1. 強度性能
(1) 硬度
硬度は金型鋼の主要な技術指標です. 高応力の作用下でその形状とサイズを不変に保つために, ダイは十分に高い硬度を持っている必要があります. 冷間加工金型鋼の硬度は、通常、室温で約HRC60に維持されます。. その労働条件に応じて, 熱間加工金型鋼は、通常、hrc40〜の範囲で維持する必要があります。 55.
同じ鋼の場合, 一定範囲の硬度値内, 硬度は変形抵抗に正比例します; しかしながら, 同じ硬度値を持ち、組成や構造が異なる鋼グレード間では、塑性変形耐性に明らかな違いがある可能性があります。.
(2) 赤の硬さ
高温で加工される熱間加工金型は、構造や性能の安定性を維持するために必要となります。, 十分な硬度を維持するために. この性能を赤硬といいます.
炭素工具鋼と低合金工具鋼は、通常、100℃以下の温度範囲でこの特性を維持できます。 180 〜 250 ℃, クロムモリブデン熱間ダイス鋼は、通常、次の温度範囲でこの特性を維持できます。 550 〜 600 ℃. 鋼の赤の硬さは主に鋼の化学組成と熱処理プロセスに依存します。.
(3) 圧縮降伏強さと圧縮曲げ強さ
金型は使用過程で高強度の圧力や曲げにさらされることがよくあります。, そのため、金型材料には一定の圧縮強度と曲げ強度が必要です。.
多くの場合, 圧縮試験や曲げ試験の条件は金型の実際の使用条件に近い (例えば, 測定されたダイス鋼の圧縮降伏強さは、動作中のパンチの変形抵抗と一致します。).
曲げ試験のもう一つの利点は、ひずみの値が大きいことです。, 異なる鋼種間、異なる熱処理および微細構造下での変形抵抗の違いを敏感に反映できます。.
2. 粘り強さ
作業工程中, 金型は衝撃荷重に耐えます. 使用過程における折れやエッジの崩れなどのダメージを軽減するため, 金型鋼には一定の靭性が必要です.
化学組成, 粒度, 純度, 量, 形態学, 炭化物と介在物のサイズと分布, 金型鋼の熱処理システムと金属組織だけでなく、鋼の靱性にも大きな影響を与えます。. 特に, 鋼の純度と熱間加工変形は、横方向の靭性に対してより明白な影響を及ぼします。.
タフさ, 鋼の強度と耐摩耗性はしばしば相反するものです. したがって、, 鋼の化学組成を合理的に選択し、合理的な精錬を採用する必要があります, 熱間加工および熱処理プロセス, 耐摩耗性を高めるために, 金型材料の強度と靭性が良好な組み合わせを実現.
衝撃靱性は、1 回の衝撃で破壊プロセス全体で試験片が吸収する総エネルギーです。. しかしながら, 多くの工具は、さまざまな作業条件下で疲労破壊します。. したがって、, 従来の衝撃靱性では金型鋼の破壊性能を完全に反映できない. 小さなエネルギーの多重衝撃破壊仕事または多重破壊寿命と疲労寿命が使用されている.
3. 耐摩耗性
金型材料の耐摩耗性は、多くの場合、金型の耐用年数を決定する重要な要素となります。. 金型は作業中にかなりの圧縮応力と摩擦に耐えます, 強い摩擦下でも金型の寸法精度を維持する必要がある. 金型の摩耗は主に機械的摩耗です, 酸化摩耗と溶融摩耗.
金型鋼の耐摩耗性を向上させるために, 金型鋼の高硬度を維持するだけでなく、, ただし、構成も確認してください。, 鋼中の炭化物またはその他の硬化相の形態と分布が合理的である.
重荷重、高速摩耗条件下で使用される金型に, 金型鋼の表面には薄く緻密な酸化皮膜を形成し、密着性が良好であることが求められます。, 潤滑を維持する, 金型とワーク間の接着や溶接などの溶融摩耗を軽減します。, 金型表面の酸化による酸化摩耗を軽減します。. したがって、, 金型の作業条件は鋼の摩耗に大きな影響を与えます.
模擬試験法により耐摩耗性を測定できます。, 相対的な耐摩耗性指数は、さまざまな化学組成および組織状態の下での耐摩耗性レベルを特徴付けるパラメータとして使用できます。. 指定されたバリ高さになる前の耐用年数を示し、さまざまな鋼種の耐摩耗性レベルを反映します。; 試験はCr12MoV鋼に基づいています.
4. 耐熱疲労性
使用条件下では, 熱間加工用金型鋼は、周期的な荷重変化にさらされるだけではありません。, しかし、高温や定期的な焼き入れや加熱の作用にもさらされます。. したがって、, 熱間ダイス鋼の耐破壊性の評価では、材料の熱機械疲労破壊性能に注意を払う必要があります。. 熱機械疲労は総合的なパフォーマンスの指標です, 熱疲労性能を含む, 機械疲労亀裂進展速度と破壊靱性.
熱疲労性能は、熱疲労亀裂が発生する前の材料の耐用年数を反映します。. 熱疲労耐性が高い材料は、熱疲労亀裂が発生するための熱サイクルが長くなります。; 機械疲労亀裂進展速度は、熱疲労亀裂発生後、鍛造圧力の作用により亀裂が内部に伝播する際の各応力サイクルの進展量を反映します。; 破壊靱性は、既存の亀裂の不安定な伝播に対する材料の耐性を反映します。.
破壊靱性の高い材料用, 亀裂が不安定に伝播したい場合, 亀裂の先端には十分に高い応力拡大係数がなければなりません, あれは, 亀裂の長さが大きくなければなりません. 継続的なストレスを前提に, 金型にはすでに疲労亀裂が発生しています. 金型材質の破壊靱性が高い場合, 不安定性が伝播する前に、亀裂はさらに深く拡大する必要があります.
言い換えると, 熱疲労耐性は疲労亀裂が発生する前の寿命の部分を決定します; 亀裂の成長速度と破壊靱性によって、亀裂の発生後に未臨界伝播が発生する寿命の部分が決まります。. したがって、, 熱間加工金型の長寿命を得るために, 金型の材質は高い熱疲労耐性を備えている必要があります, 低い亀裂成長速度と高い破壊靱性.
熱疲労耐性の指標は、熱疲労亀裂が発生する熱サイクル数で測定できます。, または、特定の熱サイクル後の疲労亀裂の数と平均深さまたは長さによって.
5. 咬合抵抗
咬合抵抗とは、実際には次のようなときの抵抗です。 “冷間圧接” 発生する. この特性は金型材料にとって重要です.
テスト中, 乾式摩擦条件下, 試験した工具鋼サンプルと食い込み傾向のある材料 (オーステナイト鋼など) 一定速度の二重摩擦運動を受ける, 一定の速度で負荷が徐々に増加します. 現時点では, それに応じてトルクも増加します. この負荷を次のように呼びます。 “咬合限界荷重”. クリティカル負荷が高くなるほど, 咬合抵抗が強いほど.
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