Kallbearbetningsverktygsstål används som mätare, stål, stansning och andra verktyg och stansning, smide, valsning, valsning och andra formar, skärning, bockning, stämpling, kompression och annan bearbetning. I dessa processer bär formarna högt yttryck och stötbelastning, och de flesta av formarna skrotas på grund av slitage, varmbindning, kött tappar, sprickbildning och andra orsaker. Därför kräver kallbearbetningsstål hög hållfasthet, hög slitstyrka, hög utmattningsbeständighet och hög seghet.
1. Egenskaper för kallbearbetningsstål
Prestandamatchning av huvudkallbearbetningsstål. Tabell 1 visar den kemiska sammansättningen av de viktigaste kallbearbetningsstålen. Den viktigaste egenskapen hos kallbearbetningsstål är dess slitstyrka. Den grundläggande metoden för att förbättra slitstyrkan är att öka hårdheten hos stål. Kallbearbetande verktygsstål härdas i allmänhet och härdas och används i ett hårdhetstillstånd på cirka 60HRC. Att öka C-halten i stål kan öka hårdheten. Dessutom kan tillsats av Cr, Mo, V, W och andra karbidgenererande element, så att stålet innehåller M7C3, M6C, MC och andra hårda karbider (tabell 2), ytterligare förbättra stålets slitstyrka. Men när mängden karbid är stor minskar stålets seghet och utmattningsmotstånd. Därför är det nödvändigt att välja lämpligt kallbearbetningsstål beroende på användningen.
2. Kolverktygsstål
Stål med en C-halt på 0,55 ~ 1,50 % och lite Si och Mn är kolverktygsstål. Det finns 11 kvaliteter av kolverktygsstål i JIS. Kolverktygsstål härdas vid 750 ~ 840 grader och härdas vid 150 ~ 200 grader, och hårdheten kan nå 54 ~ 63HRC. På grund av de få legeringselementen i kolverktygsstålet är härdbarheten dålig, så det är nödvändigt att utföra vattenkylning. Och även om vattnet kyls, kan mitten av arbetsstycket inte härdas, bara ytan är härdad och hårdheten i mitten är fortfarande låg. Den vanligaste JIS-kolverktygsstålsorten är SK105 (1,05C-0.2Si-0.25Mn). SK105 används för skärverktyg, stålstänger, jiggar och stansar.
3. Legerat verktygsstål
JIS klassificerar legerat verktygsstål i fyra kategorier: skärverktygsstål, slagtåligt verktygsstål, kallbearbetningsstål, varmbearbetningsstål. Bland dem finns det 10 kvaliteter av kallbearbetningsstål. Dessutom finns det många modifierade stålsorter baserade på JIS-stål. Följande är en kort beskrivning av egenskaperna hos representativa kvaliteter av legerat verktygsstål.
3.1 Låglegerat verktygsstål
Innehållet av legeringselement i kallbearbetningsstål är relativt låglegerat verktygsstål, och de vanligaste kvaliteterna är SKS93 (1.05C-0.95Mn-0.4Cr) och SKS3 (0.95C{{10}}.05Mn-0.75Cr). Mn-halten i dessa två kvaliteter är ca 1 %, SKS93 innehåller 0,4Cr, SKS3 innehåller 0,75Cr, vilket förbättrar stålets härdbarhet. Dessutom innehåller SKS3 även 0,75 % W för att förbättra härdbarhet och seghet. Låglegerat verktygsstål används för skäregg, mätare, form, etc.
3.2 Högt C och högt Cr kallbearbetningsstål
Den mest kända kvaliteten på kallbearbetningsstål med högt C och högt Cr är SKD11 (1,5C-12Cr-1Mo-serien). Den största egenskapen hos SKD11 är dess goda slitstyrka. På grund av det höga Cr-innehållet finns en grov Cr-karbid (M7C3) i moderfasen, vilket förbättrar slitstyrkan. SKD11:s härdbarhet är god, och jämn kärnhårdhet kan erhållas genom luftkylning. Släckningstemperaturen för SKD11 är 1000 ~ 1040 grader. Detta är den vanligen använda härdningstemperaturen för vakuumvärmebehandlingsugnar. Det kallbearbetade verktygsstålet med bättre slitstyrka än SKD11 är SKD1 (2C-12Cr-serien). C- och Cr-innehållet i SKD1 är mer än i SKD11, så mängden grova Cr-karbider är också mer, vilket gör SKD1 till ett verktygsstål med hög slitstyrka. På grund av den stora mängden Cr-karbider är segheten och utmattningsbeständigheten inte lika bra som SKD11. Eftersom härdningstemperaturen för SKD1 är 950 grader, vilket skiljer sig från den vanliga härdningstemperaturen, och härdbarheten är dålig, måste den oljesläckas. Så SKD1 används sällan.
På basis av SKD11 har olika förbättrade stål utvecklats för olika ändamål och har använts i stor utsträckning.
