Výběr ocelí pro zápustky a razníky pro tváření za studena

Co jsou formy a raznice pro práci za studena?

Zápustky a razidla pro tváření za studena jsou běžné nástroje používané ve výrobě pro práci s kovem, jako je vyřezávání tvarů nebo lisování kovu do specifických tvarů. „Práce za studena“ znamená, že tyto nástroje pracují při pokojové teplotě, na rozdíl od „práce za tepla“, která vyžaduje zahřívání kovu. Protože zde není vysoká teplota ke změkčení kovu, musí být nástrojová ocel pevná, aby odolala namáhání a opotřebení.

Různé aplikace pro práci za studena vyžadují různé typy oceli:

• Některé vyžadují, aby byla ocel velmi odolná proti opotřebení (vysoká odolnost proti oděru, aby vydržela déle).
• Některé potřebují, aby byla ocel houževnatá (vysoká houževnatost, bez náchylnosti k praskání).
• Někteří mohou potřebovat rovnováhu obou.

Výběr ocelí pro zápustky a razníky pro tváření za studena

Výběr materiálů pro zápustky a razníky pro tváření za studena se soustředí na vyvážení odolnosti proti opotřebení a houževnatosti v závislosti na aplikaci:

• Pro malé formy použijte jednoduchou ocel (např. W1, O2).
• Pokročilé oceli (např. A2, D2) pro velké formy nebo vysoké požadavky.
• Rázuvzdorné oceli pro silné materiály (např. S1, S5).
• Je třeba vzít v úvahu také poměr ceny a údernosti.

Co je odolnost proti opotřebení a houževnatost?

Dvě nejdůležitější vlastnosti při výběru oceli jsou odolnost proti opotřebení a houževnatost:

• Odolnost proti opotřebení je schopnost oceli odolávat tření nebo opotřebení. Nástroje se vždy třou o kov a pokud nemají dobrou odolnost proti oděru, brzy se opotřebují.
• Houževnatost: schopnost oceli absorbovat energii bez porušení při použití síly. Například nástroj může prasknout, pokud je nárazem náhle zasažen a má nízkou houževnatost.

Porovnání jmenovitých hodnot oceli

W1 a W2: Houževnatost je nejvyšší (7) a odolnost proti oděru je střední (4).

A7 a D7: nejvyšší odolnost proti oděru (9), ale velmi nízká houževnatost (1 nebo 2).

A2: vyváženější odolnost proti oděru (6) a houževnatost (5).

D2 a D4: velmi vysoká odolnost proti oděru (8), ale nízká houževnatost (2 nebo 1).

Charakteristika a použití různých ocelí

Různé oceli jsou vhodné pro různé situace:
1. vodou kalitelné oceli. W1, W2: Tyto oceli jsou kaleny vodním kalením (ohřev a chlazení ve vodě). Vyznačují se vysokou houževnatostí, střední odolností proti opotřebení, nízkou cenou a vhodností pro malé formy.
2. Oceli kalené v oleji, jako O1, O2, se vyznačují odolností proti opotřebení a houževnatostí a jsou střední, vhodné pro malé a středně velké formy
3. Vzduchem kalitelné oceli jako A2, D2 a D4 jsou chlazeny a kaleny na vzduchu s malými rozměrovými změnami, vhodné pro velké díly. A2 má rovnováhu odolnosti proti opotřebení a houževnatosti a běžně se používá u děrovaných dílů do šířky 76,2 mm (3 palce). D2 a D4 mají vysokou odolnost proti opotřebení, ale nízkou houževnatost a jsou vhodné pro formy, které musí být otěruvzdorné.
4. Rychlořezná ocel, jako je M2 a M4, obsahuje wolfram, molybden a další slitiny. Jeho odolnost proti opotřebení je velmi vysoká, ale jeho houževnatost je nízká. Je tedy vhodný pro vysokorychlostní řezné nástroje nebo pro případy ultra-odolné proti opotřebení.
5. Nárazuvzdorná ocel, jako je S1 a S5, pokud je tloušťka materiálu větší než 6,35 mm (0,25 palce), s S1 nebo S5, jsou vhodné pro obrábění forem pro silné materiály.

Klíčové faktory při výběru oceli

Při výběru oceli je třeba věnovat pozornost několika věcem:

1. Velikost

• Malé formy: stačí W1, W2 nebo O1.
• Pro velké formy (např. lisované díly o šířce 76,2 mm) používejte vzduchem kalitelné oceli jako A2 a D2.

2. Požadavky na použití

• Pokud potřebujete odolnost proti opotřebení (vydrží dlouhou dobu), zvolte D2, D4, A7 a D7.
• Pokud potřebujete houževnatost (odolnost proti nárazu), vyberte W1, W2, S1, S5.
• Výkon vyvážení: zvolte A2.

3. Náklady

• Náklady na ocel nepředstavují vysoké procento celkových nákladů na nástroj. U malých výrobních sérií je cena D2 asi 101 TP3T; pro silnější materiál (12 mm) to může být 50%.
• Ačkoli je vysoce kvalitní ocel drahá, může být nákladově efektivnější s dobrým výkonem.

4. Poměr razníku a materiálu

• Poměr průměru razníku k tloušťce materiálu ovlivňuje výběr oceli
• Jsou vyžadovány menší převody, vyšší tlaky nástroje a vyšší houževnatost.