Bagian 1 -Kerja dinginmatibaja
Baja cetakan pengerjaan dingin mencakup cetakan untuk pembuatan pelubangan dan pemotongan (cetakan blanking dan pelubangan, cetakan pemangkasan, pelubang, gunting), cetakan pos dingin, cetakan ekstrusi dingin, cetakan pembengkokan, dan cetakan gambar kawat, dll.
1. Kondisi kerja dan persyaratan kinerja untuk pengerjaan dinginbaja mati
Selama pengoperasian pengerjaan dinginbaja mati, karena ketahanan deformasi yang tinggi dari bahan yang diproses, bagian kerja cetakan menanggung tekanan, gaya tekuk, gaya tumbukan, dan gaya gesekan yang besar.Oleh karena itu, alasan normal untuk membuang cetakan pengerjaan dingin umumnya karena keausan.Ada juga kasus di mana mereka gagal sebelum waktunya karena patah, gaya runtuh, dan deformasi yang melebihi toleransi.
Dibandingkan dengan alat pemotong baja, pekerjaan dinginbaja matimempunyai banyak kesamaan.Cetakan harus memiliki kekerasan dan ketahanan aus yang tinggi, kekuatan lentur yang tinggi, dan ketangguhan yang cukup untuk menjamin kelancaran proses stamping.Perbedaannya terletak pada bentuk kompleks dan teknologi pemrosesan cetakan, serta area gesekan yang besar dan kemungkinan keausan yang tinggi, sehingga sulit untuk diperbaiki dan digiling.Oleh karena itu, diperlukan ketahanan aus yang lebih tinggi.Saat cetakan bekerja, ia mempunyai tekanan pukulan yang tinggi dan rentan terhadap konsentrasi tegangan karena bentuknya yang rumit, sehingga memerlukan ketangguhan yang tinggi;Cetakan tersebut mempunyai ukuran yang besar dan bentuk yang kompleks, sehingga memerlukan kemampuan pengerasan yang tinggi, deformasi yang kecil, dan kecenderungan retak.Singkatnya, persyaratan kemampuan pengerasan, ketahanan aus, dan ketangguhan pekerjaan dinginbaja matilebih tinggi dibandingkan baja perkakas potong.Namun persyaratan kekerasan merah relatif rendah atau pada dasarnya tidak diperlukan (karena dibentuk dalam keadaan dingin), sehingga beberapa mutu baja yang cocok untuk cetakan kerja dingin juga telah terbentuk, seperti pengembangan ketahanan aus yang tinggi, deformasi mikro pekerjaan dinginbaja matidan pekerjaan dingin dengan ketangguhan tinggibaja mati.
2. Pemilihan kelas baja
Biasanya, menurut kondisi penggunaan cetakan pengerjaan dingin, pemilihan mutu baja dapat dibagi menjadi empat situasi berikut:
①Ccetakan kerja lama dengan ukuran kecil, bentuk sederhana, dan beban ringan.
Misalnya, pelubang kecil dan gunting untuk memotong pelat baja dapat dibuat dari baja perkakas karbon seperti T7A, T8A, T10A, dan T12A.Kelebihan dari baja jenis ini adalah;Kemampuan proses yang baik, harga murah, dan sumber mudah.Namun kelemahannya adalah: kemampuan pengerasan yang rendah, ketahanan aus yang buruk, dan deformasi pendinginan yang besar.Oleh karena itu, hanya cocok untuk perkakas manufaktur dengan dimensi kecil, bentuk sederhana, dan beban ringan, serta cetakan pengerjaan dingin yang memerlukan lapisan pengerasan rendah dan ketangguhan tinggi.
② Cetakan pengerjaan dingin dengan dimensi besar, bentuk rumit, dan beban ringan.
Jenis baja yang umum digunakan antara lain baja perkakas pemotong paduan rendah seperti 9SiCr, CrWMn, GCr15, dan 9Mn2V.Diameter pendinginan baja ini dalam minyak umumnya dapat mencapai lebih dari 40mm.Diantaranya, baja 9Mn2V merupakan jenis pekerjaan dinginbaja matidikembangkan di Cina dalam beberapa tahun terakhir yang tidak mengandung Cr.Dapat menggantikan atau mengganti sebagian baja yang mengandung Cr.
Heterogenitas karbida dan kecenderungan retak quenching baja 9Mn2V lebih kecil dibandingkan baja CrWMn, dan kecenderungan dekarburisasi lebih kecil dibandingkan baja 9SiCr, sedangkan kemampuan pengerasannya lebih besar dibandingkan baja perkakas karbon.Harganya hanya sekitar 30% lebih tinggi dari yang terakhir, sehingga merupakan kelas baja yang layak untuk dipromosikan dan digunakan.Namun, baja 9Mn2V juga memiliki beberapa kelemahan, seperti ketangguhan impak yang rendah dan fenomena retak yang ditemukan dalam produksi dan penggunaan.Selain itu, stabilitas tempering buruk, dan suhu tempering umumnya tidak melebihi 180 ℃.Ketika ditempa pada suhu 200 ℃, kekuatan lentur dan ketangguhan mulai menunjukkan nilai yang rendah.
Baja 9Mn2V dapat dipadamkan dalam media pendinginan dengan kapasitas pendinginan yang relatif ringan seperti nitrat dan minyak panas.Untuk beberapa cetakan dengan persyaratan deformasi yang ketat dan persyaratan kekerasan rendah, pendinginan isotermal austenitik dapat digunakan.
③ Cetakan pengerjaan dingin dengan dimensi besar, bentuk rumit, dan beban berat.
Baja paduan sedang atau baja paduan tinggi harus digunakan, seperti Cr12Mo, Crl2MoV, Cr6WV, Cr4W2MoV, dll. Selain itu, baja berkecepatan tinggi juga dapat digunakan.
Dalam beberapa tahun terakhir, tren penggunaan baja berkecepatan tinggi sebagai cetakan pengerjaan dingin telah meningkat, namun perlu diperhatikan bahwa saat ini, tidak lagi menggunakan kekuatan keras merah yang unik dari baja berkecepatan tinggi, tetapi melainkan kemampuan pengerasannya yang tinggi dan ketahanan aus yang tinggi.Oleh karena itu, harus ada perbedaan dalam proses perlakuan panasnya.
Saat menggunakan baja berkecepatan tinggi sebagai cetakan dingin, pendinginan suhu rendah harus digunakan untuk meningkatkan ketangguhan.Misalnya, suhu pendinginan yang umum digunakan untuk perkakas pemotong baja W18Cr4V adalah 1280-1290 ℃.Saat membuat cetakan pengerjaan dingin, pendinginan suhu rendah pada 1190 ℃ harus digunakan.Contoh lainnya adalah baja W6Mo5Cr4V2.Dengan menggunakan pendinginan suhu rendah, masa pakai dapat ditingkatkan secara signifikan, terutama dengan mengurangi tingkat kehilangan secara signifikan.
④ Cetakan pengerjaan dingin yang terkena beban tumbukan dan memiliki celah bilah yang tipis.
Seperti disebutkan di atas, persyaratan kinerja dari tiga jenis baja die kerja dingin pertama sebagian besar adalah ketahanan aus yang tinggi, sehingga digunakan baja hipereutektoid karbon tinggi dan bahkan baja ledeburit.Namun, untuk beberapa cetakan pengerjaan dingin, seperti cetakan pemotongan dan pengosongan menara samping, yang memiliki sambungan pantat tipis dan terkena beban tumbukan saat digunakan, diperlukan ketangguhan tumbukan yang tinggi.Untuk mengatasi kontradiksi ini, langkah-langkah berikut dapat diambil:
Ⅰ-mengurangi kandungan karbon dan menggunakan baja hipoeutektoid untuk menghindari penurunan ketangguhan baja yang disebabkan oleh karbida primer dan sekunder;
Ⅱ-Menambahkan elemen paduan seperti Si dan Cr untuk meningkatkan stabilitas temper dan suhu baja (tempering pada 240-270 ℃) bermanfaat untuk sepenuhnya menghilangkan tegangan pendinginan dan meningkatkan kinerja tanpa mengurangi kekerasan;
Ⅲ-Tambahkan elemen seperti W untuk membentuk karbida tahan api untuk menghaluskan butiran dan meningkatkan ketangguhan.Baja yang umum digunakan untuk cetakan pengerjaan dingin berkekuatan tinggi meliputi 6SiCr, 4CrW2Si, 5CrW2Si, dll.
3. Cara Memanfaatkan Sepenuhnya Potensi Kinerja Baja Die Pengerjaan Dingin
Saat menggunakan baja tipe Cr12 atau baja berkecepatan tinggi sebagai cetakan pengerjaan dingin, masalah yang menonjol adalah tingginya kerapuhan baja, sehingga rentan retak saat digunakan.Untuk tujuan ini, perlu dilakukan pemurnian karbida menggunakan metode penempaan yang memadai.Selain itu, mutu baja baru harus dikembangkan.Fokus pengembangan mutu baja baru adalah mengurangi kandungan karbon baja dan jumlah elemen pembentuk karbida.
Baja Cr4W2MoV memiliki keunggulan seperti kekerasan tinggi, ketahanan aus yang tinggi, dan kemampuan pengerasan yang baik.Ia juga memiliki stabilitas temper yang baik dan sifat mekanik yang komprehensif.Ini digunakan untuk pembuatan cetakan lembaran baja silikon, dll. Ini dapat meningkatkan umur lebih dari 1-3 kali lipat dibandingkan dengan baja Cr12MoV.Namun, kisaran temperatur penempaan baja ini sempit, dan rentan terhadap retak selama penempaan.Suhu penempaan dan spesifikasi pengoperasian harus dikontrol dengan ketat.
Baja Cr2Mn2SiWMoV memiliki temperatur quenching yang rendah, deformasi quenching yang kecil, dan kemampuan pengerasan yang tinggi.Hal ini dikenal sebagai deformasi mikro pendinginan udarabaja mati.
Baja 7W7Cr4MoV dapat menggantikan baja W18Cr4V dan Cr12MoV.Karakteristiknya adalah ketidakseragaman karbida dan ketangguhan baja telah meningkat pesat.
Bagian2 -Kerja panasbaja mati
1. Kondisi kerja cetakan kerja panas
Cetakan kerja panas termasuk cetakan tempa palu, cetakan ekstrusi panas, dan cetakan die-casting.Seperti disebutkan sebelumnya, ciri utama kondisi kerja cetakan pengerjaan panas adalah kontak dengan logam panas, yang merupakan perbedaan utama dengan kondisi kerja cetakan pengerjaan dingin.Oleh karena itu, hal ini akan menimbulkan dua masalah berikut:
(1) Logam permukaan rongga cetakan dipanaskan.Biasanya, ketika cetakan palu bekerja, suhu permukaan rongga cetakan dapat mencapai lebih dari 300-400 ℃, dan cetakan ekstrusi panas dapat mencapai lebih dari 500-800 ℃;Suhu rongga cetakan die-casting berhubungan dengan jenis bahan die-casting dan suhu penuangan.Saat die-casting black metal, suhu rongga cetakan bisa mencapai lebih dari 1000 ℃.Temperatur penggunaan yang tinggi tersebut akan secara signifikan mengurangi kekerasan permukaan dan kekuatan rongga cetakan, sehingga rentan terlipat saat digunakan.Persyaratan kinerja dasar untuk panasbaja matiadalah ketahanan termoplastik yang tinggi, termasuk kekerasan dan kekuatan suhu tinggi, dan ketahanan termoplastik yang tinggi, yang sebenarnya mencerminkan stabilitas tempering baja yang tinggi.Dari sini dapat ditemukan cara pertama untuk memadukan baja die panas, yaitu menambahkan unsur paduan seperti Cr, W, Si dapat meningkatkan kestabilan tempering baja.
(2) Kelelahan termal (retak) terjadi pada permukaan logam rongga cetakan.Karakteristik kerja cetakan panas bersifat intermiten.Setelah setiap pembentukan logam panas, permukaan rongga cetakan perlu didinginkan dengan media seperti air, minyak, dan udara.Oleh karena itu, keadaan kerja cetakan panas berulang kali dipanaskan dan didinginkan, sehingga permukaan logam rongga cetakan akan mengalami pemuaian termal berulang kali, yaitu berulang kali mengalami tegangan tarik dan tekan.Akibatnya permukaan rongga cetakan akan retak yang disebut kelelahan termal.Oleh karena itu, persyaratan kinerja dasar kedua untuk panasbaja matidikemukakan, yaitu memiliki ketahanan lelah termal yang tinggi.
Secara umum, faktor utama yang mempengaruhi ketahanan lelah termal baja adalah:
① Konduktivitas termal baja.Konduktivitas termal baja yang tinggi dapat mengurangi derajat pemanasan pada permukaan logam cetakan, sehingga mengurangi kecenderungan baja terhadap kelelahan termal.Secara umum diyakini bahwa konduktivitas termal baja berhubungan dengan kandungan karbonnya.Ketika kandungan karbon tinggi, konduktivitas termalnya rendah, sehingga tidak cocok menggunakan baja karbon tinggi untuk pekerjaan panasbaja mati.Baja karbon sedang dengan kandungan karbon rendah (C0,3% 5-0,6%) biasanya digunakan dalam produksi, yang dapat menyebabkan penurunan kekerasan dan kekuatan baja dan juga merugikan.
② Efek titik kritis baja.Biasanya, semakin tinggi titik kritis (Acl) suatu baja, semakin rendah kecenderungan kelelahan termalnya.Oleh karena itu, titik kritis baja umumnya ditingkatkan dengan menambahkan unsur paduan Cr, W, Si, dan timbal.Sehingga meningkatkan ketahanan lelah termal baja.
2. Baja untuk cetakan pengerjaan panas yang umum digunakan
(1) Baja untuk penempaan palu mati.Secara umum, ada dua masalah utama dalam penggunaan baja untuk cetakan tempa palu.Pertama, ia terkena beban kejut selama pengoperasian.Oleh karena itu, sifat mekanik baja harus tinggi, terutama untuk ketahanan dan ketangguhan deformasi plastis;Alasan kedua adalah bahwa ukuran penampang cetakan tempa palu relatif besar (<400mm), yang memerlukan kemampuan pengerasan baja yang tinggi untuk memastikan struktur mikro dan kinerja seluruh cetakan yang seragam.
Baja cetakan tempa palu yang umum digunakan meliputi 5CrNiMo, 5CrMnMo, 5CrNiW, 5CrNiTi, dan 5CrMnMoSiV.Jenis cetakan mata palu yang berbeda sebaiknya menggunakan bahan yang berbeda pula.Untuk cetakan tempa palu yang sangat besar atau besar, 5CrNiMo lebih disukai.5CrNiTi, 5CrNiW, atau 5CrMnMoSi juga dapat digunakan.Baja 5CrMnMo biasanya digunakan untuk cetakan tempa palu berukuran kecil dan menengah.
(2) Baja digunakan untuk cetakan ekstrusi panas, dan karakteristik kerja cetakan ekstrusi panas adalah kecepatan pemuatan yang lambat.Oleh karena itu, suhu pemanasan rongga cetakan relatif tinggi, biasanya mencapai 500-800 ℃.Persyaratan kinerja untuk jenis baja ini terutama harus berfokus pada kekuatan suhu tinggi yang tinggi (yaitu stabilitas temper yang tinggi) dan ketahanan terhadap kelelahan panas yang tinggi.Persyaratan AK dan kemampuan pengerasan dapat diturunkan secara tepat.Umumnya ukuran cetakan ekstrusi panas kecil, seringkali kurang dari 70-90 mm.
Cetakan ekstrusi panas yang umum digunakan meliputi pekerjaan panas tipe 4CrW2Si, 3Cr2W8V, dan 5% Crbaja matiS.Diantaranya, 4CrW2Si dapat digunakan sebagai pekerjaan dinginbaja matidan pekerjaan panasbaja mati.Karena kegunaan yang berbeda, metode perlakuan panas yang berbeda dapat digunakan.Saat membuat cetakan dingin, digunakan suhu pendinginan yang lebih rendah (870-900 ℃) dan perlakuan temper suhu rendah atau sedang;Saat membuat cetakan panas, digunakan suhu pendinginan yang lebih tinggi (biasanya 950-1000 ℃) dan perlakuan temper suhu tinggi.
(3) Baja untuk cetakan die-casting.Secara keseluruhan, persyaratan kinerja baja untuk cetakan die-casting serupa dengan cetakan ekstrusi panas, dengan stabilitas temper yang tinggi dan ketahanan terhadap kelelahan termal menjadi persyaratan utama.Jadi jenis baja yang umum digunakan umumnya sama dengan baja yang digunakan untuk cetakan ekstrusi panas.Seperti biasa, baja seperti 4CrW2Si dan 3Cr2W8V digunakan.Namun terdapat perbedaan, seperti penggunaan 40Cr, 30CrMnSi, dan 40CrMo untuk cetakan die-casting paduan Zn dengan titik leleh rendah;Untuk cetakan die-casting paduan Al dan Mg, 4CrW2Si, 4Cr5MoSiV, dll. dapat dipilih.Untuk cetakan die-casting paduan Cu, baja 3Cr2W8V banyak digunakan.
ProfesionalMati SteelSpemasok – Jinbaicheng Metal
JINBAICHENGadalah pemasok terkemuka di duniapekerjaan dingin dan pekerjaan panasbaja mati, plastikbaja matis, baja perkakas die casting dan tempa cetakan terbuka khusus, diproses100.000 ton baja setiap tahunnya.Produk kami diproduksi di3fasilitas produksi diShandong, jiangsu, dan provinsi Guangdong.Dengan lebih dari 100 paten,JINBAICHENGmenetapkan standar dunia termasuk menjadi produsen baja pertama di duniaCinauntuk menerima sertifikasi ISO 9001.Situs web resmi:www.sdjbcmetal.com Surel: jinbaichengmetal@gmail.com atau WhatsApp dihttps://wa.me/18854809715
Waktu posting: 21 Juni 2023