냉간 성형 및 압출용 공구강 선정

냉간 성형 및 압출 금형은 극한의 마찰 및 기계적 스트레스를 견뎌야 합니다. 이 공정은 불균일한 순간 압력 하에서 소성 변형을 통해 금속을 치환하는데, 금형 내부 압력은 일반적으로 1895 MPa(275 ksi)를 초과하고 펀치 압력은 최대 2370 MPa(344 ksi)에 달합니다.

이러한 작동 조건에서 주요 고장 모드는 마모, 파손, 변형 또는 팽창, 고주기 피로를 포함합니다. 높은 단위 압력을 견디고 공작물과 공구의 맞물림을 방지하기 위해 표준 등급을 초과하는 냉간 가공 공구강이 사용됩니다. DC53 그리고 M2 고속강— 이러한 등급의 재료를 선택해야 합니다. 이 등급은 높은 압축 항복 강도와 피로 강도를 나타내어 영구 변형에 효과적으로 저항하고 균열 발생을 지연시킵니다.

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재료 선택 전략

고강도 냉간 성형 공구에 사용되는 재료는 일반적으로 M2 고속강(HSS) 및 DC53과 같은 고성능 냉간 가공 공구강 중에서 선택됩니다.

M2(HSS): 압축 하중이 항복 강도를 초과할 때 디2, 펀치 및 다이에는 M2 강종을 선택하십시오. 이 강종은 높은 압축 항복 강도를 제공하여 2100MPa 이상의 공구 압력이 요구되는 용도에 적합합니다. 또한 M2는 내열 경도가 높아 급속 압출 시 단열 가열로 인한 공구 손상을 방지합니다.

DC53(8% Cr): D2 강재가 깨지거나 금이 가는 경우, DC53(8% Cr 변성 강재)을 선택하십시오. 미세하게 분포된 탄화물은 D2보다 우수한 인성을 제공하는 동시에 62~64 HRC의 경도를 유지하여 금속 접촉면의 접착 마모 및 긁힘에 대한 저항성을 향상시킵니다.

열처리 및 압축 강도

공구강의 물성은 열처리에 의해 결정됩니다. 소성 변형을 방지하기 위해서는 공구강의 경도가 항복 강도보다 높아야 하며, 이는 적용되는 공정 응력을 초과해야 합니다. 고속도강과 DC53은 잔류 오스테나이트의 완전한 변태를 촉진하기 위해 고온 템퍼링이 필요합니다. 변태가 불완전할 경우, 잔류 오스테나이트는 반복 응력 하에서 변형 유도 상변태를 겪어 미템퍼링 마르텐사이트로 변환될 수 있습니다. 이는 치수 불안정성과 공구 취성을 초래합니다.

비교표

자주 묻는 질문