스탬핑 다이를 제조하는 데 사용되는 재료에는 강철, 초경합금, 강철 결합 초경합금, 아연 기반 합금, 저 융점 합금, 알루미늄 청동, 고분자 재료 등이 있습니다. 현재 스탬핑 다이 제조에 사용되는 대부분의 재료는 주로 강철입니다. 일반적으로 사용되는 금형 가공 부품 재료 유형은 탄소 공구강, 저합금 공구강, 고탄소 고크롬 또는 중 크롬 공구강, 중탄소 합금강입니다. , 고속도강, 모재 및 초경합금, 강결합 초경합금 등
1. 탄소공구강 금형에 더 자주 사용되는 탄소공구강은 T8A, T10A 등입니다. 장점은 가공 성능이 좋고 가격이 저렴하다는 것입니다. 그러나 경화성, 적색경도가 나쁘고, 열처리 변형이 크고, 내하력이 낮다.
2. 저합금 공구강은 탄소 공구강을 기본으로 적절한 양의 합금 원소를 첨가한 것입니다. 탄소공구강과 비교하여 담금질 변형 및 균열 경향을 줄이고 강철의 경화성을 향상시키며 내마모성이 우수합니다. 금형 제작에 사용되는 저합금강에는 CrWMn, 9Mn2V, 7CrSiMnMoV(코드 CH-1), 6CrNiSiMnMoV(코드 GD) 등이 있습니다.
3. 고탄소 및 고크롬 공구강 일반적으로 사용되는 고탄소 및 고크롬 공구강에는 Cr12, Cr12MoV 및 Cr12Mo1V1(코드 D2)이 포함됩니다. 열처리가 우수합니다. 변형이 매우 작고 내마모성이 뛰어난 미세 변형 금형강이며 내하력은 고속도강에 이어 두 번째입니다. 그러나 탄화물의 편석이 심각하여 탄화물의 불균일을 줄이고 성능을 향상시키기 위해서는 업셋팅(축방향 업세팅, 반경 방향 당김)과 단조를 반복해야 합니다.
4. 고탄소 중크롬 공구강은 금형에 사용되는 Cr4W2MoV, Cr6WV, Cr5MoV 등을 포함하며 크롬 함량이 낮고 결정질 탄화물이 적으며 탄화도 적습니다. 분포가 균일하고 열처리 변형이 적으며 경화성 및 치수 안정성이 우수합니다. 탄화물 편석이 상대적으로 심각한 고탄소 고크롬강에 비해 성능이 향상됩니다.
5. 고속도강은 금형강 중 경도, 내마모성, 압축강도가 가장 높고 내하력이 높은 강입니다. 금형에 일반적으로 사용되는 것은 텅스텐 함량이 적은 W18Cr4V(코드 8-4-1) 및 W6Mo5 Cr4V2(코드 6-5-4-2, 미국 브랜드 M2)와 탄소 저감 및 바나듐 저감 고속도강입니다. 인성을 향상시키기 위해 개발되었습니다. 6W6Mo5 Cr4V(코드명 6W6 또는 저탄소 M2) 고속도강은 탄화물 분포를 개선하기 위해 수정되어야 합니다.
6. 모재강: 고속도강의 기본성분에 기타 원소를 소량 첨가하고, 탄소함량을 적절히 증가 또는 감소시켜 강의 성능을 향상시킨다. 이러한 강철 유형을 집합적으로 매트릭스 강철이라고 합니다. 이는 내마모성과 경도가 일정한 고속강의 특성을 가질 뿐만 아니라 고속강보다 피로 강도와 인성이 우수합니다. 고강도 및 인성 냉간 가공 금형강이지만 재료 비용이 저렴합니다. 고속도강보다 낮습니다. 금형에 일반적으로 사용되는 기본 강철에는 6Cr4W3Mo2VNb(코드 65Nb), 7Cr7Mo2V2Si(코드 LD), 5Cr4Mo3SiMnVAL(코드 012AL) 등이 있습니다.
7. 초경 및 강결합 초경합금은 다른 금형강에 비해 경도와 내마모성이 높지만 굽힘 강도와 인성이 낮습니다. 금형에 사용되는 초경합금은 텅스텐-코발트입니다. 충격이 적고 내마모성이 요구되는 금형의 경우 코발트 함량이 낮은 초경합금을 사용할 수 있습니다. 충격이 큰 금형의 경우 코발트 함량이 높은 초경합금을 사용할 수 있습니다.
강철 결합 초경합금은 철 분말에 소량의 합금 원소 분말(예: 크롬, 몰리브덴, 텅스텐, 바나듐 등)을 바인더로 첨가한 티타늄 카바이드 또는 텅스텐 카바이드를 사용하여 만들어집니다. 분말 야금법으로 소결됩니다. 강철 결합 초경합금의 모체는 강철로, 초경합금의 열악한 인성과 가공이 어려운 단점을 극복하고 절단, 용접, 단조 및 열처리가 가능합니다. 강철 결합 초경합금은 초경합금보다 경도와 내마모성이 낮지만 담금질 및 템퍼링 후에는 경도가 68~73HRC에 도달할 수 있습니다.
스탬핑 다이 재료 선택 및 열처리 요구 사항
스탬핑 다이 재료를 선택할 때 공작물 생산의 배치 크기를 고려해야 합니다. 배치 크기가 크지 않으면 없습니다. 수명이 긴 금형 재료를 선택해야 합니다. 펀칭할 공작물의 재료를 고려하면 다양한 재료에 적합한 금형 재료도 다릅니다. 블랭킹 다이의 경우 내마모성은 다이의 수명을 결정하는 중요한 요소입니다. 강의 내마모성은 탄화물과 같은 경점상의 상태와 매트릭스의 경도에 따라 달라집니다. 탄화물의 수가 많을수록 내마모성이 좋아집니다.
일반적으로 사용되는 스탬핑 다이강의 내마모성 순서는 탄소공구강 - 합금공구강 - 매트릭스강 - 고탄소 고크롬강 - 고속도강 - 강본드카바이드 - 카바이드 순입니다.
또한 가공물의 두께, 모양, 크기, 정밀도 요구 사항 등의 요소가 금형 재료 선택에 미치는 영향도 고려해야 합니다.
1. 오랫동안 국내의 박판 블랭킹 금형에 사용된 강은 T10A, CrWMn, 9Mn2V, Cr12, Cr12MoV 등이었습니다.
T10A는 일정한 강도와 인성을 갖춘 탄소공구강입니다. 그러나 내마모성이 높지 않고 담금질 후 변형 및 균열이 발생하기 쉽고 경화성이 좋지 않으며 형상이 단순하고 크기가 작으며 공작물 수가 적은 블랭킹 금형에만 적합합니다.
T10A 탄소 공구강의 열처리 공정은 760~810℃에서 물 또는 오일 담금질, 160~180℃에서 뜨임, 경도 59~62HRC입니다.
CrWMn 및 9Mn2V는 고탄소 저합금강으로 담금질 작업이 간단하고 탄소공구강보다 담금질성이 우수하며 변형 제어가 쉽습니다. 그러나 내마모성과 인성은 여전히 낮으며 중간 배치 및 복잡한 공작물 형상의 블랭킹 다이에 사용됩니다. CrWMn 강의 열처리 공정은 담금질 온도 820~840 ℃ 오일 냉각, 템퍼링 온도 200 ℃, 경도 60~62HRC입니다. 9Mn2V 강의 열처리 공정은 담금질 온도 780~820 ℃, 오일 냉각, 템퍼링 온도 150~200 ℃, 공기 냉각, 경도 60~62HRC입니다. 참고: 200~300°C 범위의 템퍼링 온도는 템퍼링 취성 및 상당한 부피 팽창을 일으키기 쉬우므로 피해야 합니다.
Cr12, Cr12MoV는 고탄소, 고크롬강으로 내마모성이 뛰어나고 담금질 시 변형이 적으며 담금질성이 우수하여 실리콘강판 블랭킹 다이 등 대량생산 금형에 사용할 수 있습니다. . 그러나 이러한 유형의 강은 탄화물의 불균일성을 가지며 탄화물 편석이 발생하기 쉽고 블랭킹 시 치핑이나 파손이 발생하기 쉽습니다. 그중 Cr12는 Cr12MoV보다 탄소 함량이 높고 탄화물 분포가 고르지 않으며 부서지기 쉽습니다.
Cr12 강의 열처리 공정 선택은 금형의 사용 요구 사항에 따라 다릅니다. 금형에 상대적으로 작은 변형과 특정 인성이 필요한 경우 저온 담금질 및 템퍼링을 사용할 수 있습니다. 950~980 ℃, 150~ 200 ℃에서 템퍼링; Cr12MoV는 1020~1050 ℃에서 담금질되고 180~200 ℃에서 템퍼링됩니다. 금형의 사용 온도를 높이고 담금질 및 적색 경도를 향상시키려면 고온 담금질 및 템퍼링을 사용할 수 있습니다. ~1140 ℃ 및 500~ 520°C에서 뜨임). 고크롬강은 275~375°C 영역에서 부서지기 쉬우므로 피해야 합니다.
2. 금형에 일반적으로 사용되는 새로운 강 유형
기존 금형강의 단점을 보완하기 위해 다음과 같은 더 나은 성능을 갖춘 스탬핑 금형용 강이 개발 또는 도입되었습니다. 중국:
(1) Cr12Mo1V1(코드 D2) 강철은 미국 ASTM 표준에서 D2 강철을 모방하기 위해 도입된 강철 유형이며 Cr12 강철입니다.
D2강의 Mo 및 V 함량 증가로 인해 입자가 미세화되고 탄화물의 분포가 개선되므로 D2강의 강도와 인성(충격 인성, 굽힘 강도, 처짐)이 Cr12MoV 강에 비해 향상됩니다. 내마모성은 Cr12MoV보다 저항 및 템퍼링 안정성도 높습니다. 극저온 처리를 사용하면 경도를 높이고 치수 안정성을 향상시킬 수 있습니다. D2강으로 제작된 블랭킹 다이의 수명은 Cr12MoV강 다이보다 깁니다. D2강의 단조 성능과 열가소성 성형성은 Cr12MoV강보다 약간 떨어지며, 가공 성능과 열처리 공정은 Cr12강과 유사합니다.