. Sie weist eine geringe Verformung, gute Festigkeit und Zähigkeit sowie eine gewisse Verschleißfestigkeit auf. Herkömmliche hochlegierte Kaltarbeitsstähle (wie D2, A2) weisen zwar eine gute Härtbarkeit auf, haben jedoch einen hohen Legierungsgehalt und sind teuer. Aus diesem Grund wurden im In- und Ausland einige niedriglegierte Mikroumformungsstähle entwickelt. Diese Stahlsorte enthält im Allgemeinen die Legierungselemente Cr und Mn zur Verbesserung der Härtbarkeit. Der Gesamtgehalt der Legierungselemente liegt im Allgemeinen unter 5 %. Sie eignet sich zur Herstellung von Präzisionsteilen in kleinen Produktionschargen und komplexen Formen. Zu den typischen Stahlsorten gehören A6 aus den USA, ACD37 von Hitachi Metals, G04 von Daido Special Steel und AKS3 von Aichi Steel. Chinesischer GD-Stahl behält nach dem Abschrecken bei 900 °C und dem Anlassen bei 200 °C einen gewissen Anteil an Restaustenit und weist eine gute Festigkeit, Zähigkeit und Dimensionsstabilität auf. Er eignet sich zur Herstellung von Kaltprägewerkzeugen, die anfällig für Absplitterungen und Brüche sind. Hohe Lebensdauer.
Flammengehärteter Formstahl
Um den Herstellungszyklus der Form zu verkürzen, den Wärmebehandlungsprozess zu vereinfachen, Energie zu sparen und die Herstellungskosten der Form zu senken, hat Japan einige spezielle Kaltarbeitsstähle für die Anforderungen des Flammabschreckens entwickelt. Typische Beispiele sind SX105V (7CrSiMnMoV) und SX4 (Cr8) von Aichi Steel, HMD5 und HMD1 von Hitachi Metal, G05-Stahl usw. von Datong Special Steel Company. China hat 7Cr7SiMnMoV entwickelt. Mit diesem Stahltyp können Klingen oder andere Teile der Form mit einer Acetylen-Sauerstoff-Spritzpistole oder anderen Heizgeräten erhitzt werden, nachdem die Form bearbeitet, luftgekühlt und abgeschreckt wurde. Im Allgemeinen kann er direkt nach dem Abschrecken verwendet werden. Aufgrund seines einfachen Verfahrens wird er in Japan häufig verwendet. Ein typischer Stahltyp dieser Art ist 7CrSiMnMoV, der gut härtbar ist. Beim Ölabschrecken von 80 mm dickem Stahl kann die Härte in einem Abstand von 30 mm von der Oberfläche 60 HRC erreichen. Der Härteunterschied zwischen Kern und Oberfläche beträgt 3 HRC. Beim Flammabschrecken kann nach dem Vorwärmen auf 180–200 °C und dem Erhitzen auf 900–1000 °C zum Abschrecken mit einer Spritzpistole die Härte über 60 HRC erreichen und eine gehärtete Schicht von über 1,5 mm Dicke erhalten werden.
Kaltarbeitsstahl mit hoher Zähigkeit und hoher Verschleißfestigkeit
Um die Zähigkeit von Kaltarbeitsstahl zu verbessern und seine Verschleißfestigkeit zu verringern, haben einige große ausländische Formenstahlhersteller sukzessive eine Reihe von Kaltarbeitsstählen mit sowohl hoher Zähigkeit als auch hoher Verschleißfestigkeit entwickelt. Diese Stahlsorte enthält im Allgemeinen etwa 1 % Kohlenstoff und 8 % Cr. Durch die Zugabe von Mo, V, Si und anderen Legierungselementen sind seine Carbide fein und gleichmäßig verteilt und seine Zähigkeit ist wesentlich höher als die von Stahl vom Typ Cr12, während seine Verschleißfestigkeit ähnlich ist. Ihre Härte, Biegefestigkeit, Dauerfestigkeit und Bruchzähigkeit sind hoch und auch ihre Anlassbeständigkeit ist höher als die von Formenstahl vom Typ Crl2. Sie eignen sich für Hochgeschwindigkeitsstempel und Mehrstationenstempel. Die repräsentativen Stahlsorten dieser Stahlsorte sind der japanische DC53 mit niedrigem V-Gehalt und der CRU-WEAR mit hohem V-Gehalt. DC53 wird bei 1020–1040 °C abgeschreckt und die Härte kann nach dem Abkühlen an der Luft 62–63 HRC erreichen. Es kann bei niedriger Temperatur (180–200 °C) und hoher Temperatur (500–550 °C) angelassen werden, seine Zähigkeit kann 1-mal höher sein als bei D2 und seine Dauerfestigkeit ist 20 % höher als bei D2; nach dem Schmieden und Walzen mit CRU-WEAR wird es bei 850–870 °C geglüht und austenitisiert. Weniger als 30 °C/Stunde, auf 650 °C abgekühlt und entspannt, die Härte kann 225–255 HB erreichen, die Abschrecktemperatur kann im Bereich von 1020–1120 °C gewählt werden, die Härte kann 63 HRC erreichen, je nach Einsatzbedingungen bei 480–570 °C angelassen werden, mit offensichtlicher sekundärer Härtungswirkung, Verschleißfestigkeit und Zähigkeit, die besser sind als bei D2.
Grundstahl (Schnellarbeitsstahl)
Schnellarbeitsstahl wird im Ausland aufgrund seiner hervorragenden Verschleißfestigkeit und Warmhärte häufig zur Herstellung von leistungsstarken, langlebigen Kaltarbeitsformen verwendet, beispielsweise der japanische Standard-Schnellarbeitsstahl SKH51 (W6Mo5Cr4V2). Um den Anforderungen der Form gerecht zu werden, wird die Zähigkeit häufig durch Reduzierung der Abschrecktemperatur, der Abschreckhärte oder des Kohlenstoffgehalts im Schnellarbeitsstahl verbessert. Matrixstahl wird aus Schnellarbeitsstahl hergestellt und seine chemische Zusammensetzung entspricht der Matrixzusammensetzung von Schnellarbeitsstahl nach dem Abschrecken. Daher ist die Anzahl der Restkarbide nach dem Abschrecken gering und gleichmäßig verteilt, was die Zähigkeit des Stahls im Vergleich zu Schnellarbeitsstahl deutlich verbessert. In den USA und Japan wurden Anfang der 1970er Jahre Basisstähle der Güten VascoMA, VascoMatrix1 und MOD2 untersucht. In jüngster Zeit wurden DRM1, DRM2, DRM3 usw. entwickelt. Diese werden im Allgemeinen für Kaltarbeitsformen verwendet, die eine höhere Zähigkeit und eine bessere Anlassbeständigkeit erfordern. China hat auch einige Basisstähle entwickelt, wie beispielsweise 65Nb (65Cr4W3Mo2VNb), 65W8Cr4VTi, 65Cr5Mo3W2VSiTi und andere. Diese Stahlsorte weist eine gute Festigkeit und Zähigkeit auf und wird häufig beim Kaltfließpressen, beim Kaltstanzen dicker Platten, beim Gewinderollen, bei Prägewerkzeugen, Kaltstauchwerkzeugen usw. verwendet und kann auch als Warmfließpresswerkzeug eingesetzt werden.
Pulvermetallurgie-Formstahl
Hochlegierter Kaltarbeitsstahl vom LEDB-Typ, der mit konventionellen Verfahren hergestellt wird, insbesondere Materialien mit großem Querschnitt, weist grobe eutektische Carbide und eine ungleichmäßige Verteilung auf, was die Zähigkeit, Schleifbarkeit und Isotropie des Stahls stark reduziert. In den letzten Jahren haben sich große ausländische Spezialstahlunternehmen, die Werkzeug- und Formenstahl herstellen, auf die Entwicklung einer Reihe von pulvermetallurgischen Schnellarbeitsstählen und hochlegierten Formenstählen konzentriert, was zu einer rasanten Entwicklung dieser Stahlart geführt hat. Durch das pulvermetallurgische Verfahren kühlt das zerstäubte Stahlpulver schnell ab und die gebildeten Carbide sind fein und gleichmäßig, was die Zähigkeit, Schleifbarkeit und Isotropie des Formmaterials deutlich verbessert. Aufgrund dieses speziellen Herstellungsverfahrens sind die Carbide fein und gleichmäßig und die Bearbeitbarkeit und Schleifleistung werden verbessert, was es ermöglicht, dem Stahl einen höheren Kohlenstoff- und Vanadiumgehalt hinzuzufügen, wodurch eine Reihe neuer Stahlsorten entwickelt wurden. Beispielsweise entwickeln sich die pulvermetallurgischen Werkzeug- und Formenstähle der DEX-Serie (DEX40, DEX60, DEX80 usw.) von Japans Datong, der HAP-Serie von Hitachi Metal, der FAX-Serie von Fujikoshi, der VANADIS-Serie von UDDEHOLM, der ASP-Serie von Erasteel aus Frankreich und der pulvermetallurgischen Werkzeug- und Formenstähle des amerikanischen Unternehmens CRUCIBLE rasant. Durch die Bildung einer Reihe pulvermetallurgischer Stähle wie CPMlV, CPM3V, CPMlOV, CPM15V usw. sind ihre Verschleißfestigkeit und Zähigkeit im Vergleich zu Werkzeug- und Formenstählen, die mit herkömmlichen Verfahren hergestellt werden, deutlich verbessert.
Beitragszeit: 02.04.2024