Sıcak Çalışma Kalıp Çeliği, metallerin termal deformasyon işlenmesinde kullanılan kalıplar için özel olarak tasarlanmış bir alaşım takım çeliğidir. Bu uygulamalar sıcak dövme kalıpları, sıcak ekstrüzyon kalıpları, kalıp döküm kalıpları ve sıcak başlık kalıpları içerir. Yüksek sıcaklıklara ve yüksek basınçlara uzun süre maruz kalma ile karakterize edilen şiddetli çalışma koşulları nedeniyle, hot işi çeliği yüksek mukavemet, sertlik ve termal stabiliteye sahip olmalıdır. Temel özellikler arasında yüksek termal mukavemet, termal yorgunluk direnci, tokluk ve aşınma direncini içerir.
Sıcak çalışma aleti çeliği, özellikle yüksek mukavemet ve termal yorgunluğa karşı direnç gerektiren uygulamalarda endüstriyel üretimde önemli bir malzemedir.
Yüksek sıcaklık mukavemeti ve sertlik: Sıcak Çalışma Aracı Çelik, 500-700 ° C'ye kadar yüksek sıcaklıklarda bile 40-50 HRC (Rockwell Sertlik Ölçeği C) sertliği korur ve bu da aletlerin termal işleme sırasında mükemmel mekanik özellikleri korumasını sağlar.
İyi tokluk: Bu çelik, yaklaşık 20-30 j /cm², darbe tokluğu değeri sergiler, yani kırılmadan önemli enerjiyi emebilir. Bu, özellikle yüksek etkili yükler içeren uygulamaları dövme için uygun hale getirir.
Üstün termal yorgunluk direnci: Krom (CR) ve Molibden (MO) gibi elementler dahil optimize edilmiş bir alaşım bileşimi ile bu çelik, aletin servis ömrünü önemli ölçüde genişleterek, fark edilebilir çatlaklar geliştirmeden 1.000'den fazla termal döngülere dayanabilir.
Kararlı ısı direnci: Vanadyum (V) gibi kararlı alaşım elemanları dahil ederek, bu çelikler tekrar tekrar 600 ° C'ye kadar ısıtıldığında bile kararlı bir mikroyapı ve performansı korur.
Mükemmel sertleştirilebilirlik: Sıcak çalışma alet çeliği, 100 mm çapında bir yuvarlak çubuğun çekirdeğine sertleşme gibi malzeme boyunca düzgün sertlik elde ederek derin söndürme tedavilerine tabi tutulabilir.
Orta termal iletkenlik: Yaklaşık 28-32 W /m·K, termal iletkenlik ile bu çelik hızlı ve hatta ısıtma ve soğutma sağlar, bu da lokalize aşırı ısınma riskini azaltır.
İyi işlenebilirlik: Electroslag Yeniden Remeling (ESR) gibi modern rafinasyon işlemleri, yüksek sertliğine rağmen bu çeliğin soğuk çalışma alet çeliğine kıyasla makinesini kolaylaştırır.
Genişletilmiş Servis Ömrü: Örneğin, H13 sıcak çalışma alet çeliğinden yapılan alüminyum alaşım kalıp döküm kalıpları, 100.000'den fazla döküm döngüsü ömrü elde edebilirken, geleneksel kalıp malzemeleri bu sayının yarısından sonra başarısız olabilir.
Artan Üretim Verimliliği: Bu kalıpların dayanıklılığı nedeniyle, kalıp sorunlarının neden olduğu kesinti en aza indirilir. Örneğin, otomotiv endüstrisinde, yüksek kaliteli sıcak çalışma aletinden yapılmış kalıplar dövme, değiştirme veya bakıma ihtiyaç duymadan on binlerce parça üretebilir.
Maliyet azaltma: Yüksek kaliteli sıcak çalışma aleti çeliğinin başlangıç maliyeti% 20-30 daha yüksek olsa da, genişletilmiş servis ömrü ve azaltılmış bakım ihtiyaçları, parça başına takım maliyetini uzun vadede% 50'ye kadar düşürebilir.
Geliştirilmiş ürün kalitesi: Mükemmel termal iletkenlik ve kararlı mekanik özellikler, ürünlerin yüksek boyutlu doğruluğunu ve yüzey kalitesini sağlar. Örneğin, havacılık bileşeni üretiminde, yüksek performanslı sıcak çalışma aracı kullanılması çelik, üstün yüzey kaplaması ve boyutsal hassasiyetle boğulmalara neden olabilir.
Yüksek sıcaklık gücü ve tokluk
Sıcak çalışma kalıp çelik, özellikle sıcak dövme kalıplarında çalışma sırasında önemli etki kuvvetlerine dayanmalıdır. Bu kalıplar, çatlamayı önlemek için olağanüstü mukavemet ve tokluğa sahip malzemeler gerektiren sık ve yoğun etki yaşar. Örneğin, tipik bir sıcak dövme kalıbı, 5000 MPa'ya kadar etkilere dayanabilir ve bu stres altında yapısal bütünlüğü koruyabilen malzemeler gerektirir.
Direnç Giymek
Deforme kütlelerinden sürtünme ve aşınmaya ek olarak, sıcak çalışma kalıpları yüksek sıcaklık oksidasyonuna ve demir oksit ölçeklerinden aşınmaya maruz kalır. Bu çift maruziyet, yüksek sertlik ve anti-yapışkan özelliklere sahip çelik gerektirir. Spesifik test koşulları altında 0.05 mm³ / nm'nin altındaki aşınma oranı, uzun süreli kalıp ömrünü sağlayan mükemmel aşınma direncini gösterir.
Termal stabilite
Termal stabilite, çeliğin mekanik özelliklerini yüksek sıcaklıklarda tutma yeteneğini ifade eder. Sıcak çalışma kalıpları genellikle 400 ° C ile 700 ° C arasında yüzey sıcaklıklarında çalışır. Bu aralıktaki yapısını ve performansını koruyan çelik, plastik deformasyon ve başarısızlıktan kaçınmak için çok önemlidir. Örneğin, güçlerinin% 80'inden fazlasını 600 ° C'de tutan çelik sınıfları, yüksek stresli uygulamalar için tercih edilir.
Termal yorgunluk
Direnç Sıcak çalışma kalıpları, tekrarlanan ısıtma ve soğutma döngülerine uğrar ve bu da önemli termal strese neden olur. Bu, termal yorgunluk olarak bilinen kalıp yüzeyinde ağ benzeri çatlakların oluşmasına yol açabilir. Yüksek termal yorgunluk direnci, erken kalıp arızasını önlemek için kritiktir. Çalışmalar, 600 ° C'de 1000 döngüden sonra termal yorgunluk çatlak uzunluğuna sahip çeliğin, küf bütünlüğünün korunmasında üstün performans gösterdiğini göstermiştir.
Sertleşebilirlik
Sıcak çalışma kalıpları tipik olarak büyüktür, kalıbın kesiti boyunca düzgün mekanik özellikler gerektirir. Yüksek sertleştirilebilirlik, tüm kalıbın istenen sertlik ve mukavemeti elde etmesini sağlar. Standart testlerde 25 mm'den büyük sertleştirilebilirlik derinliğine sahip çelik, kalın kalıpların çekirdeğinin bile optimal özelliklere ulaşmasını sağlar.
Termal iletkenlik
Küfün mekanik özelliklerini bozabilen aşırı ısınmayı önlemek için etkili ısı dağılımı gereklidir. İyi termal iletkenlik, kalıp yüzey sıcaklıklarını azaltmaya ve iç sıcaklık gradyanlarını en aza indirmeye yardımcı olur. Örneğin, çalışma sıcaklıklarında 30 W /m·K üzerindeki termal iletkenliğe sahip çelik, kalıp performansını önemli ölçüde artırabilir.
Özelliklerin oluşturulması ve işlenmesi
Üretim ve oluşturma gereksinimlerini karşılamak için, sıcak çalışma die çelik mükemmel işlenebilirlik ve biçimlendirilebilirlik sunmalıdır. Standart referanslara kıyasla% 60'ın üzerinde işlenebilirlik derecesine sahip çelikler, kaliteden ödün vermeden verimli kalıp üretimi sağlar.
Hot Work Die Steel, aşırı çalışma koşullarına dayanan olağanüstü özellikleri nedeniyle birkaç yüksek talep endüstrisinde vazgeçilmezdir. İşte bazı önemli uygulama alanları:
Forging Dies: Krank milleri, bağlantı çubukları ve dişliler gibi kritik bileşenlerin üretiminde kullanılır. Sıcak çalışma die çeliğinin yüksek tokluk ve termal stabilitesi, bu bileşenlerin yoğun mekanik stres altında dayanıklılığı korurken kesin spesifikasyonları karşılayacak şekilde üretilebilmesini sağlar.
Kalıplı kalıplar: Motor blokları, şanzıman gövdeleri ve yüksek hassasiyet ve mükemmel yüzey kaplaması gerektiren diğer karmaşık parçalar için gereklidir. Sıcak iş die çeliğinin üstün aşınma direnci ve ısı toleransı, bu kalıpların ömrünü uzatarak bakım maliyetlerini ve kesinti sürelerini azaltır.
Hassas Dövme: Türbin bıçakları ve yapısal parçalar gibi yüksek mukavemetli, hafif bileşenlerin üretilmesinde kullanılır. Sıcak işin yüksek sertleştirilebilirliği ve termal yorgunluk direnci, güvenilirlik ve güvenliğin en önemli olduğu havacılık uygulamalarının zorlu koşullarında tutarlı bir performans sağlar.
Ekstrüzyon ölür: Uçak çerçeveleri ve diğer yapısal elementler için karmaşık profiller üretmede kullanılır. Mükemmel termal iletkenlik ve sıcak çalışma die çeliğinin termal döngüsüne karşı direnç, ekstrüzyon işleminin verimliliğini ve kalitesini arttırır.
Sıcak ekstrüzyon kalıpları: Binalar ve altyapı projeleri için yüksek mukavemetli çelik bileşenler oluşturmak için kullanılır. Sıcak çalışma die çeliğinin tokluk ve aşınma direnci, ekstrüzyon işlemlerinin tekrarlayan stresine dayanması gereken kalıplar için idealdir.
Ağır makineler için kalıplar dövme: Buldozerler, vinçler ve ekskavatörler gibi inşaat ekipmanları için üretim parçalarında kritik. Sıcak işin yüksek mukavemeti ve darbe direnci, bu kalıpların ağır yüklere ve sert çalışma ortamlarına dayanan bileşenler üretebilmesini sağlar.
Sıcak dövme kalıpları: Çeşitli üretim süreçlerinde kullanılan yüksek performanslı araçlar ve kalıplar üretmek için gereklidir. Sıcak işin üstün termal stabilitesi ve sertliği, bu araçların uzun süreli kullanım dönemlerinde hassasiyetlerini ve etkinliklerini korumasını sağlar.
Pres dövme kalıpları: Yüksek doğrulukla büyük, karmaşık parçalar yaratmada kullanılır. Sıcak çalışma die çeliğinin mükemmel termal yorgunluk direnci, erken başarısızlığı önleyerek uzun süreli üretkenlik ve maliyet verimliliği sağlar.
Türbin bileşenleri için kalıplar: Gaz ve buhar türbinleri dahil olmak üzere elektrik üretim ekipmanı için parçaların üretiminde kullanılır. Sıcak çalışma kalıp çeliğinin yüksek sıcaklık mukavemeti ve dayanıklılığı, bu kalıpların aşırı enerji üretim koşullarında etkili bir şekilde çalışabilmesini sağlamak için çok önemlidir.
Sıcak çalışma kalıp çeliği | ||||||||||||
HAYIR. | Seviye | Kimyasal bileşim (kütle fraksiyonu) / % | ||||||||||
C | Si | MN | P | S | CR | W | Mo | V | Al | Diğerleri | ||
≤ | ||||||||||||
1 | 5crmnmo | 0.50~
0.60 |
0.25~
0.60 |
1.20~
1.60 |
0.030 | 0.030 | 0.60~
0.90 |
0.15~
0.30 |
Ni
1.40~ 1.80 |
|||
2 | 5crnimo | 0.50~
0.60 |
≤0.40 | 0.50~
0.80 |
0.030 | 0.030 | 0.50~
0.80 |
0.15~
0.30 |
||||
3 | 3CR2W8V | 0.30~
0.40 |
≤0.40 | ≤0.40 | 0.030 | 0.030 | 2.20~
2.70 |
7.50~
9.00 |
0.20~
0.50 |
|||
4 | 5CR4MO3Simnvai | 0.47~
0.57 |
0.80~
1.10 |
0.80~
1.10 |
0.030 | 0.030 | 3.80~
4.30 |
2.80~
3.40 |
0.80~
1.20 |
0.30~
0.70 |
||
5 | 3CR3MO3W2V | 0.32~
0.42 |
0.60~
0.90 |
≤0.65 | 0.030 | 0.030 | 2.80~
3.30 |
1.20
1.80 |
2.50~
3.00 |
0.80~
1.20 |
||
6 | 5CR4W5MO2V | 0.40~
0.50 |
≤0.40 | ≤0.40 | 0.030 | 0.030 | 3.40~
4.40 |
4.50~
5.30 |
1.50~
2.10 |
0.70~
1.10 |
||
7 | 8CR3 | 0.75~
0.85 |
≤0.40 | ≤0.40 | 0.030 | 0.030 | 3.20~
3.80 |
|||||
8 | 4Crmnsimov | 0.35 ~ j
0.45 |
0.80~
1.10 |
0.80~
1.10 |
0.030 | 0.030 | 1.30~
1.50 |
0.40~
0.60 |
0.20~
0.40 |
|||
9 | 4cr3mo3siy | 0.35~
0.45 |
0.80~
1.20 |
0.25~
0.70 |
0.030 | 0.030 | 3.00~
3.75 |
2.00~
3.00 |
0.25~
0.75 |
|||
10 | 4CR5Mosiv | 0.33~
0.43 |
0.80~
1.20 |
0.20~
0.50 |
0.030 | 0.030 | 4.75~
5.50 |
1.10~
1.60 |
0.30~
0.60 |
|||
11 | 4CR5MOSIV1 | 0.32~
0.45 |
0.80~
1.20 |
0.20~
0.50 |
0.030 | 0.030 | 4.75~
5.50 |
1.10~
1.75 |
0.80~
1.20 |
|||
12 | 4CR5W2VSI | 0.32~
0.42 |
0.80~
1.20 |
≤0.40 | 0.030 | 0.030 | 4.50~
5.50 |
1.60~
2.40 |
0.60~
1.00 |
Sıcak çalışma kalıp çeliği | |||||
HAYIR. | GB | ISO | ASTM | JIS | DIN |
1 | 5crnimo | 4957 (40crnimo) | L6 | SKT4 | 1.2713 (40Crnimo86) |
2 | 3CR2W8V | X40CRWMOV5-1 | H12 | SKD6 | 1.2581 (x30wcrv9-3) |
3 | 4CR3MO3SIV | H10 | |||
4 | 4CR5Mosiv | 4957 (x37crmov5-1) | H11 | SKD61 | 1.2344 (x40CRMOV5-1) |
5 | 4CR5MOSIV1 | 4957 (x37crmov5-1) | H13 | SKD61 | 1.2344 (x40CRMOV5-1) |