Selecția de oțeluri pentru matrițe și poansone pentru prelucrare la rece

Ce sunt matrițele și poansonurile pentru lucru la rece?

Matrițele și poansonele pentru lucru la rece sunt instrumente comune utilizate în producție pentru a lucra cu metal, cum ar fi tăierea formelor sau presarea metalului în forme specifice. „Lucrarea la rece” înseamnă că aceste unelte funcționează la temperatura camerei, spre deosebire de „lucrarea la cald”, care necesită încălzire cu metal. Deoarece nu există o temperatură ridicată pentru a înmuia metalul, oțelul pentru scule trebuie să fie puternic pentru a rezista la stres și uzură.

Diferitele aplicații de lucru la rece necesită diferite tipuri de oțel:

• Unele necesită ca oțelul să fie foarte rezistent la uzură (rezistență mare la abraziune pentru a dura mai mult).
• Unii au nevoie ca oțelul să fie dur (rezistență mare, nu predispus la crăpare).
• Unii ar putea avea nevoie de un echilibru al ambelor.

Selecția de oțeluri pentru matrițe și poansone pentru prelucrare la rece

Selecția materialelor pentru matrițe și perforații pentru lucru la rece se concentrează pe echilibrarea rezistenței la uzură și a tenacității în funcție de aplicație:

• Utilizați oțel simplu (de ex. W1, O2) pentru matrițe mici.
• Oțeluri avansate (de ex. A2, D2) pentru matrițe mari sau cerințe ridicate.
• Oțeluri rezistente la impact pentru materiale groase (de ex. S1, S5).
• De asemenea, ar trebui luate în considerare raportul cost și punch.

Ce sunt rezistența la uzură și duritatea?

Cele mai importante două proprietăți atunci când alegeți oțel sunt rezistența la uzură și duritatea:

• Rezistența la uzură este capacitatea oțelului de a rezista la frecare sau uzură. Uneltele se freacă întotdeauna de metal și se vor uza în curând dacă nu au o rezistență bună la abraziune.
• Duritate: capacitatea oțelului de a absorbi energie fără a se rupe atunci când este aplicată o forță. De exemplu, o unealtă se poate crăpa dacă este lovită brusc și are duritate scăzută.

Comparația evaluărilor oțelului

W1 și W2: Duritatea este cea mai mare (7) și rezistența la abraziune este medie (4).

A7 și D7: cea mai mare rezistență la abraziune (9), dar duritate foarte scăzută (1 sau 2).

A2: rezistență la abraziune mai echilibrată (6) și duritate (5).

D2 și D4: rezistență foarte mare la abraziune (8) dar duritate scăzută (2 sau 1).

Caracteristicile și utilizările diferitelor oțeluri

Diferite oțeluri sunt potrivite pentru diferite situații:
1. oţeluri de întărire cu apă. W1, W2: Aceste oțeluri sunt întărite prin călirea cu apă (încălzire și răcire în apă). Ele se caracterizează prin duritate ridicată, rezistență medie la uzură, cost scăzut și potrivire pentru matrițe mici.
2. Oțelurile întărite cu ulei, cum ar fi O1, O2, se caracterizează prin rezistență la uzură și duritate și sunt medii, potrivite pentru matrițe mici și mijlocii
3. Oțelurile de călire cu aer, cum ar fi A2, D2 și D4, sunt răcite și întărite în aer, cu mici modificări dimensionale, potrivite pentru piese mari. A2 are un echilibru între rezistență la uzură și duritate și este utilizat în mod obișnuit în piese perforate de până la 76,2 mm (3 inchi) în lățime. D2 și D4 au rezistență mare la uzură, dar duritate scăzută și sunt potrivite pentru matrițe care trebuie să fie rezistente la abraziune.
4. Oțelul de mare viteză, cum ar fi M2 și M4, conține wolfram, molibden și alte aliaje. Rezistența sa la uzură este foarte mare, dar duritatea este scăzută. Astfel, este potrivit pentru sculele de tăiere de mare viteză sau pentru ocazii ultrarezistente la uzură.
5. Oțelul rezistent la impact, cum ar fi S1 și S5, când grosimea materialului este mai mare de 6,35 mm (0,25 inchi), cu S1 sau S5, sunt potrivite pentru prelucrarea matrițelor cu materiale groase.

Factori cheie în alegerea oțelului

Există mai multe lucruri de luat în considerare atunci când alegeți oțel:

1. Dimensiunea

• Forme mici: W1, W2 sau O1 este suficient.
• Utilizați oțeluri de călire cu aer precum A2 și D2 pentru matrițe mari (de exemplu, piese perforate cu o lățime de 76,2 mm).

2. Cerințe de utilizare

• Dacă aveți nevoie de rezistență la uzură (care durează mult timp), alegeți D2, D4, A7 și D7.
• Dacă aveți nevoie de duritate (rezistență la impact), selectați W1, W2, S1, S5.
• Echilibrarea performanței: alegeți A2.

3. Cost

• Costul oțelului nu reprezintă un procent mare din costul total al unealtei. Pentru producții mici, costul D2 este de aproximativ 10%; pentru material mai gros (12 mm), poate fi 50%.
• Deși oțelul de înaltă calitate este scump, poate fi mai rentabil cu o performanță bună.

4. Poanson și raport material

• Raportul dintre diametrul poansonului și grosimea materialului afectează selecția oțelului
• Sunt necesare rapoarte mai mici, presiuni mai mari ale sculei și duritate mai mare.