Wybór stali na matryce do kucia na zimno

Kucie na zimno to metoda obróbki metali stosowana do produkcji elementów złącznych, takich jak śruby i wkręty. Ponieważ formy są poddawane dużemu ciśnieniu podczas procesu kucia na zimno, są podatne na problemy, takie jak zużycie, przyczepność, pękanie, a nawet zmęczenie lub deformacja form.

Dlaczego formy do kucia na zimno ulegają uszkodzeniu?

Formy do formowania na zimno w swojej pracy często napotykają na następujące wady:

• Zużycie: powierzchnia formy ulega zużyciu, co wpływa na jej trwałość użytkową.
• Przyczepność: Materiał metalowy przywiera do formy, co pogarsza jakość obróbki.
• Pękanie: forma pęka, ponieważ nie wytrzymuje wysokiego ciśnienia.
• Zmęczenie: Uszkodzenia zmęczeniowe powstają wewnątrz formy lub na powierzchni roboczej po długim czasie użytkowania.
• Powiększenie kształtu: Kształt formy jest podparty, a zachowanie precyzji nie jest możliwe.

Ze względu na wysokie ciśnienie w procesie kucia na zimno, powierzchnia robocza formy musi być bardzo twarda, zazwyczaj o twardości 62 HRC (jednostka twardości). Dlatego bardzo ważne jest, aby wybrać odpowiednią stal.

Powszechnie stosowane stale: stale hartowane w wodzie W1 i W2

Jak wspomniano w artykule, najczęściej używanymi materiałami do produkcji matryc i stempli do kucia na zimno (stemple to narzędzia używane z matrycami) są stale hartowane w wodzie W1 i W2. Stale te mają następujące cechy:

• Płytkie hartowanie: Podczas hartowania (metody obróbki cieplnej, która hartuje stal) stale te utwardzają się tylko na powierzchni; wnętrze jest nadal stosunkowo miękkie.
• Kontrola hartowności jest ważna: Hartowność to głębokość, do której stal może się utwardzić po zahartowaniu. Hartowność powinna być dostosowana do rozmiaru formy.

Jednakże stale W1 i W2 mają wady:

• Ograniczona odporność na zużycie: nawet przy twardości 62-64 HRC nie są wystarczająco dobre. Jeśli forma ma być używana przez długi czas, ta stal może nie być wystarczająco trwała.

Wpływ wanadu: Czasami wanad (pierwiastek metaliczny) jest dodawany do stali, ale wanad może obniżyć hartowność. Aby rozwiązać ten problem, można dostosować inne pierwiastki w stali, aby zapewnić hartowność, drobniejsze ziarno stali i poprawić wytrzymałość (wytrzymałość to zdolność materiału do niełatwego łamania się).

Bardziej trwała opcja: stale wysokostopowe (D2, M2, A2)

Jeśli forma ma wytrzymać dłużej, wybierz stal wysokostopową, taką jak D2, M2 lub A2. Zalety i wady tych stali są wymienione poniżej:

• Zalety: dużo większa odporność na zużycie niż w przypadku W1 i W2, możliwość produkcji masowej.
• Wady: niska wytrzymałość (łatwe pękanie), nie można bezpośrednio wytwarzać całych form.

Rozwiązanie:

• Wykonaj z tych wysokostopowych stali wkładki (małe części formy), a następnie zamontuj je w powłoce wykonanej ze stali H11.
• Stal H11 jest wytrzymała, o twardości 48-50 HRC, co chroni wkładki i sprawia, że cała forma jest odporna na zużycie i mniej podatna na pęknięcia.

Dobór stali na matryce do kucia na zimno

Stempel jest narzędziem współpracującym z formą w procesie kucia na zimno, a wybór stali ma również duże znaczenie:

• Materiały powszechnie stosowane, takie jak formy i stemple, są zazwyczaj wykonane ze stali W1 lub W2.
• Gdy potrzebna jest wytrzymałość, jeśli stempel łatwo pęka lub odporność na zużycie nie jest tak ważna, można użyć stali odpornej na uderzenia S1. Ta stal jest wytrzymała i wytrzymuje uderzenia.
• Gdy potrzebna jest odporność na zużycie: Jeżeli stempel musi być bardziej odporny na zużycie, należy użyć stali D2 lub M2.

Podsumowując: kluczem do wyboru stali jest

Sercem tego artykułu jest idea, że różne stale nadają się do różnych sytuacji. Wybór stali opiera się na konkretnych potrzebach:

• Jeśli forma lub stempel muszą być twarde i tanie, wybierz W1 lub W2.
• Jeśli ma być używany przez dłuższy czas i ma mieć wysoką odporność na zużycie, wybierz D2, M2 lub A2, ale z wytrzymałą obudową.
• Jeżeli dziurkacz jest podatny na pękanie, wybierz S1.