Kuinka valita työkaluteräs kuumataontamuotteihin

Esittely:

Kuumataontateräksen ostaminen suurissa erissä tarkoittaa materiaalikustannusten ja käyttötarkoituksen vaatimusten tasapainottamista. Milloin vakiolaatuinen H13-työkaluteräs on riittävä? Milloin jokin muu laatu – tai ESR- tai EFS-vaihtoehto – oikeuttaa lisäkustannukset? Pelkät laatujen nimet ja kovuusluvut eivät voi vastata näihin kysymyksiin.

Suuri vasaramuotti ja pieni tarkkuustakoman terä asettavat teräkselle erilaisia ​​vaatimuksia. Vasaramuotin on kestettävä toistuvia voimakkaita iskuja, kun taas terän on ehkä säilytettävä hienot yksityiskohdat työpinnan kuumentuessa ja kuluessa. Näiden erojen ymmärtäminen on lähtökohta sopivan materiaalin valinnalle.

FCS:llä on 19 vuoden kokemus työkaluteräksen toimittamisesta maailmanlaajuisille osakkeenomistajille, jakelijoille ja suurtuotantotuojille. Tässä oppaassa tarkastellaan kolmea tekijää, jotka vaikuttavat irtomateriaalin valintaan: teräslaatua, metallurgista laatua ja toimitusolosuhteita. Tässä oppaassa selitetään, miten nämä tekijät vaikuttavat kuumataontamuoteissa käytettävän työkaluteräksen valintaan H13- , H11- , 1.2714- ja 1.2367- luokkien välillä.

Sovita teräs taontasovellukseen

Kuumataonta tuottaa osia, kuten kiertokankia, kampiakseleita, hammaspyöräaihioita, käsityökaluaihioita ja valittuja venttiili- tai liitososia. Tuotteen nimi antaa kontekstin; taontamenetelmä, muotin koko ja kosketusolosuhteet määrittävät materiaalivaatimukset.

Nämä ovat valinnan lähtökohtia, eivät automaattisia korvauksia. Taontalaitteiden, aihion materiaalin tai muotin geometrian muutos voi muuttaa ensisijaista valintaa.

Mitä kuumataonta vaatii teräkseltä

Neljä kiinteistöä ansaitsee erityistä huomiota.

Kuumalujuus auttaa onteloa vastustamaan pysyvää muodonmuutosta paineen alaisena korotetussa lämpötilassa. Pelkkä huoneenlämpötilan kovuus ei kuvaa tätä ominaisuutta.

Päästönkestävyys auttaa terästä säilyttämään hyödylliset ominaisuudet toistuvan lämpöaltistuksen aikana. Muotti, joka alkaa kovaksi, mutta pehmenee nopeasti, voi menettää mittatarkkuuttaan.

Sitkeys auttaa estämään halkeamien etenemistä ja äkillistä murtumista. Sillä on merkitystä iskukuormitetuissa työkaluissa, suurissa lohkoissa ja geometrioissa, joissa on keskittyneitä jännityksiä.

Kuumakulumisen ja lämpöväsymisen kestävyys auttaa säilyttämään työpinnan. Kuluminen poistaa materiaalia; toistuva kuumentaminen ja jäähdyttäminen voivat aiheuttaa lämpöhalkeamia. Ne ovat erilaisia ​​vauriomekanismeja ja vaativat erilaista huomiota.

Pääluokan vaihtoehtojen vertailu

H13: Käytännönläheinen lähtökohta yleisille tulitöille

H13-työkaluteräs on kromi-molybdeeni-vanadiini-kuumatyöteräs, jota käytetään kohteissa, joissa lämmönkestävyys, kulutuskestävyys ja sitkeys on tasapainotettava.

Se on hyödyllinen lähtökohta perinteisille muottitaonta-muoteille ja -terille. Ennen kuin siirryt toiseen laatuun, selvitä, onko rajoituksena seoksen suorituskyky vai käytettävän materiaalin laatu ja käsittely.

H13-työkaluteräksellä ja H13 ESR:llä voi olla sama nimellinen kemiallinen koostumus. ESR:n arvioinnin syynä on parantunut metallurginen laatu eikä oletus siitä, että materiaali yksinkertaisesti saavuttaa korkeamman HRC:n.

H11: Arviointi kannattaa, kun sitkeydellä on enemmän painoarvoa

H11-työkaluteräs kuuluu samaan laajaan kromikuumatyöteräsperheeseen kuin H13. Sitä arvioidaan usein silloin, kun sitkeys on erityisen tärkeää.

Nämä kaksi laatua eroavat toisistaan ​​seosainetasapainon suhteen. Esimerkiksi FCS:n julkaisemissa koostumustaulukoissa vanadiinipitoisuus on 0.30–0.60 % H11-työkaluteräkselle ja 0.80–1.20 % H13 -työkaluteräkselle . Tämä on hyödyllinen ero, mutta sitä ei pidä pitää täydellisenä selityksenä niiden suorituskyvylle: myös prosessoinnilla, mikrorakenteella, kovuudella ja lämpökäsittelyllä on merkitystä.

Haljennut H13-muotti ei automaattisesti todista, että H11-muotti vaaditaan. Se tekee sitkeyden ja halkeamien todellisen syyn tarkastelun arvoiseksi.

1.2714: Sopii suurille, iskunkestävälle muottimateriaalille

1.2714-työkaluteräksen vetovoima piilee sen sitkeydessä ja karkenevuudessa, mikä tekee siitä sopivan suurille taontamuottilohkoille ja vasarataontasovelluksille.

Suuren lohkon kohdalla pinnan kovuus on vain osa vaatimuksesta. Syvemmällä poikkileikkauksen sisällä oleva materiaali on tärkeä, erityisesti silloin, kun ontelot ulottuvat lohkoon tai muotti upotetaan uudelleen.

FCS:n julkaisema 1.2714-työkaluteräksen koostumus sisältää 1.50–1.80 % nikkeliä . Sen tuoteluettelossa hehkutetun teräksen toimituskovuus on ≤241 HBS . Nämä kuvaavat raaka-ainetta; valmis muotti vaatii käyttötarkoitukseen liittyvän käsittelyn ja kovuustavoitteen.

1.2367: Vaihtoehto vaativampiin lämpökäsittelytehtäviin

Jos pehmeneminen ja plastinen muodonmuutos rajoittavat muotin käyttöikää, erilainen seosainetasapaino voi olla hyödyllisempi kuin pelkkä alkuperäisen kovuuden lisääminen.

1.2367 on runsasmolybdeeninen kuumatyöteräslaatu, jota kannattaa arvioida tällaisiin tehtäviin. Sen julkaistu koostumus sisältää 2.70–3.30 % molybdeeniä , kun se FCS:n H13- työkaluterästaulukossa on 1.10–1.75 % . Molybdeeni vaikuttaa päästökestävyyteen, mutta hyöty riippuu kokonaiskoostumuksesta ja lämpökäsittelystä.

Ostokysymys on, oikeuttaako parantunut suorituskyky todellisen lämpökuorman alaisena lisämateriaali- ja käsittelykustannukset.

Toimituskovuus ja työkovuus ovat erilaisia

Terästä koneistusta varten ostava muottivalmistaja tarvitsee yleensä selkeästi määritellyn toimitusolosuhteen. Lopullinen kovuus kuuluu myöhempään käsittelyvaiheeseen, ellei karkaistua materiaalia ole erikseen tilattu.

Yllä mainitut hehkutettujen kovuuksien arvot ovat FCS:n toimitusspesifikaatioita; kovuusmittausmenetelmä ja raportointimerkintä tulee vahvistaa tilauksessa.

Suuria lohkoja ja pitkiä tankoja ostaville osakkeenomistajille kovuus on vain osa hyväksymiskriteereistä. Sisäinen laatu on tärkeää, kun materiaali leikataan, kun taas luotettava tunnistaminen varmistaa jokaisen kappaleen jäljitettävyyden varastoinnin ja jälleenmyynnin ajan. FCS tukee näitä vaatimuksia kolmella tuotanto- ja tarkastuskontrollilla:

• Raskasprofiilinen taonta: 5 500 tonnin taontapuristin mahdollistaa suurten H13- ja 1.2714-lohkareiden työstämisen. Taontaprosessi on suunniteltu edistämään tiivistymistä ydintä kohti.

• Vedyn hallinta: Tyhjiökaasunpoisto (VD) rajoittaa vedyn pitoisuuden ≤2 ppm:ään, mikä auttaa vähentämään vedystä johtuvan sisäisen halkeilun riskiä.

• Kappalekohtainen tunnistus: Jokainen tanko ja lohko käy läpi OES:n kemiallisen koostumuksen tarkastuksen ennen lähetystä. Jokaisessa kappaleessa on leimattu lämpönumero, joka yhdistää sen vastaavaan EN 10204 3.1 -materiaalitestaustodistukseen.

Nämä tarkastukset koskevat materiaalin laatua ja jäljitettävyyttä toimituksen yhteydessä. Valmiin muotin kovuus on erillinen vaatimus, joka valitaan taontasovellusta varten ja saavutetaan sitä seuraavalla lämpökäsittelyllä.

Miksi sama luokka-aste voi suoriutua eri tavoin

Kemian sertifikaatti vahvistaa koostumuksen sovitun spesifikaation mukaisesti. Se ei kuvaa kaikkia teräksen sisällä olevia ominaisuuksia.

Standardit auttavat tekemään näistä vertailuista mielekkäitä. ASTM E45 tarjoaa menetelmiä sulkeumien pitoisuuden arvioimiseksi, kun taas ASTM E112 kattaa keskimääräisen raekoon mittauksen. E45 ei nimenomaisesti aseta hyväksymisrajoja teräslaadulle; vaaditut raja-arvot on silti määriteltävä.

Metallografinen tulos ja ultraäänitutkimus vastaavat eri kysymyksiin. Kumpaakaan ei tule käyttää toisen korvikkeena.

Milloin ESR tai EFS kannattaa harkita

ESR: Maksa kontrolloidusta metallurgisesta laadusta

Sähkökuonan uudelleensulatus lisää jauhatus- ja kontrolloidun jähmettymisvaiheen. Se voi parantaa puhtautta ja homogeenisuutta, mikä tekee siitä merkityksellisen vaihtoehdon silloin, kun sisäinen laatu ja sitkeyden tasaisuus ovat tärkeitä.

Prosessi kaipaa edelleen hallintaa. Kahdeksan harkon H13-työkaluterästä koskevassa tutkimuksessa tutkijat Gang Du, Jing Li ja Zhong-Bing Wang havaitsivat, että muuttuneet ESR-käyttöolosuhteet muuttivat suurten sulkeumien poistoa. Heidän työnsä tukee käytännöllistä ostopäätöstä: ESR-merkinnän tulisi sisältää merkityksellisiä laatutuloksia.

ESR:ää on syytä tarkastella tarkemmin, kun sirun koneistaminen on kallista, vaihtaminen häiritsee tuotantoa tai spesifikaatio vaatii tiukempaa sisäistä laatua.

EFS: Katso määriteltyjä rakennevaatimuksia

EFS tarkoittaa työkaluterästen terminologiassa erittäin hienoa rakennetta (Extra Fine Structure) . FCS kuvaa EFS:ää mikrorakenteen jalostusprosessina. Se ei ole erillinen teräslaatu, eikä pelkkä nimi takaa yleismaailmallista raekokoa tai sitkeyttä.

EFS-ostoa varten määritä, mitä tarjottu tuote kontrolloi: rakennetta, tasaisuutta, karbidijakaumaa tai määriteltyjä mekaanisia ominaisuuksia. Vertaa tukituloksia vastaavissa testiolosuhteissa.

ESR ja EFS kuvaavat materiaalituotannon ja -laadun eri osa-alueita. Niitä ei tule esittää keskenään vaihdettavina nimikkeinä tai kiinteinä vaiheina yleismaailmallisessa rankingissa.

Laadunvalvontareittiä on päivitettävä, kun laatu on sopiva, mutta tarvitaan tiukempaa metallurgista valvontaa. Laatua on harkittava uudelleen, kun sen kuumalujuus tai pehmenemiskestävyys ei ole riittämätön. Nämä kaksi päätöstä voidaan tehdä myös yhdessä.

Vertaa kustannuksia käyttöikää kohden

Halvin teräs kilohintaan ei välttämättä ole halvin työkalumateriaali. Samoin ensiluokkainen materiaali ei ole automaattisesti taloudellinen lyhyellä aikavälillä.

Hyödyllinen vertailukohta on:

Työkalukustannukset hyväksyttävää taontaa kohden = muottiin liittyvät kokonaiskustannukset ÷ tuotettujen hyväksyttävien taontakappaleiden määrä

Sisällytä materiaali-, koneistus-, lämpökäsittely-, korjaus- ja aiheutuvat kustannukset. Vertaa saman sovelluksen materiaaleja ennen säästöjen ilmoittamista.

Premium-vaihtoehdolla on vahvemmat taloudelliset perustelut, kun koneistus vaatii suurta investointia tai ennenaikainen vaihto on kallista. Jos vakiintunut materiaali jo suorittaa vaaditun tuotannon luotettavasti, päivitykselle on oltava selkeä syy.

Vertaa tarjouksia, joissa on samat mitat, toimitusolosuhteet, laatureitti, tarkastusvaatimukset ja pinnan kunto. Muussa tapauksessa hintaero voi heijastaa erilaisia ​​toimitussisältöjä pikemminkin kuin eri arvoa.

Pyydä tarjous massamyynnistä

FCS toimittaa työkaluterästä osakkeenomistajille, jakelijoille ja suurtuotantotuojille maailmanlaajuisesti. Tilaukset vaihtelevat 25–26 tonnin täyskonttikuormista (FCL) aina 2 000 tonnin kappaletavaralähetyksiin.

Saadaksesi nopean tarjouksen suoraan tehtaalta, jaa hankintasi tiedot:

• Laadut ja tonnimäärä: Tavoitelaadut (esim. H13, 1.2714, 1.2367) ja kokonaistilavuus.

• Mitat: Taottujen lohkojen tai pitkien tankojen erityiskoot.

• Tekniset tiedot: Toimitustila, ESR/EFS-tarpeet ja tarkastusstandardit.

• Logistiikka: Määränpääsatamasi.

Lähetä vaatimuksesi räätälöityä tarjousta varten