Soğuk işleme kalıp çeliği esas olarak presleme, kesme, şekillendirme, bükme, soğuk ekstrüzyon, soğuk çekme, toz metalurjisi kalıpları vb. için kullanılır. Yüksek sertlik, yüksek aşınma direnci ve yeterli tokluk gerektirir. Genellikle iki kategoriye ayrılır: genel tip ve özel tip. Örneğin, Amerika Birleşik Devletleri'nde genel amaçlı soğuk işleme kalıp çeliği genellikle dört çelik kalitesini içerir: 01, A2, D2 ve D3. Çeşitli ülkelerdeki genel amaçlı soğuk işleme alaşımlı kalıp çeliği kalitelerinin karşılaştırması Tablo 4'te gösterilmiştir. Japon JIS standardına göre, kullanılabilecek başlıca soğuk işleme kalıp çeliği türleri SK serisidir; bu seri SK serisi karbon takım çeliği, 8 SKD serisi alaşımlı takım çeliği ve 9 SKHMO serisi yüksek hız çeliği olmak üzere toplam 24 çelik kalitesini içerir. Çin'in GB/T1299-2000 alaşımlı takım çeliği standardı toplam 11 çelik türünü içerir ve nispeten eksiksiz bir seri oluşturur. İşleme teknolojisindeki, işlenen malzemelerdeki ve kalıp talebindeki değişikliklerle birlikte, orijinal temel seriler ihtiyaçları karşılayamaz hale gelmiştir. Japon çelik fabrikaları ve büyük Avrupa takım ve kalıp çeliği üreticileri, özel amaçlı soğuk işleme kalıp çeliği geliştirmiş ve kademeli olarak ilgili soğuk işleme kalıp çeliği serilerini oluşturmuştur; bu soğuk işleme kalıp çeliklerinin gelişimi aynı zamanda soğuk işleme kalıp çeliğinin gelişim yönünü de belirlemektedir.
Düşük alaşımlı hava ile sertleştirilmiş soğuk işleme kalıp çeliği
Isıl işlem teknolojisinin gelişmesiyle, özellikle kalıp endüstrisinde vakumlu soğutma teknolojisinin yaygınlaşmasıyla, soğutma deformasyonunu azaltmak amacıyla, yurt içinde ve yurt dışında bazı düşük alaşımlı hava soğutmalı mikro deformasyon çelikleri geliştirilmiştir. Bu çelik türü, iyi sertleşebilirlik ve ısıl işlem gerektirir. Az deformasyona, iyi mukavemete ve tokluğa sahiptir ve belirli bir aşınma direncine sahiptir. Standart yüksek alaşımlı soğuk işleme kalıp çelikleri (örneğin D2, A2) iyi sertleşebilirliğe sahip olsa da, yüksek alaşım içeriğine sahiptir ve pahalıdır. Bu nedenle, yurt içinde ve yurt dışında bazı düşük alaşımlı mikro deformasyon çelikleri geliştirilmiştir. Bu çelik türü genellikle sertleşebilirliği artırmak için Cr ve Mn alaşım elementleri içerir. Alaşım elementlerinin toplam içeriği genellikle %5'ten azdır. Küçük üretim partileriyle hassas parçaların ve karmaşık kalıpların imalatı için uygundur. Temsilci çelik kaliteleri arasında Amerika Birleşik Devletleri'nden A6, Hitachi Metals'ten ACD37, Daido Special Steel'den G04, Aichi Steel'den AKS3 vb. yer almaktadır. Çin GD çeliği, 900°C'de su verme ve 200°C'de temperleme işleminden sonra belirli miktarda kalıcı östenit içerebilir ve iyi mukavemet, tokluk ve boyutsal kararlılığa sahiptir. Talaşlanmaya ve kırılmaya eğilimli soğuk presleme kalıpları yapmak için kullanılabilir. Yüksek hizmet ömrüne sahiptir.
Alevle soğutulmuş kalıp çeliği
Kalıp üretim döngüsünü kısaltmak, ısıl işlem sürecini basitleştirmek, enerji tasarrufu sağlamak ve kalıp üretim maliyetini düşürmek amacıyla Japonya, alevle sertleştirme gereksinimleri için bazı özel soğuk işleme kalıp çelikleri geliştirmiştir. Tipik örnekler arasında Aichi Steel'in SX105V (7CrSiMnMoV), SX4 (Cr8), Hitachi Metal'in HMD5, HMD1, Datong Special Steel Company'nin G05 çeliği vb. yer almaktadır. Çin ise 7Cr7SiMnMoV çeliğini geliştirmiştir. Bu çelik türü, kalıp işlendikten sonra oksiasetilen püskürtme tabancası veya diğer ısıtıcılar kullanılarak bıçağın veya kalıbın diğer parçalarının ısıtılması ve ardından hava ile soğutulup sertleştirilmesi için kullanılabilir. Genellikle sertleştirmeden sonra doğrudan kullanılabilir. Basit işlemi nedeniyle Japonya'da yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çelik türünün temsilci çeliği, iyi sertleşme özelliğine sahip 7CrSiMnMoV'dir. 80 mm çapındaki çelik yağda sertleştirildiğinde, yüzeyden 30 mm uzaklıktaki sertlik 60 HRC'ye ulaşabilir. Çekirdek ve yüzey arasındaki sertlik farkı 3 HRC'dir. Alevle sertleştirme işleminde ise, 180-200°C'de ön ısıtma ve ardından püskürtme tabancasıyla 900-1000°C'ye kadar ısıtma işleminden sonra, sertlik 60 HRC'nin üzerine çıkabilir ve 1,5 mm'den fazla sertleştirilmiş bir tabaka elde edilebilir.
Yüksek tokluk, yüksek aşınma direnci sağlayan soğuk işleme kalıp çeliği
Soğuk işleme kalıp çeliğinin tokluğunu artırmak ve çeliğin aşınma direncini azaltmak amacıyla, bazı büyük yabancı kalıp çeliği üretim şirketleri, hem yüksek tokluğa hem de yüksek aşınma direncine sahip bir dizi soğuk işleme kalıp çeliği geliştirmiştir. Bu çelik türü genellikle yaklaşık %1 karbon ve %8 Cr içerir. Mo, V, Si ve diğer alaşım elementlerinin eklenmesiyle, karbürleri ince ve eşit dağılımlıdır ve tokluğu Cr12 tipi çeliğe göre çok daha yüksektir, aşınma direnci ise benzerdir. Sertlikleri, eğilme dayanımları, yorulma dayanımları ve kırılma toklukları yüksektir ve temperleme karşıtı kararlılıkları da Cr12 tipi kalıp çeliğine göre daha yüksektir. Yüksek hızlı zımbalar ve çok istasyonlu zımbalar için uygundurlar. Bu çelik türünün temsilci çelik tipleri, düşük V içeriğine sahip Japon DC53 ve yüksek V içeriğine sahip CRU-WEAR'dır. DC53, 1020-1040°C'de su verilerek sertleştirilir ve hava soğutmasından sonra sertliği 62-63 HRC'ye ulaşabilir. Düşük sıcaklıkta (180~200℃) ve yüksek sıcaklıkta (500~550℃) temperlenebilir, tokluğu D2'den 1 kat daha yüksek ve yorulma performansı D2'den %20 daha yüksektir; CRU-WEAR dövme ve haddelemeden sonra 850-870℃'de tavlanır ve östenitleştirilir. Saatte 30℃'den daha düşük bir hızla 650℃'ye soğutulur ve serbest bırakılır, sertliği 225-255HB'ye ulaşabilir, su verme sıcaklığı 1020~1120℃ aralığında seçilebilir, sertliği 63HRC'ye ulaşabilir, kullanım koşullarına göre 480~570℃'de temperlenir, belirgin bir ikincil sertleştirme etkisi gösterir, aşınma direnci ve tokluğu D2'den daha iyidir.
Ana çelik (Yüksek hız çeliği)
Yüksek hız çeliği, mükemmel aşınma direnci ve yüksek sertliği nedeniyle, Japonya'nın genel standart yüksek hız çeliği SKH51 (W6Mo5Cr4V2) gibi, yüksek performanslı ve uzun ömürlü soğuk işleme kalıplarının üretiminde yurtdışında yaygın olarak kullanılmaktadır. Kalıbın gereksinimlerine uyum sağlamak için, yüksek hız çeliğinde sertleştirme sıcaklığı, sertleştirme sertliği veya karbon içeriği azaltılarak tokluk genellikle iyileştirilir. Matris çeliği, yüksek hız çeliğinden geliştirilir ve kimyasal bileşimi, sertleştirmeden sonra yüksek hız çeliğinin matris bileşimine eşdeğerdir. Bu nedenle, sertleştirmeden sonra kalan karbür sayısı azdır ve eşit olarak dağılır, bu da çeliğin tokluğunu yüksek hız çeliğine kıyasla büyük ölçüde artırır. Amerika Birleşik Devletleri ve Japonya, 1970'lerin başlarında VascoMA, VascoMatrix1 ve MOD2 kalitelerinde baz çelikler üzerinde çalışmıştır. Son zamanlarda DRM1, DRM2, DRM3 vb. geliştirilmiştir. Genellikle daha yüksek tokluk ve daha iyi temperleme karşıtı kararlılık gerektiren soğuk işleme kalıpları için kullanılır. Çin ayrıca 65Nb (65Cr4W3Mo2VNb), 65W8Cr4VTi, 65Cr5Mo3W2VSiTi ve diğer çelikler gibi bazı temel çelikler de geliştirmiştir. Bu çelik türü iyi mukavemet ve tokluğa sahiptir ve soğuk ekstrüzyon, kalın levha soğuk delme, diş açma tekerlekleri, baskı kalıpları, soğuk şekillendirme kalıpları vb. alanlarda yaygın olarak kullanılır ve sıcak ekstrüzyon kalıpları olarak da kullanılabilir.
Toz metalurjisi kalıp çeliği
Geleneksel yöntemlerle üretilen LEDB tipi yüksek alaşımlı soğuk işleme kalıp çeliği, özellikle büyük kesitli malzemelerde, kaba ötektik karbürlere ve düzensiz dağılıma sahiptir; bu da çeliğin tokluğunu, taşlanabilirliğini ve izotropisini ciddi şekilde azaltır. Son yıllarda, takım ve kalıp çeliği üreten büyük yabancı özel çelik şirketleri, bir dizi toz metalurjisi yüksek hız çeliği ve yüksek alaşımlı kalıp çeliği geliştirmeye odaklanmış ve bu da bu çelik türünün hızlı gelişimine yol açmıştır. Toz metalurjisi işlemi kullanılarak, atomize edilmiş çelik tozu hızla soğur ve oluşan karbürler ince ve homojen olur; bu da kalıp malzemesinin tokluğunu, taşlanabilirliğini ve izotropisini önemli ölçüde iyileştirir. Bu özel üretim süreci sayesinde, karbürler ince ve homojendir, işlenebilirlik ve taşlama performansı iyileştirilir, bu da çeliğe daha yüksek karbon ve vanadyum içeriğinin eklenmesine olanak tanır ve böylece bir dizi yeni çelik türü geliştirilir. Örneğin, Japonya'nın Datong firmasının DEX serisi (DEX40, DEX60, DEX80, vb.), Hitachi Metal'in HAP serisi, Fujikoshi'nin FAX serisi, UDDEHOLM'un VANADIS serisi, Fransa'nın Erasteel firmasının ASP serisi ve Amerikan CRUCIBLE şirketinin toz metalurjisi kalıp ve takım çelikleri hızla gelişmektedir. CPMlV, CPM3V, CPMlOV, CPM15V gibi bir dizi toz metalurjisi çeliği oluşturan bu çeliklerin aşınma direnci ve tokluğu, geleneksel yöntemlerle üretilen kalıp ve takım çeliklerine kıyasla önemli ölçüde iyileştirilmiştir.
Yayın tarihi: 02-08-2024
