Nóng công việc thép là một loại thép hợp kim được thiết kế đặc biệt cho các khuôn được sử dụng trong quá trình xử lý biến dạng nhiệt của kim loại. Những ứng dụng này bao gồm khuôn rèn nóng, khuôn đùn nóng, khuôn đúc và khuôn tiêu đề nóng. Do các điều kiện làm việc nghiêm trọng, đặc trưng do tiếp xúc với nhiệt độ cao và áp suất cao, công việc, thép chết phải có cường độ cao, độ cứng và độ ổn định nhiệt. Các tính chất thiết yếu bao gồm cường độ nhiệt cao, khả năng chống mỏi nhiệt, độ bền và khả năng chống mài mòn.
Công cụ làm việc nóng thép là một vật liệu thiết yếu trong sản xuất công nghiệp, đặc biệt là trong các ứng dụng đòi hỏi sức mạnh cao và khả năng chống lại sự mệt mỏi nhiệt.
Độ bền và độ cứng nhiệt độ cao: Thép công cụ làm việc nóng giữ độ cứng 40-50 HRC (thang độ cứng Rockwell C) ngay cả ở nhiệt độ cao tới 500-700 ° C, đảm bảo các công cụ duy trì tính chất cơ học tuyệt vời trong quá trình xử lý nhiệt.
Độ cứng tốt: Thép này thể hiện giá trị độ bền của tác động khoảng 20-30 j /cm², có nghĩa là nó có thể hấp thụ năng lượng đáng kể mà không bị gãy. Điều này làm cho nó đặc biệt phù hợp cho các ứng dụng liên quan đến tải trọng tác động cao.
Kháng mỏi nhiệt vượt trội: Với thành phần hợp kim được tối ưu hóa, bao gồm các yếu tố như crom (CR) và molybdenum (MO), thép này có thể chịu được hơn 1.000 chu kỳ nhiệt mà không phát triển các vết nứt đáng chú ý, kéo dài đáng kể tuổi thọ dịch vụ của công cụ.
Điện trở nhiệt ổn định: Bằng cách kết hợp các yếu tố hợp kim ổn định như vanadi (V), các thép này duy trì cấu trúc vi mô và hiệu suất ổn định ngay cả khi liên tục được làm nóng đến khoảng 600 ° C.
Khả năng khó khăn tuyệt vời: Thép công cụ làm việc nóng có thể trải qua các phương pháp điều trị dập tắt sâu, đạt được độ cứng đồng đều trong toàn bộ vật liệu, chẳng hạn như cứng đến lõi của thanh tròn đường kính 100mm.
Độ dẫn nhiệt vừa phải: Với độ dẫn nhiệt khoảng 28-32 W /m·K, Thép này cho phép làm nóng và làm mát nhanh chóng và thậm chí, làm giảm nguy cơ quá nóng cục bộ.
Khả năng gia công tốt: Các quy trình tinh chế hiện đại như electroslag Receling (ESR) đảm bảo độ tinh khiết vật liệu cao, làm cho thép này dễ dàng hơn so với thép công cụ làm việc lạnh, mặc dù độ cứng cao.
Tuổi thọ dịch vụ mở rộng: Ví dụ, các khuôn đúc hợp kim nhôm được làm từ thép công cụ làm việc nóng H13 có thể đạt được tuổi thọ hơn 100.000 chu kỳ đúc, trong khi các vật liệu khuôn truyền thống có thể thất bại sau một nửa số đó.
Tăng hiệu quả sản xuất: Do độ bền của các khuôn này, thời gian ngừng hoạt động do các vấn đề nấm mốc được giảm thiểu. Ví dụ, trong ngành công nghiệp ô tô, việc rèn các khuôn được làm từ thép công cụ làm việc nóng chất lượng cao có thể tạo ra hàng chục ngàn bộ phận mà không cần thay thế hoặc bảo trì.
Giảm chi phí: Mặc dù chi phí ban đầu của công cụ làm việc nóng chất lượng cao Thép có thể cao hơn 20-30%, nhưng tuổi thọ dịch vụ mở rộng và nhu cầu bảo trì giảm có thể làm giảm chi phí công cụ mỗi phần lên tới 50% trong thời gian dài.
Chất lượng sản phẩm nâng cao: Độ dẫn nhiệt tuyệt vời và tính chất cơ học ổn định đảm bảo độ chính xác kích thước cao và chất lượng bề mặt của các sản phẩm. Ví dụ, trong sản xuất thành phần hàng không vũ trụ, sử dụng thép công cụ làm việc nóng hiệu suất cao có thể dẫn đến việc rèn với hoàn thiện bề mặt vượt trội và độ chính xác kích thước.
Sức mạnh nhiệt độ cao và độ dẻo dai
Thép chết làm việc nóng phải chịu được các lực tác động đáng kể trong quá trình hoạt động, đặc biệt là trong các khuôn rèn nóng. Những khuôn này trải nghiệm tác động thường xuyên và dữ dội, đòi hỏi các vật liệu có sức mạnh đặc biệt và độ dẻo dai để ngăn chặn vết nứt. Ví dụ, một khuôn rèn nóng điển hình có thể chịu đựng các tác động lên tới 5000 MPa, đòi hỏi các vật liệu có thể duy trì tính toàn vẹn cấu trúc dưới sự căng thẳng đó.
Đang đeo điện trở
Ngoài ma sát và hao mòn từ các phôi biến dạng, khuôn làm việc nóng phải chịu quá trình oxy hóa nhiệt độ cao và mài mòn từ vảy oxit sắt. Phơi nhiễm kép này đòi hỏi thép có độ cứng cao và tính chất chống dính. Tốc độ hao mòn dưới 0,05 mm³ /nm trong các điều kiện thử nghiệm cụ thể cho thấy khả năng chịu hao mòn tuyệt vời, đảm bảo tuổi thọ kéo dài.
Ổn định nhiệt
Độ ổn định nhiệt đề cập đến khả năng của thép để giữ lại các tính chất cơ học của nó ở nhiệt độ cao. Các khuôn làm việc nóng thường hoạt động ở nhiệt độ bề mặt trong khoảng từ 400 ° C đến 700 ° C. Thép duy trì cấu trúc và hiệu suất của nó trong phạm vi này là rất quan trọng để tránh biến dạng và thất bại dẻo. Ví dụ, các loại thép giữ lại hơn 80% sức mạnh của chúng ở 600 ° C được ưu tiên cho các ứng dụng căng thẳng cao.
Mệt mỏi nhiệt
Các khuôn làm việc nóng phải trải qua các chu kỳ làm nóng và làm mát lặp đi lặp lại, gây ra căng thẳng nhiệt đáng kể. Điều này có thể dẫn đến sự hình thành các vết nứt giống như mạng trên bề mặt khuôn, được gọi là mệt mỏi nhiệt. Khả năng chống mỏi nhiệt cao là rất quan trọng để ngăn ngừa sự cố nấm mốc sớm. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng thép có chiều dài vết nứt mỏi nhiệt dưới 10 mm sau 1000 chu kỳ ở 600 ° C cho thấy hiệu suất vượt trội trong việc duy trì tính toàn vẹn của khuôn.
Độ cứng
Các khuôn làm việc nóng thường lớn, đòi hỏi các đặc tính cơ học đồng đều trong suốt mặt cắt của khuôn. Độ cứng cao đảm bảo rằng toàn bộ khuôn đạt được độ cứng và sức mạnh mong muốn. Thép có độ sâu độ cứng lớn hơn 25 mm trong thử nghiệm tiêu chuẩn đảm bảo rằng ngay cả lõi của khuôn dày cũng đạt được tính chất tối ưu.
Độ dẫn nhiệt
Phản biến nhiệt hiệu quả là điều cần thiết để ngăn ngừa quá nóng, có thể làm suy giảm các tính chất cơ học của khuôn. Độ dẫn nhiệt tốt giúp giảm nhiệt độ bề mặt khuôn và giảm thiểu độ dốc nhiệt độ bên trong. Chẳng hạn, thép có độ dẫn nhiệt trên 30 W /m·K ở nhiệt độ hoạt động có thể tăng cường đáng kể hiệu suất của khuôn.
Hình thành và xử lý thuộc tính
Để đáp ứng các yêu cầu sản xuất và hình thành, thép chết làm việc nóng phải cung cấp khả năng gia công và định dạng tuyệt vời. Thép có xếp hạng khả năng vận động trên 60% so với các tài liệu tham khảo tiêu chuẩn đảm bảo sản xuất khuôn hiệu quả mà không ảnh hưởng đến chất lượng.
Thép chết làm việc nóng là không thể thiếu trong một số ngành công nghiệp có nhu cầu cao do các đặc tính đặc biệt của nó chịu được điều kiện hoạt động cực đoan. Dưới đây là một số lĩnh vực ứng dụng chính:
Giả mạo chết: Được sử dụng trong việc sản xuất các thành phần quan trọng như trục khuỷu, thanh kết nối và bánh răng. Độ bền cao và độ ổn định nhiệt của thép chết làm việc nóng đảm bảo rằng các thành phần này có thể được sản xuất để đáp ứng các thông số kỹ thuật chính xác trong khi vẫn duy trì độ bền dưới căng thẳng cơ học mạnh.
Khuôn đúc chết: Cần thiết cho các khối động cơ đúc, vỏ truyền và các bộ phận phức tạp khác đòi hỏi độ chính xác cao và hoàn thiện bề mặt tuyệt vời. Khả năng chống mài mòn vượt trội và dung nạp nhiệt của thép chết làm việc kéo dài tuổi thọ của các khuôn này, giảm chi phí bảo trì và thời gian chết.
Độ chính xác rèn: Được sử dụng trong sản xuất các thành phần có độ bền cao, nhẹ như lưỡi tuabin và các bộ phận cấu trúc. Độ cứng cao và khả năng chống mỏi nhiệt của thép chết làm việc nóng đảm bảo hiệu suất nhất quán trong các điều kiện đòi hỏi của các ứng dụng hàng không vũ trụ, trong đó độ tin cậy và an toàn là tối quan trọng.
Chết đùn: Được sử dụng trong việc sản xuất các hồ sơ phức tạp cho các khung máy bay và các yếu tố cấu trúc khác. Độ dẫn nhiệt tuyệt vời và khả năng chống đạp xe nhiệt của thép chết làm tăng cường hiệu quả và chất lượng của quá trình đùn.
Khuôn nổi bật nóng: Được sử dụng để tạo ra các thành phần thép cường độ cao cho các tòa nhà và các dự án cơ sở hạ tầng. Độ dẻo dai và khả năng chịu hao mòn của thép chết làm việc làm cho nó lý tưởng cho các khuôn phải chịu đựng sự căng thẳng lặp đi lặp lại của các quá trình đùn.
Khuôn rèn cho máy móc hạng nặng: Quan trọng trong các bộ phận sản xuất cho thiết bị xây dựng, chẳng hạn như máy ủi, cần cẩu và máy xúc. Sức mạnh cao và khả năng chống va đập của thép chết làm việc nóng đảm bảo các khuôn này có thể tạo ra các thành phần chịu được tải trọng nặng và môi trường vận hành khắc nghiệt.
Nóng rèn chết: Cần thiết để sản xuất các công cụ hiệu suất cao và chết được sử dụng trong các quy trình sản xuất khác nhau. Độ ổn định nhiệt vượt trội và độ cứng của thép chết làm việc nóng đảm bảo rằng các công cụ này duy trì độ chính xác và hiệu quả của chúng trong thời gian sử dụng kéo dài.
Nhấn rèn chết: Được sử dụng trong việc tạo ra các bộ phận lớn, phức tạp với độ chính xác cao. Khả năng chống mỏi nhiệt tuyệt vời của thép chết làm việc nóng ngăn ngừa thất bại sớm, đảm bảo năng suất và hiệu quả chi phí dài hạn.
Khuôn cho các thành phần tuabin: Được sử dụng trong việc sản xuất các bộ phận cho thiết bị phát điện, bao gồm cả tua -bin khí và hơi nước. Sức mạnh nhiệt độ cao và độ bền của thép chết công việc nóng là rất quan trọng để đảm bảo rằng các khuôn này có thể hoạt động hiệu quả trong các điều kiện khắc nghiệt sản xuất năng lượng.
Thép khuôn làm việc nóng | ||||||||||||
KHÔNG. | Cấp | Chemical Composition (Mass Fraction) /% | ||||||||||
C | Si | Mn | P | S | Cr | W | MO | V | Al | Người khác | ||
≤ | ||||||||||||
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 |
Thép khuôn làm việc nóng | |||||
KHÔNG. | 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) |