Izbor jekel za matrice in prebijalce za hladno delo

Kaj so matrice in štance za hladno delo?

Utrinke in luknjači za hladno delo so običajna orodja, ki se uporabljajo v proizvodnji za delo s kovino, kot je izrezovanje oblik ali stiskanje kovine v posebne oblike. »Hladno delo« pomeni, da ta orodja delujejo pri sobni temperaturi, za razliko od »vročega dela«, ki zahteva segrevanje kovine. Ker ni visoke temperature, ki bi zmehčala kovino, mora biti orodno jeklo močno, da prenese obremenitve in obrabo.

Različne aplikacije dela v hladnem zahtevajo različne vrste jekla:

• Nekateri zahtevajo, da je jeklo zelo odporno proti obrabi (visoka odpornost proti obrabi za daljšo življenjsko dobo).
• Nekateri potrebujejo, da je jeklo žilavo (visoka žilavost, ni nagnjeno k pokanju).
• Nekateri morda potrebujejo ravnovesje obeh.

Izbor jekel za matrice in prebijalce za hladno delo

Izbor materialov za matrice in izsekov za hladno delo je osredotočen na uravnoteženje odpornosti proti obrabi in žilavosti glede na uporabo:

• Uporabite preprosto jeklo (npr. W1, O2) za majhne kalupe.
• Napredna jekla (npr. A2, D2) za velike kalupe ali visoke zahteve.
• Udarno odporna jekla za debele materiale (npr. S1, S5).
• Upoštevati je treba tudi razmerje med stroški in udarci.

Kaj sta odpornost proti obrabi in žilavost?

Dve najpomembnejši lastnosti pri izbiri jekla sta odpornost proti obrabi in žilavost:

• Odpornost proti obrabi je sposobnost jekla, da se upre trenju ali obrabi. Orodja se vedno drgnejo ob kovino in se bodo kmalu obrabila, če nimajo dobre odpornosti proti obrabi.
• Žilavost: sposobnost jekla, da absorbira energijo, ne da bi se zlomilo ob uporabi sile. Na primer, orodje lahko poči, če ga nenadoma udarimo in ima nizko žilavost.

Primerjava ocen jekla

W1 in W2: Žilavost je najvišja (7), odpornost proti obrabi pa srednja (4).

A7 in D7: najvišja odpornost proti obrabi (9), vendar zelo nizka žilavost (1 ali 2).

A2: bolj uravnotežena odpornost proti obrabi (6) in žilavost (5).

D2 in D4: zelo visoka odpornost proti obrabi (8), vendar nizka žilavost (2 ali 1).

Značilnosti in uporaba različnih jekel

Različna jekla so primerna za različne situacije:
1. jekla za utrjevanje vode. W1, W2: Ta jekla so utrjena s kaljenjem v vodi (segrevanje in hlajenje v vodi). Odlikuje jih visoka žilavost, srednja odpornost proti obrabi, nizka cena in primernost za majhne kalupe.
2. V olju utrjena jekla, kot sta O1, O2, so značilna odpornost proti obrabi in žilavost ter so srednja, primerna za majhne in srednje velike kalupe
3. Jekla za kaljenje na zraku, kot so A2, D2 in D4, so ohlajena in utrjena na zraku z majhnimi spremembami dimenzij, primerna za velike dele. A2 ima ravnotežje med odpornostjo proti obrabi in žilavostjo ter se običajno uporablja v luknjanih delih do širine 76,2 mm (3 palcev). D2 in D4 imata visoko odpornost proti obrabi, vendar nizko žilavost in sta primerna za kalupe, ki morajo biti odporni proti obrabi.
4. Hitrorezno jeklo, kot sta M2 in M4, vsebuje volfram, molibden in druge zlitine. Njegova odpornost proti obrabi je zelo visoka, vendar je njegova žilavost nizka. Tako je primeren za visokohitrostna rezalna orodja ali za izjemno odporne priložnosti.
5. Jeklo, odporno na udarce, kot sta S1 in S5, kadar je debelina materiala večja od 6,35 mm (0,25 palca), s S1 ali S5, je primerno za obdelavo kalupov iz debelega materiala.

Ključni dejavniki pri izbiri jekla

Pri izbiri jekla je treba upoštevati več stvari:

1. Velikost

• Majhni kalupi: W1, W2 ali O1 zadostuje.
• Za velike kalupe (npr. izsekani deli s širino 76,2 mm) uporabite jekla, ki se utrjujejo na zraku, kot sta A2 in D2.

2. Zahteve za uporabo

• Če potrebujete odpornost proti obrabi (dolgotrajno), izberite D2, D4, A7 in D7.
• Če potrebujete žilavost (odpornost na udarce), izberite W1, W2, S1, S5.
• Uravnotežite zmogljivost: izberite A2.

3. Stroški

• Stroški jekla ne predstavljajo visokega odstotka skupnih stroškov orodja. Za majhne proizvodne serije je strošek D2 približno 10%; za debelejši material (12 mm) je lahko 50%.
• Čeprav je visokokakovostno jeklo drago, je morda stroškovno učinkovitejše z dobrim delovanjem.

4. Razmerje udarca in materiala

• Razmerje med premerom udarca in debelino materiala vpliva na izbiro jekla
• Potrebna so manjša razmerja, višji pritiski orodja in večja žilavost.