V lisovacích nástrojoch sa používajú rôzne kovové a{0}}kovové materiály, najmä uhlíková oceľ, legovaná oceľ, liatina, oceľ na liatinu, slinutý karbid, zliatiny s nízkou teplotou topenia-{2}}, zliatiny na báze zinku{3}}, hliníkový bronz, syntetické živice, polyuretánová guma, plasty a laminovaná brezová preglejka. Materiály používané pri výrobe lisovníc vyžadujú vysokú tvrdosť, vysokú pevnosť, vysokú odolnosť proti opotrebovaniu, primeranú húževnatosť, vysokú kaliteľnosť a minimálnu alebo žiadnu deformáciu počas tepelného spracovania, ako aj odolnosť voči praskaniu počas kalenia. Poďme najprv pochopiť typy materiálov používaných v lisovacích nástrojoch. Materiály používané pri výrobe lisovacích nástrojov zahŕňajú okrem iného oceľ, slinutý karbid, oceľový-slinutý slinutý karbid, -zliatiny na báze zinku, zliatiny s nízkym -bodom topenia{10}}, hliníkový bronz a polymérne materiály. V súčasnosti je oceľ primárnym materiálom používaným pri výrobe razníc. Medzi bežne používané materiály pre pracovné časti lisovníc patria: uhlíková nástrojová oceľ, nízko{13}}legovaná nástrojová oceľ, vysoko-uhlíková vysoko{15}}chrómová alebo stredná{16}}chrómová nástrojová oceľ, stredne-uhlíková legovaná oceľ, rýchlo{18}}rezná oceľ, základná oceľ a slinutý karbid, oceľ{19}}
Požiadavky na výkon formovacích materiálov sa líšia v závislosti od pracovných podmienok. K bežne používaným materiálom patria raznice na razenie za studena a raznice, ktoré sa používajú najmä na razenie a tvarovanie rôznych plechov. Ich rezné hrany sú počas prevádzky vystavené intenzívnemu treniu a nárazom. Mali by mať vysokú odolnosť proti opotrebovaniu, rázovú húževnatosť a odolnosť proti únavovému lomu. Príklady zahŕňajú Cr12MoV, Cr12, SKD11, T10A, W18Cr4V a 6-5-4-2. Vytláčacie lisovnice sa používajú hlavne na deformačné tvárnenie. Razník počas prevádzky nesie obrovský tlak, zatiaľ čo matrica nesie obrovské napätie. V dôsledku intenzívneho prúdenia kovu v dutine sú pracovné plochy razidla a matrice vystavené silnému treniu, čo spôsobuje zvýšenie teploty povrchu matrice o 200-}300 stupňov . Mali by mať vysokú odolnosť proti deformácii, opotrebeniu a lomu a tiež vysokú stabilitu pri popúšťaní. Ťahacie matrice ako H13, 3Cr2W8V, 40Cr, 38CrMoAl a 5CrNiMo sa používajú hlavne na hlboké ťahanie plechov s určitým stupňom plasticity. Pracovné namáhanie nie je vysoké, ale vstup matrice je vystavený intenzívnemu treniu. Vysoká tvrdosť a odolnosť proti opotrebeniu s nízkou drsnosťou povrchu. Ohýbacie matrice Cr12MoV, Cr12, D2, 6-5-4-2 a PeCu sa používajú hlavne na ohýbanie a tvarovanie kovových materiálov s určitou plasticitou. Zaťaženie matrice nie je príliš veľké, ale existuje určité trenie. Vysoká odolnosť proti opotrebeniu a odolnosť proti zlomeniu. Cr12MoV, D2, T10A a S45Ca sú uhlíkové nástrojové ocele. T8A a T10A sú bežne používané uhlíkové nástrojové ocele v zápustkách. Ich výhodou je dobrá opracovateľnosť a nízka cena. Majú však slabú kaliteľnosť a červenú tvrdosť, veľkú deformáciu tepelným spracovaním a nízku nosnosť{61}}. b. Nízkolegovaná-nástrojová oceľ. Nízkolegovaná nástrojová oceľ je založená na uhlíkovej nástrojovej oceli s pridaním vhodných legujúcich prvkov. V porovnaní s uhlíkovou nástrojovou oceľou znižuje deformáciu kalením a tendenciu k praskaniu, zlepšuje kaliteľnosť a má lepšiu odolnosť proti opotrebovaniu. Expert na formy WeChat: Nízkolegované ocele mujudaren používané na výrobu foriem zahŕňajú CrWMn, 9Mn2V, 7CrSiMnMoV (kód CH-1) a 6CrNiSiMnMoV (kód GD). c. Vysoko-vysokouhlíkové-chrómové nástrojové ocele: Bežne používané vysoko-vysokouhlíkové-chrómové nástrojové ocele zahŕňajú Cr12, Cr12MoV a Cr12Mo1V1 (kód D2). Majú dobrú kaliteľnosť, kaliteľnosť a odolnosť proti opotrebovaniu a vykazujú veľmi malú deformáciu po tepelnom spracovaní. Sú to vysoko-opotrebeniu-odolné, nízko{91}}deformačné formovacie ocele, s nosnosťou na druhom mieste po rýchloreznej{104}oceli. Avšak trpia silnou segregáciou karbidov, čo si vyžaduje opakované utláčanie a ťahanie (axiálne utláčanie, radiálne ťahanie) kovanie na zníženie nehomogenity karbidov a zlepšenie výkonu. d. Vysoko{105}}stredne uhlíkové{112}}chrómové nástrojové ocele používané vo formách zahŕňajú Cr4W2MoV, Cr6WV a Cr5MoV. Majú nižší obsah chrómu, menej eutektických karbidov, rovnomernejšiu distribúciu karbidov, menšiu deformáciu po tepelnom spracovaní a dobrú kaliteľnosť a rozmerovú stálosť. Ich výkon je lepší v porovnaní s{115}}vysokouhlíkovými{118}}chrómovými oceľami, ktoré majú pomerne silnú segregáciu karbidov. e. Rýchlorezné ocele majú spomedzi ocelí na formy najvyššiu tvrdosť, odolnosť proti opotrebovaniu a pevnosť v tlaku, čo má za následok vysokú nosnosť.{122} Medzi bežne používané formovacie ocele patrí W18Cr4V (kód 8-4-1) a W6Mo5Cr4V2 (kód 6-5-4-2, americké označenie M2), ktorá má nižší obsah volfrámu. Používa sa aj nízkouhlíková, nízkovanádová rýchlorezná oceľ 6W6Mo5Cr4V (kód 6W6 alebo nízkouhlíková M2), vyvinutá na zlepšenie húževnatosti. Rýchlorezné ocele tiež vyžadujú prekovanie, aby sa zlepšilo ich rozloženie karbidov. f. Základné ocele sa vyrábajú pridaním malého množstva iných prvkov do základného zloženia rýchloreznej ocele a primeraným zvýšením alebo znížením obsahu uhlíka na zlepšenie vlastností ocele. Tieto ocele sa súhrnne nazývajú základné ocele. Nielenže majú vlastnosti rýchloreznej ocele, vykazujú určitú odolnosť proti opotrebeniu a tvrdosť, ale majú aj vynikajúcu únavovú pevnosť a húževnatosť, čo z nich robí vysokopevnostné a vysokopevnostné zápustkové ocele pre tvárnenie za studena, avšak s nižšími materiálovými nákladmi. Bežne používané základné ocele v matriciach zahŕňajú 6Cr4W3Mo2VNb (kód 65Nb), 7Cr7Mo2V2Si (kód LD) a 5Cr4Mo3SiMnVAL (kód 012AL) atď.
g. Slinutý karbid a oceľový-slinutý karbid. Slinutý karbid má vyššiu tvrdosť a odolnosť proti opotrebeniu ako akýkoľvek iný typ zápustkovej ocele, ale horšiu pevnosť v ohybe a húževnatosť. Slinutý karbid používaný na matrice je na báze volfrámu-kobaltu. Pre matrice s nízkou rázovou húževnatosťou a vysokými požiadavkami na odolnosť proti opotrebeniu možno zvoliť slinutý karbid s nižším obsahom kobaltu. Pre matrice s vysokou rázovou húževnatosťou je možné zvoliť slinutý karbid s vyšším obsahom kobaltu.
Oceľový-slinutý karbid sa vyrába pridaním malého množstva prášku legujúcich prvkov (ako je chróm, molybdén, volfrám, vanád atď.) do železného prášku ako spojiva, pričom tvrdou fázou je karbid titánu alebo karbid volfrámu a spekaním pomocou metód práškovej metalurgie. Matrica oceľového-slinutého karbidu je oceľ, ktorá prekonáva nedostatky slinutého karbidu, ako je slabá húževnatosť a náročné spracovanie. Dá sa rezať, zvárať, kovať a tepelne-spracovať. Oceľový-slinutý karbid obsahuje veľké množstvo karbidov; hoci jeho tvrdosť a odolnosť proti opotrebeniu sú nižšie ako u slinutého karbidu, sú stále vyššie ako u iných druhov ocelí. Po kalení a popúšťaní môže tvrdosť dosiahnuť 68-73 HRC.
h. Materiály používané v lisovacích nástrojoch nových materiálov patria k oceliam na lisovanie za studena, čo je najpoužívanejšia, najrozmanitejšia a najpoužívanejšia oceľ lisovníc. Hlavnými požiadavkami na výkon sú pevnosť, húževnatosť a odolnosť proti opotrebovaniu. V súčasnosti je vývojový trend zápustkovej ocele na tvárnenie za studena založený na výkonnosti vysoko legovanej ocele D2 (ekvivalent Cr12MoV v mojej krajine) a je rozdelený do dvoch hlavných odvetví: jedným je zníženie obsahu uhlíka a obsahu legujúcich prvkov, zlepšenie rovnomernosti distribúcie karbidov v oceli a výrazné zlepšenie húževnatosti nástroja. Príklady zahŕňajú 8CrMo2V2Si od Vanadium Alloy Steel Company zo Spojených štátov a DC53 (Cr8Mo2SiV) od Daido Steel z Japonska. Ďalším typom je prášková-rýchlorezná oceľ vyvinutá predovšetkým na zlepšenie odolnosti proti opotrebovaniu a prispôsobenie sa-vysokorýchlostnej, automatizovanej a hromadnej výrobe. Príklady zahŕňajú 320CrVMo13 z Nemecka.
Racionálny výber materiálov formy a implementácia správnych procesov tepelného spracovania sú rozhodujúce pre zabezpečenie životnosti formy. Pri formách s rôznymi aplikáciami by sa pred výberom vhodných druhov ocele a procesov tepelného spracovania mali komplexne zvážiť faktory, ako sú ich pracovné podmienky, podmienky namáhania, vlastnosti spracovávaných materiálov, objem výroby a produktivita, s dôrazom na vyššie uvedené požiadavky na výkon.
1. Objem výroby: Keď je objem výroby lisovaných dielov veľký, materiály pracovných častí formy, razidla a matrice, by mali byť vysoko-kvalitná formovacia oceľ s dobrou odolnosťou proti opotrebeniu. Zodpovedajúcim spôsobom by sa mali zlepšiť aj materiály pre ďalšie konštrukčné časti procesu a pomocné konštrukčné časti formy. Keď je objem výroby malý, požiadavky na vlastnosti materiálu by sa mali primerane zmierniť, aby sa znížili náklady. 2. Výkon lisovaného materiálu a podmienky používania častí matrice: Keď je lisovaný materiál tvrdý alebo má vysokú odolnosť proti deformácii, lisovník a lisovnica by mali byť vyrobené z materiálov s dobrou odolnosťou proti opotrebovaniu a vysokou pevnosťou. Na hlboké ťahanie nehrdzavejúcej ocele možno použiť hliníkové bronzové matrice, pretože majú dobré antiadhézne vlastnosti. Vodiace stĺpiky a puzdrá vyžadujú odolnosť proti opotrebeniu a dobrú húževnatosť, preto sa často používa-nízko uhlíková oceľ s povrchovým nauhličovaním a kalením. Napríklad hlavnou nevýhodou uhlíkovej nástrojovej ocele je jej slabá prekaliteľnosť; keď sú rozmery prierezu častí matrice veľké, stredová tvrdosť zostáva po kalení nízka. Pri práci na lisoch s vysokou rýchlosťou zdvihu sa však stáva výhodou jeho dobrá odolnosť proti nárazu. Pre pevné dosky a stieracie dosky je potrebná nielen dostatočná pevnosť, ale aj minimálna deformácia počas prevádzky. (Odborník na lisovanie WeChat: mujudaren) Okrem toho je možné na zlepšenie výkonu dielov lisovnice použiť metódy spracovania za studena, hĺbkovej kryogénnej úpravy, vákuového spracovania a povrchového spevnenia. Pre lisovnice na vytláčanie za studena so zlými pracovnými podmienkami pre lisovníky a lisovnice by sa mala zvoliť lisovacia oceľ s dobrými komplexnými mechanickými vlastnosťami, ako je dostatočná tvrdosť, pevnosť, húževnatosť a odolnosť proti opotrebeniu, a mala by mať tiež určitý stupeň červenej tvrdosti a pevnosti pri tepelnej únave.
