1. Prestazioni di forza
(1) Durezza
La durezza è il principale indice tecnico dell'acciaio per stampi. Per mantenerne inalterate la forma e le dimensioni sotto l'azione di forti sollecitazioni, il dado deve avere una durezza sufficientemente alta. La durezza dell'acciaio per stampi per lavorazione a freddo viene generalmente mantenuta a circa HRC60 a temperatura ambiente. Secondo le sue condizioni di lavoro, L'acciaio per stampi per lavorazione a caldo è generalmente richiesto per essere mantenuto nell'intervallo di hrc40 ~ 55.
Per lo stesso acciaio, entro un certo intervallo di valori di durezza, la durezza è direttamente proporzionale alla resistenza alla deformazione; Tuttavia, possono esserci ovvie differenze nella resistenza alla deformazione plastica tra gradi di acciaio con lo stesso valore di durezza e diversa composizione e struttura.
(2) Durezza rossa
Lo stampo a caldo che lavora ad alta temperatura è necessario per mantenere la stabilità della sua struttura e delle sue prestazioni, in modo da mantenere una durezza sufficientemente elevata. Questa prestazione è chiamata durezza rossa.
L'acciaio per utensili al carbonio e l'acciaio per utensili a bassa lega di solito possono mantenere questa proprietà nell'intervallo di temperatura di 180 ~ 250 ℃, e l'acciaio per lavorazione a caldo al cromo molibdeno può generalmente mantenere questa proprietà nell'intervallo di temperatura di 550 ~ 600 ℃. La durezza rossa dell'acciaio dipende principalmente dalla composizione chimica e dal processo di trattamento termico dell'acciaio.
(3) Resistenza allo snervamento a compressione e resistenza alla flessione a compressione
Lo stampo è spesso sottoposto a pressione e flessione ad alta resistenza durante il processo di utilizzo, quindi il materiale dello stampo deve avere una certa resistenza alla compressione e alla flessione.
In molti casi, le condizioni di prova di compressione e prova di flessione sono vicine alle effettive condizioni di lavoro dello stampo (Per esempio, la resistenza allo snervamento a compressione misurata dell'acciaio per stampi è coerente con la resistenza alla deformazione del punzone durante il funzionamento).
Un altro vantaggio del test di flessione è che il valore della deformazione è elevato, che può riflettere in modo sensibile la differenza di resistenza alla deformazione tra diversi gradi di acciaio e in diversi trattamenti termici e microstruttura.
2. Tenacia
Nel processo di lavoro, lo stampo sopporta il carico d'urto. Al fine di ridurre i danni sotto forma di rottura e cedimento del bordo durante il processo di utilizzo, lo stampo in acciaio deve avere una certa tenacità.
La composizione chimica, granulometria, purezza, quantità, morfologia, dimensione e distribuzione di carburi e inclusioni, così come il sistema di trattamento termico e la struttura metallografica dell'acciaio per stampi hanno un grande impatto sulla tenacità dell'acciaio. In particolare, la purezza e la deformazione a caldo dell'acciaio hanno effetti più evidenti sulla sua tenacità trasversale.
La durezza, forza e resistenza all'usura dell'acciaio sono spesso contraddittorie. Perciò, è necessario selezionare ragionevolmente la composizione chimica dell'acciaio e adottare una raffinazione ragionevole, lavorazioni a caldo e processi di trattamento termico, in modo da rendere la resistenza all'usura, la forza e la tenacità dei materiali dello stampo raggiungono una buona combinazione.
La resistenza all'impatto è l'energia totale assorbita dal provino durante l'intero processo di frattura durante un impatto. Tuttavia, molti strumenti si rompono per fatica in diverse condizioni di lavoro. Perciò, la resistenza all'urto convenzionale non può riflettere completamente le prestazioni di frattura dell'acciaio per stampi. Vengono utilizzati lavori di frattura da impatto multiplo di piccola energia o durata di frattura multipla e durata a fatica.
3. Resistenza all'usura
La resistenza all'usura dei materiali degli stampi è spesso un fattore importante nel determinare la durata degli stampi. Lo stampo sopporta notevoli sollecitazioni di compressione e attrito durante il lavoro, che richiede che lo stampo mantenga la sua precisione dimensionale sotto forte attrito. L'usura dello stampo è principalmente l'usura meccanica, usura da ossidazione e usura da fusione.
Al fine di migliorare la resistenza all'usura dell'acciaio per stampi, è necessario non solo mantenere l'elevata durezza dell'acciaio per stampi, ma anche garantire che la composizione, la morfologia e la distribuzione dei carburi o di altre fasi temprate nell'acciaio sono ragionevoli.
Per lo stampo in servizio in condizioni di carico pesante e usura ad alta velocità, è necessario che la superficie dell'acciaio dello stampo possa formare un film di ossido sottile e denso con una buona adesione, mantenere la lubrificazione, ridurre l'usura fusa come l'incollaggio e la saldatura tra lo stampo e il pezzo, e ridurre l'usura dell'ossidazione causata dall'ossidazione sulla superficie dello stampo. Perciò, le condizioni di lavoro dello stampo hanno una grande influenza sull'usura dell'acciaio.
La resistenza all'usura può essere misurata con il metodo di prova di simulazione, e l'indice di resistenza all'usura relativo può essere utilizzato come parametro per caratterizzare il livello di resistenza all'usura in diverse composizioni chimiche e stati organizzativi. Presentare la vita utile prima dell'altezza di bava specificata e riflettere il livello di resistenza all'usura di vari gradi di acciaio; Il test è basato su acciaio Cr12MoV.
4. Resistenza alla fatica termica
In condizioni di servizio, l'acciaio per stampi per lavorazioni a caldo non è solo soggetto al cambio periodico del carico, ma anche soggetto all'azione dell'alta temperatura e di tempra e riscaldamento periodici. Perciò, la valutazione della resistenza alla frattura dell'acciaio per stampi per lavorazione a caldo dovrebbe prestare attenzione alle prestazioni di frattura a fatica termomeccanica dei materiali. La fatica termomeccanica è un indice di prestazioni complete, che include le prestazioni di fatica termica, tasso di crescita della cricca da fatica meccanica e tenacità alla frattura.
Le prestazioni di fatica termica riflettono la vita lavorativa dei materiali prima dell'inizio della cricca da fatica termica. I materiali con un'elevata resistenza alla fatica termica hanno più cicli termici per l'inizio della cricca da fatica termica; Il tasso di crescita della cricca da fatica meccanica riflette la quantità di crescita di ciascun ciclo di sollecitazione quando la cricca si propaga internamente sotto l'azione della pressione di forgiatura dopo l'inizio della cricca da fatica termica; La tenacità alla frattura riflette la resistenza dei materiali alla propagazione instabile delle cricche esistenti.
Per il materiale con elevata tenacità alla frattura, se la crepa vuole propagarsi in modo instabile, deve avere un fattore di intensità di sollecitazione sufficientemente elevato all'apice della cricca, questo è, deve avere una grande lunghezza della fessura. Sulla premessa di uno stress costante, c'è già una crepa da fatica in un dado. Se la tenacità alla frattura del materiale della filiera è elevata, la fessura deve espandersi più in profondità prima che possa verificarsi la propagazione dell'instabilità.
In altre parole, la resistenza alla fatica termica determina la parte di vita prima dell'inizio della cricca da fatica; Il tasso di crescita della cricca e la tenacità alla frattura possono determinare la parte della vita in cui si verifica la propagazione subcritica dopo l'inizio della cricca. Perciò, al fine di ottenere un'elevata durata della filiera a caldo, il materiale dello stampo dovrebbe avere un'elevata resistenza alla fatica termica, basso tasso di crescita della cricca ed elevata tenacità alla frattura.
L'indice di resistenza alla fatica termica può essere misurato dal numero di cicli termici di inizio della cricca da fatica termica, o dal numero di cricche da fatica e dalla profondità o lunghezza media dopo un certo ciclo termico.
5. Resistenza occlusale
La resistenza occlusale è in realtà la resistenza quando “saldatura a freddo” si verifica. Questa proprietà è importante per i materiali degli stampi.
Durante il test, in condizione di attrito secco, il campione di acciaio per utensili testato e il materiale con tendenza al morso (come l'acciaio austenitico) sono soggetti a un movimento a doppio attrito a velocità costante, e il carico viene gradualmente aumentato ad una certa velocità. A quest'ora, anche la coppia viene aumentata di conseguenza. Questo carico viene chiamato “carico critico del morso”. Maggiore è il carico critico, più forte è la resistenza al morso.
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