چه فولادی برای قالب های اکستروژن گرم مناسب است؟

1. سیستم های قالب اکستروژن داغ و الزامات عملکرد
شکل 1-1 یک سیستم قالب اکستروژن داغ را نشان می‌دهد که عمدتاً از یک سیلندر اکستروژن، یک بوش، یک میله اکستروژن و یک قالب تشکیل شده است. به طور کلی، مواد سیستم قالب اکستروژن بر اساس مواد قسمت اکستروژن انتخاب می شود. متداول ترین ماده اکستروژن مورد استفاده آلیاژ آلومینیوم است که شمش های آن تا حدود 500 درجه حرارت داده می شود و سپس برای تشکیل یک سطح قالب گیری می شود. شمش آلیاژ مس باید تا دمای بالاتر حدود 800 درجه گرم شود، یعنی دمای نقطه تبدیل فاز A1 فولاد قالب نزدیک یا بالاتر باشد. فروآلیاژها تا حدود 1200 درجه گرم می شوند.

به طور کلی فولاد SKD61 و فولاد SKD62 به عنوان مواد سیستم قالب استفاده می شود، اما برای قطعات قالب که در تماس با شمش هستند، مانند قالب ها، سنبه ها، لنت های اکستروژن و آسترها که به شدت فرسوده می شوند، از فولاد اصلاح شده SKD61 و فولاد SKD7 با شمش بالا استفاده می شود. دما و مقاومت در برابر سایش خوب استفاده می شود. مانند پدهای قالب، صندلی های دوکی. اجزای کمکی مانند سیلندرهای اکستروژن که مستقیماً با بیلت شمش تماس ندارند از فولاد SKT4 استفاده می کنند.
کلید این ابزارهای اکستروژن آلومینیومی قالب است. با در نظر گرفتن یک قالب اکستروژن داغ به عنوان مثال، نتایج تجزیه و تحلیل اشکال آسیب و الزامات عملکرد آن در شکل 1-2 نشان داده شده است. از آنجایی که جسم اکستروژن یک شمش با دمای بالا در حالت تحت فشار است، سطح شکل‌دهی قالب دچار سایش می‌شود. علاوه بر این، تغییر شکل خمشی مکرر آن می تواند سایش و پارگی را تسریع کند، در حالی که باعث ایجاد ترک و آسیب ناشی از خستگی می شود. با این حال، در مقایسه با ریخته گری حالت مذاب، دمای شمش برای اکستروژن کمتر است، بنابراین ترک حرارتی نسبتاً ناچیز است. علاوه بر این، به منظور جلوگیری از سایش و چسبندگی، می توان عملیات نیتریدینگ (به طور کلی نیتریدینگ گاز و نیتروژن نرم حمام نمک) را انجام داد. معمولاً پس از فشار دادن مقدار معینی از شمش ها، زمانی که سایش هنوز اندک است، آنها را تعمیر کنید و پس از نیتریدینگ مجدداً از آنها استفاده کنید. بنابراین، برای همان قالب، نیتراسیون با حفظ حرارت در دمای 570 درجه برای حدود 5 ساعت معمولاً باید 10-20 بار تکرار شود، که منجر به کاهش تدریجی سختی داخل قالب و در نتیجه کاهش استحکام می‌شود. بنابراین، مواد لازم است که مقاومت نرم کنندگی عالی در دمای بالا داشته باشند تا در برابر نیتریداسیون مکرر مقاومت کنند.
در گذشته از اکستروژن آلومینیوم عمدتاً به عنوان مصالح ساختمانی استفاده می شد، اما در حال حاضر با توسعه خودروهای سبک وزن، کامیون ها و محفظه ها، استفاده از آلیاژهای آلومینیومی با استحکام بالا برای ساخت قطعات بزرگ روند رو به افزایشی داشته است. بنابراین، مواد قالب نیاز به سختی بهتر، مقاومت بالاتر در برابر نرم شدن در دمای بالا و استحکام در دمای بالا دارند.

2. فولاد برای قالب های اکستروژن آلومینیومی
قالب‌های اکستروژن آلومینیومی معمولاً از فولاد SKD61 و SKD62 با 5 درصد کروم{1}} درصد مو ساخته می‌شوند. در مقابل، فولادهایی با مقاومت نرم‌شدگی بهتر در دمای بالا شامل 3 درصد کروم-3 درصد مولیبدن بر پایه SKD7 و غیره هستند. }} درجه فراتر از سخت شدن ثانویه، مقاومت نرم کنندگی آن رشد کاربیدهای حاوی کروم (نوع M7C3) و افزایش کاربیدهای ریز مبتنی بر مولیبدن (Mo2C) در حین تمپر است.

به منظور پاسخگویی به تقاضای قالب های مقیاس بزرگ در سال های اخیر، گریدهای فولادی مانند DHA2 (0.4 درصد C-Ni-5.5-Cr-1. 5 درصد Mo-V) که برای بهبود مقاومت نرم شدنی و استحکام در دمای بالا و حفظ سختی پذیری ایجاد شده است، نقش مهمی ایفا کرده است. علاوه بر این، فولادهای کم Si-5 درصد کروم-3 درصد Mo که می‌توانند برای قالب‌های ریخته‌گری با دایکاست نیز استفاده شوند.

3. فولاد برای قالب های اکستروژن مس و آلیاژهای مس
دمای گرمایش آلیاژهای مس ذاتاً بالا است، همراه با گرمای تغییر شکل پردازش، که می تواند از نقطه تبدیل فراتر رفته و وارد منطقه تبدیل آستنیتی برای فولادهای قالب عمومی شود. بنابراین، استفاده از فولادهای مقاوم در برابر حرارت مانند SUH660 (کمتر یا مساوی 0.08 درصد C-26 درصد Ni-15 درصد Cr-1.25 درصد Mo ضروری است. -2 درصد Ti-V، AL). از آنجایی که این فولاد مقاوم در برابر حرارت آستنیتی با سختی اولیه 35-37HRC است، مقاومت دمای محیط آن کمتر از فولاد قالب سری SKD است، اما مقاومت آن در دماهای بالا کمی کاهش می‌یابد که می‌تواند مکمل سری SKD باشد. قالب فولادی است و مخصوصاً برای شرایطی که باید مقاومت در دمای بالا حفظ شود مناسب است.