1. Rendimiento de fuerza
(1) Dureza
La dureza es el principal índice técnico del acero para moldes.. Con el fin de mantener su forma y tamaño sin cambios bajo la acción de un alto estrés, el dado debe tener una dureza lo suficientemente alta. La dureza del acero para moldes de trabajo en frío generalmente se mantiene en alrededor de HRC60 a temperatura ambiente.. Según sus condiciones de trabajo, Generalmente se requiere que el acero para moldes de trabajo en caliente se mantenga en el rango de hrc40 ~ 55.
Por el mismo acero, dentro de un cierto rango de valor de dureza, la dureza es directamente proporcional a la resistencia a la deformación; Sin embargo, puede haber diferencias obvias en la resistencia a la deformación plástica entre grados de acero con el mismo valor de dureza y diferente composición y estructura.
(2) Dureza roja
Se requiere que el molde de trabajo en caliente trabaje a alta temperatura para mantener la estabilidad de su estructura y rendimiento., para mantener una dureza lo suficientemente alta. Este rendimiento se llama dureza roja..
El acero al carbono para herramientas y el acero para herramientas de baja aleación generalmente pueden mantener esta propiedad en el rango de temperatura de 180 ~ 250 ℃, y el acero de troquel de trabajo en caliente de cromo molibdeno generalmente puede mantener esta propiedad en el rango de temperatura de 550 ~ 600 ℃. La dureza roja del acero depende principalmente de la composición química y el proceso de tratamiento térmico del acero..
(3) Resistencia a la fluencia compresiva y resistencia a la flexión compresiva
El molde a menudo se somete a una presión de alta resistencia y a la flexión en el proceso de uso., por lo que se requiere que el material del molde tenga cierta resistencia a la compresión y resistencia a la flexión.
Hay varios tipos de procesos de moldeo que se utilizan cuando se trabaja con productos de plástico., las condiciones de la prueba de compresión y la prueba de flexión están cerca de las condiciones de trabajo reales del molde (por ejemplo, el límite elástico a la compresión medido del acero para troqueles es consistente con la resistencia a la deformación del punzón durante la operación).
Otra ventaja de la prueba de flexión es que el valor de la deformación es grande., que puede reflejar sensiblemente la diferencia de resistencia a la deformación entre diferentes grados de acero y bajo diferentes tratamientos térmicos y microestructuras.
2. Tenacidad
en el proceso de trabajo, el dado soporta la carga de impacto. Con el fin de reducir el daño en forma de rotura y colapso del borde en el proceso de uso, se requiere que el acero del troquel tenga una cierta tenacidad.
La composición química, tamaño de grano, pureza, cantidad, morfología, tamaño y distribución de carburos e inclusiones, así como el sistema de tratamiento térmico y la estructura metalográfica del acero para troqueles tienen un gran impacto en la tenacidad del acero.. En particular, la pureza y la deformación por trabajo en caliente del acero tienen efectos más evidentes en su tenacidad transversal.
la dureza, La fuerza y la resistencia al desgaste del acero son a menudo contradictorias.. Por lo tanto, es necesario seleccionar razonablemente la composición química del acero y adoptar un refinado razonable, procesos de trabajo en caliente y tratamiento térmico, para hacer la resistencia al desgaste, La fuerza y la tenacidad de los materiales del troquel logran una buena combinación..
La tenacidad al impacto es la energía total absorbida por la muestra en todo el proceso de fractura durante un impacto.. Sin embargo, muchas herramientas se fracturan por fatiga en diferentes condiciones de trabajo. Por lo tanto, la resistencia al impacto convencional no puede reflejar completamente el rendimiento de fractura del acero para moldes. Se está utilizando trabajo de fractura de impacto múltiple de energía pequeña o vida de fractura múltiple y vida de fatiga.
3. Resistencia al desgaste
La resistencia al desgaste de los materiales del molde suele ser un factor importante para determinar la vida útil de los troqueles.. El troquel soporta esfuerzos de compresión y fricción considerables en el trabajo., que requiere que el troquel mantenga su precisión dimensional bajo una fuerte fricción. El desgaste del troquel es principalmente desgaste mecánico., desgaste por oxidación y desgaste por fusión.
Para mejorar la resistencia al desgaste del acero para troqueles, es necesario no solo mantener la alta dureza del acero para moldes, sino también asegurarse de que la composición, morfología y distribución de carburos u otras fases endurecidas en el acero son razonables.
Para el molde en servicio bajo condiciones de carga pesada y desgaste de alta velocidad, se requiere que la superficie de acero del troquel pueda formar una película de óxido delgada y densa con buena adherencia, mantener la lubricación, reducir el desgaste fundido, como la unión y la soldadura entre el troquel y la pieza de trabajo, y reducir el desgaste por oxidación causado por la oxidación en la superficie del troquel. Por lo tanto, las condiciones de trabajo de la matriz tienen una gran influencia en el desgaste del acero.
La resistencia al desgaste se puede medir mediante el método de prueba de simulación., y el índice relativo de resistencia al desgaste se puede utilizar como parámetro para caracterizar el nivel de resistencia al desgaste bajo diferentes composiciones químicas y estados organizacionales. Presentar la vida útil antes de la altura de rebaba especificada y reflejar el nivel de resistencia al desgaste de varios grados de acero; La prueba se basa en acero Cr12MoV.
4. Resistencia a la fatiga térmica
Bajo la condición de servicio, el acero para moldes de trabajo en caliente no solo está sujeto al cambio periódico de carga, pero también sujeto a la acción de alta temperatura y enfriamiento y calentamiento periódicos. Por lo tanto, la evaluación de la resistencia a la fractura del acero para troqueles para trabajo en caliente debe prestar atención al rendimiento de fractura por fatiga termomecánica de los materiales. La fatiga termomecánica es un índice de rendimiento integral, que incluye el rendimiento de fatiga térmica, tasa de crecimiento de grietas por fatiga mecánica y tenacidad a la fractura.
El rendimiento de fatiga térmica refleja la vida útil de los materiales antes del inicio de la grieta por fatiga térmica. Los materiales con alta resistencia a la fatiga térmica tienen más ciclos térmicos para el inicio de grietas por fatiga térmica; La tasa de crecimiento de grietas por fatiga mecánica refleja la cantidad de crecimiento de cada ciclo de tensión cuando la grieta se propaga internamente bajo la acción de la presión de forja después del inicio de la grieta por fatiga térmica.; La tenacidad a la fractura refleja la resistencia de los materiales a la propagación inestable de las fisuras existentes..
Para el material con alta tenacidad a la fractura., si la grieta quiere propagarse inestable, debe tener un factor de intensidad de tensión suficientemente alto en la punta de la grieta, es decir, debe tener una gran longitud de grieta. Sobre la premisa del estrés constante, ya hay una fisura por fatiga en un dado. Si la tenacidad a la fractura del material del dado es alta, la grieta debe expandirse más profundamente antes de que pueda ocurrir la propagación de la inestabilidad.
En otras palabras, la resistencia a la fatiga térmica determina la parte de la vida antes del inicio de la grieta por fatiga; La tasa de crecimiento de la fisura y la tenacidad a la fractura pueden determinar la parte de la vida en la que se produce la propagación subcrítica después del inicio de la fisura.. Por lo tanto, para obtener una alta vida útil del troquel de trabajo en caliente, el material de la matriz debe tener una alta resistencia a la fatiga térmica, baja tasa de crecimiento de grietas y alta tenacidad a la fractura.
El índice de resistencia a la fatiga térmica se puede medir por el número de ciclos térmicos de iniciación de grietas por fatiga térmica., o por el número de grietas por fatiga y la profundidad o longitud promedio después de un cierto ciclo térmico.
5. Resistencia oclusal
La resistencia oclusal es en realidad la resistencia cuando “soldadura en frio” ocurre. Esta propiedad es importante para los materiales de matriz..
Durante el examen, bajo la condición de fricción seca, la muestra de acero para herramientas ensayada y el material con tendencia a morder (como el acero austenítico) están sujetos a un movimiento de fricción dual de velocidad constante, y la carga se incrementa gradualmente a una cierta velocidad. En este momento, el par también aumenta en consecuencia. Esta carga se llama “mordida carga crítica”. Cuanto mayor sea la carga crítica, cuanto más fuerte es la resistencia a la mordida.
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