איזו פלדה מתאימה לתבניות אקסטרוזיה חמות?

1. מערכות תבניות שחול חם ודרישות ביצועים
איור 1-1 מציג מערכת של תבנית שחול חמה, המורכבת בעיקר מגליל שחול, תותב, מוט שחול ותבנית. בדרך כלל, החומר של מערכת תבניות האקסטרוזיה נבחר על סמך החומר של חלק האקסטרוזיה. חומר האקסטרוזיה הנפוץ ביותר הוא סגסוגת אלומיניום, שהמטילים שלה מחוממים לכ-500 מעלות ולאחר מכן מעוצבים ליצירת משטח. יש לחמם את מטיל סגסוגת הנחושת לטמפרטורה גבוהה יותר של כ-800 מעלות, כלומר, טמפרטורת נקודת הטרנספורמציה של שלב A1 של פלדת התבנית קרובה או גבוהה יותר. סגסוגות ברזל מחוממות לכ-1200 מעלות.

בדרך כלל, פלדה SKD61 ופלדת SKD62 משמשות כחומרי מערכת תבניות, אך עבור רכיבי תבניות המגיעים במגע עם מטילי, כגון תבניות, מדרלים, רפידות אקסטרוזיה ובטנות, שחוקים מאוד, פלדה שעברה שינוי SKD61 ופלדה SKD7 עם גבוהה נעשה שימוש בטמפרטורה ועמידות בפני שחיקה טובה. כמו רפידות עובש, מושבי ציר. רכיבי עזר כגון גלילי אקסטרוזיה שאינם יוצרים קשר ישיר עם המטיל משתמשים בפלדת SKT4.
המפתח לכלי שחול אלומיניום אלו הוא התבנית. אם לוקחים תבנית שחול חמה כדוגמה, תוצאות הניתוח של צורות הנזק שלה ודרישות הביצועים שלה מוצגות באיור 1-2. מכיוון שעצם האקסטרוזיה הוא מטיל בטמפרטורה גבוהה במצב לחץ, פני השטח היוצרים של התבנית יעברו בלאי. בנוסף, עיוות הכיפוף החוזר שלו יכול להאיץ בלאי ובמקביל לגרום לסדקים ולנזקים עקב עייפות. עם זאת, בהשוואה ליציקה במצב מותך, הטמפרטורה של מטילי שחול נמוכה יותר, כך שהפיצוח התרמי הוא קל יחסית. בנוסף, על מנת למנוע בלאי והידבקות, ניתן לבצע טיפול ניטרידינג (בדרך כלל ניטרידינג בגז וניטריצה ​​רכה באמבט מלח). בדרך כלל, לאחר לחיצה על כמות מסוימת של מטיל, יש לתקן אותם כאשר השחיקה עדיין קלה, ולהמשיך להשתמש בהם לאחר טיפול ניטרד שוב. לכן, עבור אותה תבנית, יש לחזור על ניטרד עם שימור חום ב-570 מעלות במשך כ-5 שעות בדרך כלל 10-20 פעמים, וכתוצאה מכך ירידה הדרגתית בקשיות בתוך התבנית, וכתוצאה מכך ירידה בחוזק. לכן, החומרים נדרשים להיות בעלי עמידות מצוינת לריכוך בטמפרטורה גבוהה כדי לעמוד בניטרידציה חוזרת ונשנית.
בעבר, שיחול אלומיניום שימשו בעיקר כחומרי בניין, אך כיום, עם התפתחותם של מכוניות קלות משקל, משאיות ותאים, השימוש בסגסוגות אלומיניום בעלות חוזק גבוה לייצור רכיבים גדולים יש מגמה גוברת. לכן, חומרי עובש נדרשים להתקשות טובה יותר, עמידות גבוהה יותר לריכוך בטמפרטורה גבוהה וחוזק בטמפרטורה גבוהה.

2. פלדה לתבניות שחול אלומיניום
תבניות שחול אלומיניום עשויות בדרך כלל מפלדת SKD61 ו-SKD62 של 5% Cr-1 אחוזי Mo. לעומת זאת, פלדות עם עמידות טובה יותר לריכוך בטמפרטורות גבוהות כוללות 3 אחוז Cr-3 אחוזי Mo מבוסס SKD7 וכו'. כפי שמוצג בעקומת קשיות החיסום באיור 1-3, בטווח הטמפרטורות של {{9 בדרגה }} מעבר להתקשות משנית, התנגדות הריכוך שלו היא צמיחת קרבידים המכילים כרום (סוג M7C3) והעלייה של קרבידים עדינים מבוססי מוליבדן (Mo2C) במהלך חיסום.

על מנת לענות על הביקוש לתבניות בקנה מידה גדול בשנים האחרונות, דרגות פלדה כגון DHA2 (0.4 אחוז C-Ni-5.5-Cr-1. 5 אחוז Mo-V) שפותחו כדי לשפר את עמידות הריכוך וחוזק בטמפרטורה גבוהה תוך שמירה על יכולת ההתקשות שיחקו תפקיד. בנוסף, יושמו גם פלדות Mo נמוך ב-5 אחוז Cr-3 שניתן להשתמש בהן עבור תבניות יציקה.

3. פלדה לשחול מתות של נחושת וסגסוגות נחושת
טמפרטורת החימום של סגסוגות נחושת היא מטבעה גבוהה, יחד עם חום דפורמציה עיבוד, אשר יכול לחרוג מנקודת הטרנספורמציה ולהיכנס לאזור הטרנספורמציה האוסטניטית עבור פלדות עובש כלליות. לכן, יש צורך להשתמש בפלדות עמידות בחום כגון SUH660 (פחות או שווה ל-0.08 אחוז C-26 אחוז Ni-15 אחוז Cr-1.25 אחוז Mo -2 אחוז Ti-V, AL). מכיוון שזו פלדה עמידה בחום אוסטניטית עם קשיות ראשונית של 35-37HRC, חוזק טמפרטורת הסביבה שלה נמוך מזה של פלדת תבניות מסדרת SKD, אך חוזקה יורד מעט בטמפרטורות גבוהות, מה שיכול להיות משלים לסדרת SKD תבנית פלדה, ומתאימה במיוחד למצבים בהם יש צורך לשמור על חוזק בטמפרטורה גבוהה.