1. Kraftleistung
(1) Härte
Die Härte ist der wichtigste technische Index für Formstahl. Um seine Form und Größe unter Einwirkung hoher Beanspruchung unverändert zu halten, Die Matrize muss eine ausreichend hohe Härte haben. Die Härte von Kaltarbeitsformenstahl wird im Allgemeinen bei etwa HRC60 bei Raumtemperatur gehalten. Entsprechend seinen Arbeitsbedingungen, Warmarbeitsformenstahl muss im Allgemeinen im Bereich von hrc40 ~ gehalten werden 55.
Für den gleichen Stahl, innerhalb eines bestimmten Härtewertbereichs, die Härte ist direkt proportional zum Verformungswiderstand; jedoch, Es kann offensichtliche Unterschiede in der plastischen Verformungsbeständigkeit zwischen Stahlsorten mit demselben Härtewert und unterschiedlicher Zusammensetzung und Struktur geben.
(2) Rote Härte
Die Warmarbeitsform muss bei hoher Temperatur arbeiten, um die Stabilität ihrer Struktur und Leistung aufrechtzuerhalten, um eine ausreichend hohe Härte aufrechtzuerhalten. Diese Leistung wird als Rothärte bezeichnet.
Kohlenstoff-Werkzeugstahl und niedriglegierter Werkzeugstahl können diese Eigenschaft normalerweise im Temperaturbereich beibehalten 180 ~ 250 ℃, und Chrom-Molybdän-Warmarbeitsstahl können diese Eigenschaft im Allgemeinen im Temperaturbereich beibehalten 550 ~ 600 ℃. Die Rothärte von Stahl hängt hauptsächlich von der chemischen Zusammensetzung und dem Wärmebehandlungsprozess des Stahls ab.
(3) Druckstreckgrenze und Druckbiegefestigkeit
Die Form wird während des Gebrauchs häufig starkem Druck und Biegung ausgesetzt, Daher muss das Formmaterial eine bestimmte Druckfestigkeit und Biegefestigkeit aufweisen.
und die Kombination zwischen Modulfunktionen erfordern alle eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit, Die Bedingungen des Drucktests und des Biegetests entsprechen nahezu den tatsächlichen Arbeitsbedingungen der Form (Viele Unternehmen haben ihre Aufmerksamkeit auf Rapid Prototyping gerichtet, um Modelle und Prototypen zu erstellen und zu entwickeln, Die gemessene Druckstreckgrenze des Matrizenstahls stimmt mit dem Verformungswiderstand des Stempels während des Betriebs überein).
Ein weiterer Vorteil des Biegetests besteht darin, dass der Dehnungswert groß ist, Dies kann den Unterschied des Verformungswiderstands zwischen verschiedenen Stahlsorten und bei unterschiedlicher Wärmebehandlung und Mikrostruktur empfindlich widerspiegeln.
2. Beharrlichkeit
Im Arbeitsprozess, die Matrize trägt die Stoßbelastung. Um Schäden in Form von Brüchen und Kanteneinbrüchen während des Gebrauchs zu reduzieren, Der Matrizenstahl muss eine gewisse Zähigkeit aufweisen.
Die chemische Zusammensetzung, Körnung, Reinheit, Menge, Morphologie, Größe und Verteilung von Karbiden und Einschlüssen, sowie das Wärmebehandlungssystem und die metallografische Struktur des Gesenkstahls haben großen Einfluss auf die Zähigkeit des Stahls. Bestimmtes, Die Reinheit und die Warmumformung von Stahl haben deutlichere Auswirkungen auf seine Querzähigkeit.
Die Zähigkeit, Festigkeit und Verschleißfestigkeit von Stahl sind oft widersprüchlich. Deshalb, Es ist notwendig, die chemische Zusammensetzung des Stahls angemessen auszuwählen und eine angemessene Veredelung vorzunehmen, Warmumform- und Wärmebehandlungsverfahren, um die Verschleißfestigkeit zu erhöhen, Festigkeit und Zähigkeit der Matrizenmaterialien ergeben eine gute Kombination.
Die Schlagzähigkeit ist die Gesamtenergie, die die Probe während des gesamten Bruchvorgangs während eines Aufpralls absorbiert. jedoch, Bei vielen Werkzeugen kommt es unter unterschiedlichen Arbeitsbedingungen zu Ermüdungsbrüchen. Deshalb, Die herkömmliche Schlagzähigkeit kann das Bruchverhalten von Formstahl nicht vollständig widerspiegeln. Es werden Mehrfachschlag-Brucharbeit mit geringer Energie oder Mehrfachbruch- und Ermüdungslebensdauer verwendet.
3. Verschleißfestigkeit
Die Verschleißfestigkeit von Formmaterialien ist oft ein wichtiger Faktor für die Lebensdauer von Werkzeugen. Die Matrize unterliegt bei der Arbeit einer erheblichen Druckspannung und Reibung, Dies erfordert, dass die Matrize unter starker Reibung ihre Maßhaltigkeit beibehält. Der Verschleiß der Matrize ist hauptsächlich mechanischer Verschleiß, Oxidationsverschleiß und Schmelzverschleiß.
Um die Verschleißfestigkeit von Gesenkstahl zu verbessern, Es ist nicht nur notwendig, die hohe Härte des Formstahls aufrechtzuerhalten, sondern stellen Sie auch sicher, dass die Zusammensetzung, Morphologie und Verteilung von Karbiden oder anderen gehärteten Phasen im Stahl sind angemessen.
Für den Einsatz der Form unter Bedingungen hoher Belastung und Hochgeschwindigkeitsverschleiß, Es ist erforderlich, dass die Oberfläche des Matrizenstahls einen dünnen und dichten Oxidfilm mit guter Haftung bilden kann, Halten Sie die Schmierung aufrecht, Reduzieren Sie den geschmolzenen Verschleiß wie Kleben und Schweißen zwischen der Matrize und dem Werkstück, und reduzieren den Oxidationsverschleiß, der durch Oxidation auf der Matrizenoberfläche verursacht wird. Deshalb, Die Arbeitsbedingungen der Matrize haben großen Einfluss auf den Verschleiß von Stahl.
Die Verschleißfestigkeit kann mit der Simulationstestmethode gemessen werden, und der relative Verschleißfestigkeitsindex kann als Parameter zur Charakterisierung des Verschleißfestigkeitsniveaus bei unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung und Organisationszustand verwendet werden. Darstellung der Lebensdauer vor der angegebenen Grathöhe und Darstellung der Verschleißfestigkeit verschiedener Stahlsorten; Der Test basiert auf Cr12MoV-Stahl.
4. Beständigkeit gegen thermische Ermüdung
Unter der Servicebedingung, Warmarbeitsstahl ist nicht nur periodischen Belastungswechseln ausgesetzt, sondern auch der Einwirkung hoher Temperaturen und periodischem Abschrecken und Erhitzen ausgesetzt. Deshalb, Bei der Bewertung der Bruchfestigkeit von Warmarbeitsstahl sollte das thermomechanische Ermüdungsbruchverhalten der Materialien berücksichtigt werden. Thermomechanische Ermüdung ist ein Indikator für die Gesamtleistung, Dazu gehört auch die thermische Ermüdungsleistung, mechanische Ermüdungsrisswachstumsrate und Bruchzähigkeit.
Die thermische Ermüdungsleistung spiegelt die Lebensdauer von Materialien vor der Entstehung von thermischen Ermüdungsrissen wider. Materialien mit hoher thermischer Ermüdungsbeständigkeit weisen mehr thermische Zyklen für die Entstehung von thermischen Ermüdungsrissen auf; Die Wachstumsrate des mechanischen Ermüdungsrisses spiegelt die Wachstumsmenge jedes Spannungszyklus wider, wenn sich der Riss nach der thermischen Ermüdungsrissinitiierung unter der Wirkung des Schmiededrucks intern ausbreitet; Die Bruchzähigkeit spiegelt den Widerstand von Materialien gegenüber der instabilen Ausbreitung bestehender Risse wider.
Für das Material mit hoher Bruchzähigkeit, wenn sich der Riss instabil ausbreiten will, es muss an der Rissspitze einen ausreichend hohen Spannungsintensitätsfaktor aufweisen, das ist, es muss eine große Risslänge haben. Unter der Voraussetzung ständigen Stresses, Es gibt bereits einen Ermüdungsriss in einer Matrize. Wenn die Bruchzähigkeit des Matrizenmaterials hoch ist, Der Riss muss sich tiefer ausdehnen, bevor sich die Instabilität ausbreiten kann.
Mit anderen Worten, Die thermische Ermüdungsbeständigkeit bestimmt den Teil der Lebensdauer vor der Entstehung von Ermüdungsrissen; Die Risswachstumsrate und die Bruchzähigkeit können den Teil der Lebensdauer bestimmen, in dem nach der Rissentstehung eine unterkritische Ausbreitung auftritt. Deshalb, um eine hohe Lebensdauer der Warmbearbeitungsform zu erreichen, Das Matrizenmaterial sollte eine hohe thermische Ermüdungsbeständigkeit aufweisen, geringe Risswachstumsrate und hohe Bruchzähigkeit.
Der Index der thermischen Ermüdungsbeständigkeit kann anhand der Anzahl der thermischen Zyklen der thermischen Ermüdungsrissbildung gemessen werden, oder nach der Anzahl der Ermüdungsrisse und der durchschnittlichen Tiefe oder Länge nach einem bestimmten Wärmezyklus.
5. Okklusaler Widerstand
Der okklusale Widerstand ist eigentlich der Widerstand, wenn “Kaltschweißen” tritt ein. Diese Eigenschaft ist für Chip-Materialien wichtig.
Während des Tests, unter der Bedingung trockener Reibung, die geprüfte Werkzeugstahlprobe und das Material mit Bissneigung (wie zum Beispiel austenitischer Stahl) werden einer Doppelreibungsbewegung mit konstanter Geschwindigkeit ausgesetzt, und die Last wird bei einer bestimmten Geschwindigkeit schrittweise erhöht. Zu diesem Zeitpunkt, auch das Drehmoment erhöht sich entsprechend. Diese Belastung wird aufgerufen “Bisskritische Belastung”. Je höher die kritische Belastung ist, desto stärker ist der Bisswiderstand.
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