Selecția de oțeluri pentru matrițe cu cap la rece

Cold heading este o metodă de prelucrare a metalelor utilizată pentru a face elemente de fixare, cum ar fi șuruburi și șuruburi. Deoarece matrițele sunt supuse unei presiuni mari în timpul procesului de încadrare la rece, ele sunt predispuse la probleme precum uzura, aderența, crăpăturile și chiar oboseala sau formele deformate.

De ce eșuează formele cu cap la rece?

Formele cu cap la rece se confruntă cu mai multe eșecuri comune în activitatea lor:

• Uzură: suprafața matriței este uzată, afectând durata de viață.
• Aderență: materialul metalic se lipește de matriță, producând o prelucrare slabă.
• Crăpare: matrița crapă deoarece nu poate rezista la presiunea ridicată.
• Oboseală: Deteriorările cauzate de oboseală apar în interiorul matriței sau pe suprafața de lucru după o utilizare îndelungată.
• Mărirea formei: Forma matriței este susținută, iar precizia nu poate fi menținută.

Datorită presiunii ridicate în procesul de înclinare la rece, suprafața de lucru a matriței trebuie să fie foarte dură, de obicei cu o duritate de 62 HRC (o unitate de duritate). Prin urmare, este foarte important să alegeți oțelul potrivit.

Oțeluri utilizate în mod obișnuit: oțeluri călite cu apă W1 și W2

După cum se menționează în articol, cele mai frecvente materiale utilizate pentru matrițele și poansonele cu cap la rece (poansonii sunt instrumentele utilizate cu matrițele) sunt oțelurile călite cu apă W1 și W2. Aceste oțeluri au următoarele caracteristici:

• Întărire superficială: Aceste oțeluri se întăresc la suprafață doar atunci când sunt călite (o metodă de tratament termic care întărește oțelul), interiorul este încă relativ moale.
• Controlul întăririi este important: întărirea este adâncimea la care un oțel se poate întări atunci când este călit. Întărirea trebuie ajustată la dimensiunea matriței.

Cu toate acestea, oțelurile W1 și W2 au dezavantaje:

• Rezistență limitată la uzură: chiar și cu o duritate de 62-64 HRC, nu sunt suficient de bune. Dacă matrița este utilizată pentru o perioadă lungă de timp, este posibil ca acest oțel să nu fie suficient de durabil.

Efectul vanadiului: Uneori, vanadiul (un element metalic) este adăugat oțelului, dar vanadiul poate scădea călibilitatea. Pentru a rezolva această problemă, alte elemente din oțel pot fi ajustate pentru a asigura călibilitatea, pentru a face boabele de oțel mai fine și pentru a îmbunătăți duritatea (tenacitatea este capacitatea unui material de a nu se rupe ușor).

Opțiunea mai durabilă: oțeluri înalt aliate (D2, M2, A2)

Când este necesar ca o matriță să reziste mai mult, alegeți un oțel înalt aliat precum D2, M2 sau A2. Avantajele și dezavantajele acestor oțeluri sunt enumerate mai jos:

• Avantaje: rezistență la uzură mult mai mare decât W1 și W2, potrivită pentru producția de masă.
• Dezavantaje: duritate scăzută (ușor de spart), nu poate fi făcut direct în matrițe întregi.

Soluţie:

• Faceți aceste oțeluri înalt aliate în inserții (piese mici de matriță) și apoi montați-le într-o carcasă din oțel H11.
• Oțelul H11 este dur, cu o duritate de 48-50 HRC, care protejează inserțiile și face ca întreaga matriță să fie atât rezistentă la uzură, cât și mai puțin predispusă la rupere.

Selecția de oțel pentru matrițe cu captură la rece

Poansonul este o unealtă care funcționează împreună cu matrița în procesul de curățare la rece, iar alegerea oțelului este, de asemenea, foarte importantă:

• Materialele utilizate în mod obișnuit, cum ar fi matrițele și poansonele, sunt, de asemenea, fabricate în mod obișnuit din oțel W1 sau W2.
• Când este nevoie de duritate, dacă poansonul se rupe ușor sau dacă rezistența la uzură nu este atât de importantă, se poate folosi oțel S1 rezistent la impact. Acest oțel este dur și poate rezista la impacturi.
• Când este necesară rezistența la uzură: Dacă poansonul trebuie să fie mai rezistent la uzură, utilizați oțel D2 sau M2.

În rezumat: cheia alegerii oțelului

Inima acestui articol este ideea că diferite oțeluri sunt potrivite pentru diferite situații. Alegerea oțelului se bazează pe nevoi specifice:

• Dacă matrița sau poansonul trebuie să fie dure și cu un cost redus, alegeți W1 sau W2.
• Dacă trebuie folosită o perioadă lungă de timp și are rezistență mare la uzură, alegeți D2, M2 sau A2, dar cu o carcasă rezistentă.
• Dacă poansonul este predispus la rupere, alegeți S1.