Студено обработваемата стомана за щанцоване се използва главно за щамповане, заготовка, формоване, огъване, студено екструдиране, студено изтегляне, прахова металургия и др. Тя изисква висока твърдост, висока износоустойчивост и достатъчна жилавост. Обикновено се разделя на две категории: общ тип и специален тип. Например, общоупотребяваната стомана за студено обработване в Съединените щати обикновено включва четири марки стомана: 01, A2, D2 и D3. Сравнението на марките стомана за общоупотребявана легирана стомана за студено обработване в различните страни е показано в Таблица 4. Според японския стандарт JIS, основните видове стомана за студено обработване, които могат да се използват, са серия SK, включително въглеродна инструментална стомана серия SK, 8 легирани инструментални стомани серия SKD и 9 високоскоростни стомани серия SKHMO, общо 24 марки стомана. Китайският стандарт GB/T1299-2000 за легирана инструментална стомана включва общо 11 вида стомана, образувайки относително пълна серия. С промените в технологията на обработка, обработваните материали и търсенето на форми, оригиналната основна серия не може да отговори на нуждите. Японските стоманодобивни заводи и големите европейски производители на инструментална и щанцова стомана са разработили специална щанцова стомана за студена обработка и постепенно са формирали съответните серии щанцови стомани за студена обработка. Разработването на тези щанцови стомани за студена обработка е и посоката на развитие на щанцовата стомана за студена обработка.
Нисколегирана стомана за студено обработване с въздушно закаляване
С развитието на технологиите за термична обработка, особено широкото приложение на технологията за вакуумно закаляване в производството на форми, за да се намали деформацията от закаляване, в страната и чужбина са разработени някои нисколегирани микродеформационни стомани, закалени на въздух. Този вид стомана изисква добра закаляемост и термична обработка. Тя има малка деформация, добра якост и жилавост, както и известна износоустойчивост. Въпреки че стандартната високолегирана стомана за студено формоване (като D2, A2) има добра закаляемост, тя има високо съдържание на легиращи елементи и е скъпа. Поради това, в страната и чужбина са разработени някои нисколегирани микродеформационни стомани. Този вид стомана обикновено съдържа легиращи елементи Cr и Mn за подобряване на закаляемостта. Общото съдържание на легиращи елементи обикновено е <5%. Подходяща е за производство на прецизни части с малки производствени партиди. Сложни форми. Представителни марки стомана включват A6 от Съединените щати, ACD37 от Hitachi Metals, G04 от Daido Special Steel, AKS3 от Aichi Steel и др. Китайската стомана GD, след закаляване при 900°C и отпускане при 200°C, може да запази известно количество задържан аустенит и има добра якост, жилавост и размерна стабилност. Може да се използва за направата на щанци за студено щамповане, които са склонни към нащърбване и счупване. Висок експлоатационен живот.
Пламъчно закалена стомана за формоване
За да се съкрати цикълът на производство на матрици, да се опрости процесът на термична обработка, да се спести енергия и да се намалят производствените разходи на матрицата, Япония е разработила някои специални стомани за студено формоване, отговарящи на изискванията за пламъчно закаляване. Типични са SX105V (7CrSiMnMoV), SX4 (Cr8) на Aichi Steel, HMD5, HMD1 на Hitachi Metal, стомана G05 на Datong Special Steel Company и др. Китай е разработил 7Cr7SiMnMoV. Този вид стомана може да се използва за нагряване на острието или други части на матрицата с помощта на кислородно-ацетиленов пистолет или други нагреватели, след като матрицата е обработена, а след това е охладена на въздух и закалена. Обикновено може да се използва директно след закаляване. Поради простия си процес, тя се използва широко в Япония. Представителният вид стомана за този вид стомана е 7CrSiMnMoV, който има добра закаляемост. Когато стомана с дебелина φ80 мм се закали в масло, твърдостта на разстояние 30 мм от повърхността може да достигне 60HRC. Разликата в твърдостта между сърцевината и повърхността е 3HRC. При пламъчно закаляване, след предварително нагряване до 180~200°C и нагряване до 900-1000°C за закаляване с пистолет за пръскане, твърдостта може да достигне над 60HRC и да се получи втвърден слой с дебелина над 1,5 мм.
Висока якост, висока износоустойчивост, стомана за студено формоване
За да се подобри жилавостта на стоманата за студено формоване и да се намали износоустойчивостта на стоманата, някои големи чуждестранни компании за производство на стомана за формоване последователно разработиха серия стомани за студено формоване с висока жилавост и висока износоустойчивост. Този вид стомана обикновено съдържа около 1% въглерод и 8% Cr. С добавянето на Mo, V, Si и други легиращи елементи, карбидите ѝ са фини, равномерно разпределени, а жилавостта ѝ е много по-висока от тази на стоманата тип Cr12, докато износоустойчивостта ѝ е подобна. Тяхната твърдост, якост на огъване, якост на умора и жилавост на счупване са високи, а стабилността им срещу отпускане също е по-висока от тази на стоманата за формоване тип Cr12. Подходящи са за високоскоростни щанци и многопозиционни щанци. Представителните видове стомана за този вид стомана са японската DC53 с ниско съдържание на V и CRU-WEAR с високо съдържание на V. DC53 се закалява при 1020-1040°C и твърдостта може да достигне 62-63HRC след охлаждане на въздух. Може да се темперира при ниска температура (180 ~ 200℃) и висока температура (500 ~ 550℃), като жилавостта му може да бъде 1 пъти по-висока от D2, а устойчивостта му на умора е с 20% по-висока от D2; след коване и валцуване CRU-WEAR, се отгрява и аустенитира при 850-870℃. При скорост по-малка от 30℃/час, охлажда се до 650℃ и се освобождава, като твърдостта може да достигне 225-255HB, температурата на закаляване може да бъде избрана в диапазона от 1020 ~ 1120℃, твърдостта може да достигне 63HRC, а темперирането се извършва при 480 ~ 570℃ в зависимост от условията на употреба, с очевидни вторични ефекти. Ефектът на втвърдяване, износоустойчивостта и жилавостта са по-добри от D2.
Основна стомана (бързорежеща стомана)
Високоскоростната стомана се използва широко в чужбина за производство на високопроизводителни, дълготрайни форми за студено валцоване поради отличната си износоустойчивост и червена твърдост, като например общоприетия стандарт за високоскоростна стомана SKH51 (W6Mo5Cr4V2) в Япония. За да се адаптира към изискванията на формата, жилавостта често се подобрява чрез намаляване на температурата на закаляване, твърдостта на закаляване или намаляване на съдържанието на въглерод във високоскоростната стомана. Матричната стомана се разработва от високоскоростна стомана и нейният химичен състав е еквивалентен на матричния състав на високоскоростната стомана след закаляване. Следователно, броят на остатъчните карбиди след закаляване е малък и равномерно разпределен, което значително подобрява жилавостта на стоманата в сравнение с високоскоростната стомана. В началото на 70-те години на миналия век Съединените щати и Япония са изследвали базови стомани с марки VascoMA, VascoMatrix1 и MOD2. Наскоро са разработени DRM1, DRM2, DRM3 и др. Обикновено се използват за форми за студено валцоване, които изискват по-висока жилавост и по-добра стабилност срещу отпускане. Китай е разработил и някои базови стомани, като например 65Nb (65Cr4W3Mo2VNb), 65W8Cr4VTi, 65Cr5Mo3W2VSiTi и други стомани. Този вид стомана има добра якост и жилавост и се използва широко при студено екструдиране, студено щанцоване на дебели листове, резбовалцоване, щанци за щанцоване, щанци за студено валцоване и др., и може да се използва като щанци за топло екструдиране.
Прахова металургия, стомана за формоване
Високолегираната стомана за студено обработване тип LEDB, произведена по конвенционални процеси, особено материалите с голямо сечение, има едри евтектични карбиди и неравномерно разпределение, което сериозно намалява жилавостта, шлифовъчността и изотропията на стоманата. През последните години големи чуждестранни компании за специална стомана, които произвеждат инструментална и щанцова стомана, се концентрират върху разработването на серия от високоскоростни стомани и високолегирани щанцови стомани, получени чрез прахова металургия, което доведе до бързото развитие на този вид стомана. Чрез процеса на прахова металургия, атомизираният стоманен прах се охлажда бързо и образуваните карбиди са фини и равномерни, което значително подобрява жилавостта, шлифовъчността и изотропията на материала на формата. Благодарение на този специален производствен процес, карбидите са фини и равномерни, а обработваемостта и шлифовъчните характеристики са подобрени, което позволява добавянето на по-високо съдържание на въглерод и ванадий към стоманата, като по този начин се разработва серия от нови видове стомана. Например, серията DEX на японската компания Datong (DEX40, DEX60, DEX80 и др.), серията HAP на Hitachi Metal, серията FAX на Fujikoshi, серията VANADIS на UDDEHOLM, серията ASP на френската Erasteel и инструменталната и щанцова стомана за прахова металургия на американската компания CRUCIBLE се развиват бързо. Създаването на серия стомани за прахова металургия като CPM1V, CPM3V, CPM1OV, CPM15V и др., показва значително подобрение на износоустойчивостта и жилавостта на тези стомани, произведени по обичайните методи.
Време на публикуване: 02 април 2024 г.