7Cr7Mo3V2Si (LD) Stal narzędziowa do obróbki na zimno

1. Przegląd i główne zalety

Stal narzędziowa 7Cr7Mo3V2Si, często nazywana stalą LD, to wysokowydajna stal narzędziowa obrabiana na zimno, zaprojektowana do wymagających zastosowań. Jej główne cechy to wysoka wytrzymałość połączona z doskonałą wytrzymałością, a także dobrze reaguje na standardowe procesy obróbki cieplnej.

W porównaniu do innych powszechnie stosowanych stali narzędziowych, takich jak Cr12 gatunki lub stale szybkotnące, takie jak W6Mo5Cr4V2, 7Cr7Mo3V2Si, oferują mierzalne ulepszenia wytrzymałości, wytrzymałości i odporności na zużycie. Ta zwiększona odporność na zużycie jest przede wszystkim przypisywana tworzeniu się drobno rozproszonych węglików typu MC w mikrostrukturze stali po odpowiedniej obróbce cieplnej. Podczas gdy jego odporność na zużycie spełnia lub przewyższa Cr12Mo1V1, 7Cr7Mo3V2Si zapewnia znacznie lepszą wytrzymałość i odporność na zmiękczanie w podwyższonych temperaturach (odporność na odpuszczanie) niż typowe stale serii Cr12.

Z punktu widzenia produkcji ten gatunek wykazuje dobrą obrabialność na gorąco i na zimno. Co ważne, wykazuje minimalne odkształcenia podczas obróbki cieplnej, zapewniając stabilność wymiarową dla złożonych narzędzi.

2.  Stal narzędziowa 7Cr7Mo3V2Si Zastosowania

Właściwości 7Cr7Mo3V2Si sprawiają, że jest on wysoce odpowiedni do narzędzi do obróbki na zimno, które muszą wytrzymać znaczne naprężenia robocze, w tym ciśnienie i uderzenia. Typowe zastosowania obejmują:

• Narzędzia do kucia na zimno: stemple i matryce, w tym matryce do przycinania śrub i dziurkowania.
• Złożone matryce do wytłaczania na zimno: takie, jakie stosuje się do produkcji suportów rowerowych lub podobnych elementów.
• Tłoczenie na zimno i wykrawanie: Przykłady obejmują narzędzia do sprężyn samochodowych lub laminowanie blach ze stali krzemowej.
• Matryce do walcowania gwintów: przeznaczone specjalnie do produkcji śrub o dużej wytrzymałości.
• Inne narzędzia do obróbki plastycznej na zimno: w tym matryce do kucia na zimno, prasowania i gięcia.

Stal ta udowodniła swoją niezawodność w różnych sektorach, m.in. w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym, produkcji łożysk i ogólnej produkcji sprzętu.

3. Stal narzędziowa 7Cr7Mo3V2Si Skład chemiczny

• Węgiel (C): 0,70 – 0,80
• Krzem (Si):70 – 1,20
• Mangan (Mn): ≤ 0,50
• Fosfor (P): ≤ 0,030
• Siarka (S): ≤ 0,030
• Chrom (Cr):50 – 7,50
• Molibden (Mo):00 – 3,00
• Wanad (V):70 – 2,20

4.  Stal narzędziowa 7Cr7Mo3V2Si Dane techniczne

4.1 Obróbka cieplna Parametry

• Temperatury krytyczne: Ac1: 856°C, Ac3: 915°C, Ar1: 720°C, Ms: 105°C.
• Kucie: Rozpocznij kucie w temperaturze 1100-1150°C. Nie kuj poniżej 850°C. Zapewnij powolne chłodzenie po kuciu (poniżej 700°C).
• Wyżarzanie: Podgrzać do 840-860°C i utrzymać przez 3-4 godziny. Piec schłodzić w tempie 5-10°C na godzinę do 600°C lub niższej, następnie schłodzić powietrzem. Docelowa twardość wyżarzana wynosi ≤187 HBW.
• Gaszenie: Austenityzować w temperaturze 1100-1160°C. Hartować w oleju.
• Ruszenie: Hartować w temperaturze od 500 °C do 650 °C, w zależności od wymaganej twardości. Typowa uzyskana twardość mieści się w zakresie od 45 do 60 HRC.

4.2 Optymalizacja właściwości poprzez obróbkę cieplną

Końcowe właściwości można dostosować poprzez wybór odpowiedniej obróbki cieplnej:

• Dla wysokiej wytrzymałości I Wytrzymałość: Zastosuj temperaturę hartowania zbliżoną do dolnej granicy zakresu (około 1100°C), a następnie odpuszczaj w temperaturze około 550°C.
• W celu uzyskania wysokiej odporności na zużycie (szczególnie przy uderzeniach): Zastosuj temperaturę hartowania zbliżoną do górnej granicy (ok. 1150°C), a następnie odpuszczaj w temperaturze ok. 560°C.

4.3 Zaawansowane przetwarzanie zapewniające zwiększoną wydajność

W przypadku zastosowań krytycznych należy wziąć pod uwagę następujące dodatkowe kroki:

• Leczenie kriogeniczne: Głębokie zamrożenie w temperaturze -196°C przez 1 godzinę, zastosowane po hartowaniu i przed odpuszczaniem, może czasem wydłużyć żywotność narzędzia, szczególnie w przypadku matryc do wytłaczania na zimno ze stali nierdzewnej.
• Obróbka powierzchni: Procesy takie jak azotowanie (wykonywane w temperaturze ok. 550°C po hartowaniu i odpuszczaniu) wykazały znaczną poprawę trwałości takich elementów jak szybkie stemple do rur aluminiowych.

5. Sprawdzona wydajność

Wyniki terenowe potwierdzają zalety 7Cr7Mo3V2Si. Przykłady obejmują:

• Matryce do toczenia wykazują dwukrotnie dłuższą żywotność Cr12MoV umiera i cztery razy więcej niż 9SiCr umiera.
• Stemple do wytłaczania na zimno osiągają 6–7 razy dłuższą żywotność w porównaniu do konwencjonalnych metod obróbki cieplnej, gdy stosuje się zoptymalizowany cykl hartowania i odpuszczania w niskiej temperaturze.

6. Ważna uwaga dotycząca przetwarzania

Zachowaj ostrożność podczas etapu hartowania. Podgrzewanie powyżej zalecanej maksymalnej temperatury 1160°C może prowadzić do przegrzania, skutkującego nadmiernym wzrostem ziarna, co negatywnie wpływa na właściwości stali.

7. Streszczenie

Stal narzędziowa 7Cr7Mo3V2Si (LD) oferuje solidne połączenie wytrzymałości, wytrzymałości i odporności na zużycie, dzięki czemu nadaje się do szerokiego zakresu wymagających zastosowań obróbki na zimno. Jej zalety wydajnościowe są realizowane poprzez staranną kontrolę obróbki cieplnej i przetwarzania. Gatunek ten stanowi niezawodny wybór materiału do złożonych narzędzi, w których trwałość i wydajność pod ciśnieniem mają kluczowe znaczenie.