冷間ダイス鋼は、主にスタンピング、ブランキング、成形、曲げ、冷間押出、冷間引抜、粉末冶金金型などに使用されます。高硬度、高耐摩耗性、十分な靭性が必要です。一般的には「一般型」と「特殊型」の2つに分類されます。たとえば、米国の汎用冷間ダイス鋼には、通常、01、A2、D2、および D3 の 4 つの鋼グレードが含まれます。各国の汎用冷間合金ダイス鋼の鋼種の比較を表4に示します。日本のJIS規格では、使用できる主な冷間ダイス鋼はSKシリーズを含むSKシリーズとなります。炭素工具鋼、SKDシリーズ合金工具鋼8種、SKHMOシリーズ高速度鋼9種の合計24鋼種。中国の GB/T1299-2000 合金工具鋼規格には、合計 11 種類の鋼が含まれており、比較的完全なシリーズを形成しています。加工技術、加工材料、金型需要の変化により、従来のベーシックシリーズではニーズに応えられなくなりました。日本の製鉄所とヨーロッパの大手工具・金型鋼メーカーは、特殊用途の冷間金型鋼を開発し、徐々にそれぞれの冷間金型鋼シリーズを形成してきました。これらの冷間金型鋼の開発は、冷間金型鋼の発展の方向性でもあります。
低合金空気焼入れ冷間ダイス鋼
熱処理技術の発展、特に金型産業における真空焼入れ技術の幅広い応用により、焼入れ変形を低減するために、国内外でいくつかの低合金空気焼入れ微細変形鋼が開発されています。このタイプの鋼は良好な焼入れ性と熱処理が必要です。変形が小さく、強度と靭性に優れ、一定の耐摩耗性を備えています。標準的な高合金冷間ダイス鋼 (D2、A2 など) は焼入性に優れていますが、合金含有量が高く、高価です。したがって、いくつかの低合金微変形鋼が国内外で開発されています。このタイプの鋼には、一般に焼入れ性を向上させるために合金元素 Cr および Mn 合金元素が含まれています。合金元素の合計含有量は一般に 5% 未満です。少量生産の精密部品の製造に適しています。複雑な金型。代表的な鋼種としては、米国のA6、日立金属のACD37、大同特殊鋼のG04、愛知製鋼のAKS3などが挙げられます。中国のGD鋼は、900℃で焼き入れ、200℃で焼き戻し後、一定の量を維持できます。残留オーステナイトを含有しており、強度、靱性、寸法安定性に優れています。欠けや欠損が発生しやすい冷間プレス金型の作製に使用できます。高い耐用年数。
火炎焼入れ金型鋼
金型の製造サイクルを短縮するため、熱処理工程を簡略化し、省エネルギー化を図り、金型の製造コストを削減します。日本は、火炎消火要件に対応するいくつかの特殊な冷間ダイス鋼を開発しました。代表的なものとしては、愛知製鋼のSX105V（7CrSiMnMoV）、SX4（Cr8）、日立金属のHMD5、HMD1、大同特殊鋼のG05鋼などが挙げられます。7Cr7SiMnMoVは中国が開発しました。このタイプの鋼は、金型を加工し、空冷して焼き入れした後、酸素アセチレン スプレー ガンやその他のヒーターを使用して金型のブレードやその他の部分を加熱するために使用できます。通常、焼入れ後そのまま使用できます。工程が簡単なため、日本でも広く使われています。この鋼種の代表的な鋼種は7CrSiMnMoVであり、焼入性が良好です。φ80mm鋼を油焼き入れすると、表面から30mmの部分で60HRCの硬さが得られます。芯部と表面の硬度差は3HRC。火炎焼入れの場合、180～200℃で予熱後、スプレーガンで900～1000℃に加熱して急冷すると、硬度は60HRC以上に達し、1.5mm以上の硬化層が得られます。
高靭性、高耐摩耗性冷間ダイス鋼
冷間ダイス鋼の靭性を向上させ、鋼の耐摩耗性を低減するために、一部の外資系大手金型鋼生産会社は、高靭性と耐摩耗性を両立した一連の冷間ダイス鋼を次々に開発している。このタイプの鋼には通常、約 1% の炭素と 8% の Cr が含まれています。Mo、V、Si、その他の合金元素の添加により、その炭化物は細かく均一に分布しており、Cr12 タイプの鋼よりも靭性がはるかに高く、耐摩耗性も同様です。。硬度、曲げ強度、疲労強度、破壊靱性が高く、耐焼戻し安定性もCrl2系金型鋼に比べて優れています。高速パンチや多ステーションパンチに適しています。この鋼種の代表的な鋼種は、V含有量の低い日本のDC53とV含有量の高いCRU-WEARです。DC53は1020～1040℃で焼入れされ、空冷後の硬度は62～63HRCに達します。低温焼戻し（180～200℃）および高温焼戻し（500～550℃）が可能で、靭性はD2より1倍高く、疲労性能はD2より20％高くなります。CRU-WEAR鍛造、圧延後、850～870℃で焼鈍し、オーステナイト化します。30℃/時間未満、650℃まで冷却してリリース、硬度は225〜255HBに達することができ、焼入れ温度は1020〜1120℃の範囲で選択でき、硬度は63HRCに達することができ、応じて480〜570℃で焼き戻されます使用条件に応じて、明らかに二次的な硬化効果、耐摩耗性、靭性がD2よりも優れています。
地鋼（ハイス）
ハイスは、日本の一般的な標準ハイスであるSKH51（W6Mo5Cr4V2）など、優れた耐摩耗性と赤硬度により、高性能・長寿命の冷間金型の製造に広く使用されています。金型の要件に適応するために、多くの場合、焼入れ温度を下げたり、焼入れ硬度を下げたり、高速度鋼の炭素含有量を減らしたりすることで靭性が向上します。マトリックス鋼はハイス鋼を発展させたもので、化学組成は焼き入れ後のハイス鋼のマトリックス組成と同等になります。そのため、焼入れ後の残留炭化物が少なく均一に分布するため、ハイス鋼に比べて靱性が大幅に向上します。米国と日本は、1970 年代初頭に VascoMA、VascoMatrix1、MOD2 グレードのベーススチールを研究しました。最近では、DRM1、DRM2、DRM3などが開発されています。一般に、より高い靭性と優れた耐焼戻し安定性が要求される冷間加工金型に使用されます。中国はまた、65Nb (65Cr4W3Mo2VNb)、65W8Cr4VTi、65Cr5Mo3W2VSiTi などのいくつかのベース鋼を開発しました。このタイプの鋼は優れた強度と靭性を備えており、冷間押出、厚板冷間パンチング、ねじ転造ホイール、印象型、冷間圧造型などに広く使用されており、温間押出型としても使用できます。
粉末冶金金型用鋼
従来のプロセスで製造されたLEDBタイプの高合金冷間ダイス鋼、特に大断面材料では、粗大な共晶炭化物と不均一な分布があり、鋼の靭性、研削性、等方性が著しく低下します。近年、工具鋼やダイス鋼を生産する外資系特殊鋼大手は、粉末冶金高速度鋼や高合金ダイス鋼の開発に注力しており、この種の鋼の開発が急速に進んでいます。粉末冶金プロセスを使用すると、噴霧された鋼粉が急速に冷却され、形成された炭化物が細かく均一になり、金型材料の靭性、研削性、等方性が大幅に向上します。この特殊な製造プロセスにより、炭化物が細かく均一になり、被削性と研削性が向上し、より高い炭素とバナジウムの含有量を鋼に添加できるようになり、一連の新しい鋼種が開発されました。例えば、日本の大同社のDEXシリーズ（DEX40、DEX60、DEX80など）、日立金属のHAPシリーズ、不二越のFAXシリーズ、UDDEHOLM社のVANADISシリーズ、フランスErasteel社のASPシリーズ、米国CRUCIBLE社の粉末冶金工具やダイス鋼などは急速に発展しています。 。CPM1V、CPM3V、CPM10V、CPM15Vなどの一連の粉末冶金鋼を形成すると、通常のプロセスで製造された工具鋼やダイス鋼と比較して、耐摩耗性と靭性が大幅に向上します。
投稿時刻: 2024 年 4 月 2 日