Различити метални и не{0}} материјали се користе у калупима за штанцање, првенствено укључујући угљенични челик, легирани челик, ливено гвожђе, ливени челик, цементирани карбид, легуре ниске{1}}тачке{2}}тачке, легуре на бази цинка-, алуминијумску бронзу, синтетичке смоле од полиуретана, гума, полиуретан и дрво. Материјали који се користе у производњи калупа захтевају високу тврдоћу, високу чврстоћу, високу отпорност на хабање, одговарајућу жилавост, високу отврдљивост и минималну или никакву деформацију током термичке обраде, као и отпорност на пуцање током гашења. Хајде да прво разумемо врсте материјала који се користе у калупима за штанцање. Материјали који се користе у производњи калупа за штанцање укључују челик, цементни карбид, челик{7}}везани цементни карбид, легуре на бази цинка-, легуре ниске{9}}тачке{10}}тачке, алуминијумску бронзу и полимерне материјале, између осталог. Тренутно је челик примарни материјал који се користи у производњи калупа за штанцање. Уобичајени материјали за радне делове калупа укључују: угљенични алатни челик, ниско{13}}легирани алатни челик, високо{14}}високи угљеник-хром или средње{16}}хромни алатни челик, средње-легирани челик угљеника, брзорезни челик, базни челик, и угљични цементни карбид, итд.
Захтеви за перформансе материјала за калупе варирају у зависности од услова рада. Обично коришћени материјали укључују матрице за хладно штанцање и матрице за слепљење, које се углавном користе за штанцање и обликовање различитих лимова. Њихове резне ивице су подвргнуте интензивном трењу и удару током рада. Требало би да имају високу отпорност на хабање, ударну жилавост и отпорност на лом на замор. Примери укључују Цр12МоВ, Цр12, СКД11, Т10А, В18Цр4В и 6-5-4-2. Екструзионе матрице се углавном користе за формирање деформација. Током рада, бушилица подноси огроман притисак, док матрица носи огромну напетост. Због интензивног протока метала у шупљини, радне површине пробијача и матрице су подвргнуте јаком трењу, што доводи до повећања температуре површине матрице за 200-300 степени. Требало би да имају високу отпорност на деформације, отпорност на хабање и лом, као и високу стабилност каљења. Матрице за извлачење, као што су Х13, 3Цр2В8В, 40Цр, 38ЦрМоАл и 5ЦрНиМо, углавном се користе за дубоко извлачење лима са одређеним степеном пластичности. Радни напон није велики, али је улаз у калуп подвргнут интензивном трењу. Висока тврдоћа и отпорност на хабање, са малом храпавошћу површине. Цр12МоВ, Цр12, Д2, 6-5-4-2 и ПеЦу матрице за савијање се углавном користе за савијање и формирање металних материјала одређене пластичности. Оптерећење матрице није велико, али постоји одређено трење. Висока отпорност на хабање и отпорност на лом. Цр12МоВ, Д2, Т10А и С45Ца су угљенични алатни челици. Т8А и Т10А се обично користе угљенични алатни челици у калупима. Њихове предности су добра обрадивост и ниска цена. Међутим, они имају лошу очвршћавање и црвену тврдоћу, велику деформацију термичке обраде и ниску{61}}носивост. б. Ниско{70}}елегирани алатни челик. Ниско{71}}нисколегирани алатни челик је заснован на угљеничном алатном челику са додатком одговарајућих легирајућих елемената. У поређењу са угљеничним алатним челиком, смањује деформацију гашења и склоност пуцању, побољшава очвршћавање и има бољу отпорност на хабање. Стручњак за калупе ВеЦхат: мујударен нисколегирани челици-који се користе за производњу калупа укључују ЦрВМн, 9Мн2В, 7ЦрСиМнМоВ (шифра ЦХ-1) и 6ЦрНиСиМнМоВ (шифра ГД). ц. Челици за алате са високим{74}}високим{78}угљиком{78}}угљичнима: Често коришћени алатни челици са високим{79}}високим{79}}угљиком-укључују Цр12, Цр12МоВ и Цр12Мо1В1 (шифра Д2). Имају добру отврдљивост, гашење и отпорност на хабање и показују врло малу деформацију након термичке обраде. Они су високо{87}}отпорни-на хабање{91}челици са ниском деформацијом, са{103}}капацитетом носивости на другом месту после брзорезног челика. Међутим, они пате од тешке сегрегације карбида, што захтева поновљено нарушавање и извлачење (аксијално нарушавање, радијално извлачење) ковање да би се смањила нехомогеност карбида и побољшале перформансе. д. Високо{105}}угљенични средње{112}} хромирани алатни челици који се користе у калупима укључују Цр4В2МоВ, Цр6ВВ и Цр5МоВ. Они имају нижи садржај хрома, мање еутектичких карбида, равномернију дистрибуцију карбида, мање деформације након термичке обраде и добру отврдљивост и стабилност димензија. Њихове перформансе су побољшане у поређењу са -челицима са високим садржајем угљеника{118}}, који имају релативно јаку сегрегацију карбида. е. Брзорезни челици{121}}поседују највећу тврдоћу, отпорност на хабање и чврстоћу на притисак међу челицима за калупе, што резултира великом капацитетом{122}}носивости оптерећења. Често коришћени челици за калупе укључују В18Цр4В (шифра 8-4-1) и В6Мо5Цр4В2 (шифра 6-5-4-2, америчка ознака М2), који има нижи садржај волфрама. Такође се користи и брзорезни челик са ниским садржајем угљеника 6В6Мо5Цр4В (шифра 6В6 или нискоугљенични М2), развијен за побољшање жилавости. Брзорезни челици такође захтевају поновно ковање да би се побољшала њихова дистрибуција карбида. ф. Основни челици се праве додавањем малих количина других елемената основном саставу брзорезног челика и одговарајућим повећањем или смањењем садржаја угљеника да би се побољшала својства челика. Ови челици се заједнички називају основни челици. Они не само да поседују карактеристике брзорезног челика, показујући одређену отпорност на хабање и тврдоћу, већ имају и супериорну чврстоћу на замор и жилавост, што их чини челикима високе чврстоће и високе жилавости за хладно рад, али са нижим трошковима материјала. Уобичајени основни челици у калупима укључују 6Цр4В3Мо2ВНб (шифра 65Нб), 7Цр7Мо2В2Си (шифра ЛД) и 5Цр4Мо3СиМнВАЛ (шифра 012АЛ), итд.
г. Цементирани карбид и челик{1}}везани цементни карбид. Цементирани карбид има већу тврдоћу и отпорност на хабање од било ког другог типа челика, али слабију чврстоћу и жилавост на савијање. Цементирани карбид који се користи за калупе је на бази волфрама-кобалта. За калупе са ниском отпорношћу на удар и високим захтевима отпорности на хабање, може се изабрати цементни карбид са нижим садржајем кобалта. За калупе са високом отпорношћу на удар, може се изабрати цементни карбид са већим садржајем кобалта.
Челиком{0}}везани цементни карбид се прави додавањем мале количине праха легирајућих елемената (као што су хром, молибден, волфрам, ванадијум, итд.) у прах гвожђа као везиво, са титанијум карбидом или волфрам карбидом као тврдом фазом, и синтеровањем методама металургије праха. Матрица челичног-везаног цементног карбида је челик, који превазилази недостатке цементног карбида, као што су слаба жилавост и тешка обрада. Може се сећи, заваривати, ковати и термички{5}}третирати. Челични-цементирани карбид садржи велику количину карбида; иако су његова тврдоћа и отпорност на хабање нижи од цементираног карбида, они су и даље виши од осталих врста челика. Након гашења и каљења, тврдоћа може достићи 68-73 ХРЦ.
х. Материјали који се користе у новим калупима за штанцање материјала припадају челику за матрице за хладну обраду, који је најшире коришћени, најразноврснији и најшире примењени челик. Главни захтеви за перформансе су чврстоћа, жилавост и отпорност на хабање. Тренутно, тренд развоја челика матрице за хладну обраду заснива се на перформансама високо{3}}легираног челика Д2 (еквивалент Цр12МоВ у мојој земљи), и подељен је у две главне гране: једна је смањење садржаја угљеника и садржаја легирајућих елемената, побољшање уједначености дистрибуције карбида у челику и значајно побољшање жилавости калупа. Примери укључују 8ЦрМо2В2Си из Ванадиум Аллои Стеел Цомпани из Сједињених Држава и ДЦ53 (Цр8Мо2СиВ) из Даидо Стеел из Јапана. Други тип је брзорезни челик у праху{14}}који је првенствено развијен да побољша отпорност на хабање и прилагоди се брзој-брзи, аутоматизованој и масовној производњи. Примери укључују 320ЦрВМо13 из Немачке.
Рационалан избор материјала за калупе и спровођење исправних процеса термичке обраде су кључни за обезбеђивање животног века калупа. За калупе са различитим применама, факторе као што су њихови радни услови, услови напрезања, својства обрађених материјала, обим производње и продуктивност треба свеобухватно размотрити, са нагласком на горе поменутим захтевима за перформансе, пре него што се направи одговарајући избор врста челика и процеса термичке обраде.
1. Обим производње: Када је обим производње жигосаних делова велики, материјали за радне делове калупа, бушотине и матрице треба да буду високо-квалитетни челик за калупе са добром отпорношћу на хабање. Материјале за остале процесне конструкцијске делове и помоћне конструктивне делове калупа такође треба одговарајуће унапредити. Када је обим производње мали, захтеви за својства материјала треба да буду на одговарајући начин смањени да би се смањили трошкови. 2. Перформансе утиснутог материјала и услови коришћења делова калупа: Када је материјал који се штанца тврд или има високу отпорност на деформацију, пробој и матрица треба да буду направљени од материјала са добром отпорношћу на хабање и високом чврстоћом. За дубоко извлачење нерђајућег челика могу се користити матрице од алуминијумске бронзе јер имају добра својства против -адхезије. Водећи стубови и чауре захтевају отпорност на хабање и добру жилавост, тако да се често користи ниско{8}}угљенични челик са површинским карбуризирањем и гашењем. На пример, главни недостатак угљеничног алатног челика је његова лоша каљивост; када су димензије попречног пресека{10}} делова матрице велике, централна тврдоћа остаје ниска након гашења. Међутим, када се ради на пресама са великом брзином хода, њихова добра отпорност на ударце постаје предност. За фиксне плоче и плоче за скидање, не само да је потребна довољна чврстоћа, већ и минимална деформација током рада. (Дие екперт ВеЦхат: мујударен) Поред тога, хладни третман, дубоки криогени третман, вакумски третман и методе површинског ојачавања могу се користити за побољшање перформанси делова калупа. За калупе за хладно екструзију са лошим радним условима за ударце и калупе, треба одабрати челик са добрим свеобухватним механичким својствима као што су довољна тврдоћа, чврстоћа, жилавост и отпорност на хабање, а такође треба да има одређени степен тврдоће црвене боје и чврстоће на термички замор.
