금형 수명 향상을 위한 12가지 기술적 조치

금형은 산업 생산에서 중요한 구성 요소이며 금형 산업의 기반이 되는 역할을 합니다.

국제적으로 금형은 금속 가공에서 가장 중요한 요소로 인식되고 있으며 한 국가의 경제 및 기술 발전의 상징으로 간주됩니다.

금형 산업 발전의 중요성은 전 세계적으로 인정받고 있습니다.

그러나 숙련된 전문가 부족, 구식 기술, 긴 제조 주기, 평균 이하의 품질, 높은 비용, 제한된 금형 수명 등 금형 산업에는 여전히 몇 가지 과제가 남아 있습니다.

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관련 기관에서 실시한 통계 및 분석에 따르면 금형의 재료 선택과 열처리가 금형 고장의 원인 중 50%를 차지하는 것으로 나타났습니다. 이는 적절한 재료 선택 및 열처리를 통해 금형의 수명과 효율성을 보장합니다.

1. 국내외 다이 수명 비교

2001년 중국 다이 정보 보고서 제11호에 따르면 표 1은 중국과 해외의 다이 수명을 비교한 것입니다.

20년 동안의 발전에도 불구하고 중국의 전반적인 금형 수준은 외국에 비해 상대적으로 변하지 않았습니다.

그러나 크고 정밀하며 복잡하고 오래 지속되는 금형 생산에 있어서는 여전히 중국과 외국 사이에 상당한 격차가 존재합니다.

표 1 국내외 다이 수명 비교

2. 금형 수명 향상을 위한 기술적 조치

2.1 순수 고성능 금형강 채택

자료는 기초를 형성하지만 기초가 불안정할 수 있습니다. 도구와 다이 스틸 (GB/T 1299-2014)에는 냉간 가공 금형강, 열간 가공 금형강 및 플라스틱 금형강의 특정 성분이 나열되어 있으며 불순물 및 함량에 대한 엄격한 요구 사항이 적용됩니다.

그러나 시중에서 판매되는 금형강의 품질은 구매자와 판매자 간에 여전히 논쟁의 대상이 되고 있습니다. 이러한 분쟁을 피하려면 저렴한 가격에 현혹되지 말고 평판이 좋은 출처에서 구매하는 것이 좋습니다.

분말강, 스프레이강, 순도가 높은 고품질 강재를 우선적으로 고려하는 것도 중요합니다. 열간 가공 금형에 3Cr2W8V 강철을 선택할 때는 다음 사항에 주의하세요. 탄소 함량.

선진 외국 표준은 wc=0.25%~0.35%이며, 중국 표준은 wc=0.30%~0.40%입니다. 이 강철은 구소련의 3X2B8 Ø 강철 표준을 따릅니다.

러시아 표준 TOCT 5950-2000은 wC=0.27%~0.33%로 개정되었지만 중국 표준은 변경되지 않았습니다. 실제로 3Cr2W8V 강철의 높은 탄소 함량은 유해하며 조기 고장의 원인이 된다는 것이 입증되었습니다.

2.2 강화 및 강화 치료 실시

중탄소 중합금 열간 가공 다이강이 단조 후 천천히 냉각되거나 다이 빈 단면이 큰 경우(직경 100mm 이상) 구조에 연쇄 탄화물이 형성되어 다이의 조기 취성 파괴, 열 균열 및 크레이징 고장을 초래할 수 있습니다.

금형의 강도, 인성 및 수명을 개선하려면 조직 전처리를 통해 연쇄 탄화물을 제거해야 합니다.

3CrMoW2V 강철은 1130°C에서 정규화되어 M6C 탄화물을 용해할 수 있습니다. 공기 냉각 속도가 15°C/분보다 크면 임계 냉각 속도를 생성하여 연쇄 탄화물을 형성합니다. 그러나 이후 구형화되는 어닐링 는 연쇄 탄화물을 제거하고 탄화물이 균일하게 분포되도록 합니다.

2.3 에너지 절약 및 소비 감소를 위한 새로운 전처리 열처리 공정

1） 단조 후 잔류 열 어닐링 과정은 다음을 통해 진행됩니다. 열 기계 처리.

2） 새로운 구상화 프로세스 어닐링 는 빠른 균질화를 위해 활용됩니다.

3） 열간 가공 금형강은 고온 템퍼링에서 중온 템퍼링으로 변경됩니다.

4) 담금질 및 템퍼링 치료가 증가합니다.

2.4 진공 담금질 또는 보호 분위기를 이용한 열처리

1980년대 후반 Cr12MoV 강철 금형에 진공 담금질을 성공적으로 구현한 이후, 금형에 진공 담금질을 사용하는 것은 특히 고압 가스 담금질의 부상과 함께 널리 인기를 얻었습니다.

2.5 극저온 처리

담금질된 금형을 -110℃ 이하의 극저온 처리하면 미세한 탄화물 잔류물이 침전되고 잔류물이 변형됩니다. 오스테나이트 를 마르텐사이트로 전환합니다. 이를 통해 금형의 내마모성, 템퍼링 저항성 및 치수 안정성이 향상됩니다.

M12 너트 콜드 헤딩 다이의 수명은 극저온 처리를 통해 두 배까지 늘릴 수 있으며, 알루미늄 합금 열간 압출 다이의 수명은 한 번 더 개선할 수 있습니다.

2.6 냉각 및 담금질

금형은 고속 강철로 만들어지며 담금질 온도는 공구의 담금질 온도와 다릅니다. 일반적으로 담금질 온도를 낮추는 냉각 담금질이 사용됩니다.

예를 들어, W18BCrV 강철의 담금질 온도는 1180~1200℃이고 M2 및 W9 강철의 담금질 온도는 1160~1180℃입니다.

저온 담금질은 우수한 강도와 인성을 제공하고 변형, 균열 및 공구 파손의 위험을 줄이며 궁극적으로 금형의 성능, 품질 및 수명을 향상시킵니다.

2.7 고온 담금질

더 많은 래스를 생산하려면 5CrNiMo, 5CrMnMo 및 3CrW8V와 같은 강철로 만든 열간 가공 금형을 더 높은 온도에서 담금질해야 합니다. 마텐사이트. 이는 파단 인성과 열 피로 저항성을 개선하여 금형의 성능 향상과 수명 연장으로 이어집니다.

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2.8 복합 강화 및 강화

M2 강철 주형을 1180-1190℃에서 가열한 후 1-1.5시간 동안 등온 처리하여 Ms 포인트560℃에서 2시간 동안 질산염 템퍼링 2사이클을 거치면 B벨로우+M 다상 구조가 만들어집니다. 이 공정은 오일에서 담금질할 때보다 굽힘 강도가 56% 증가합니다.

08 강재 가공품을 압출할 때 수명이 크게 향상되고 가공품의 마모가 줄어듭니다.

다른 예로, H13강 금형의 담금질 및 템퍼링 공정을 1030℃에서 가열 담금질 후 250℃에서 10분간 등온 분류로 변경하면 3CrW8V강에 비해 aK 값이 33.4% 증가하고 수명이 1.6~6배 증가합니다.

2.9 첫 번째 유형의 템퍼링 취성 영역에서의 템퍼링

세상의 모든 것은 절대적인 것이 아니라 상대적인 것입니다. T10A 강철 및 GCr15 강철의 첫 번째 유형의 템퍼링 취성 영역은 230-270℃이며, 템퍼링은 일반적으로 180-200℃에서 수행됩니다.

일부 개인은 다음을 선호합니다. 템퍼링 스틸 의 첫 번째 유형의 성질 취성 영역에서 피로 저항성이 높습니다.

응력 집중도가 낮고 인장, 압축 및 굽힘 응력을 받는 냉간 가공 금형의 경우 피로 균열의 시작 여부에 따라 수명이 결정됩니다. 따라서 금형의 강도를 극대화하는 것이 중요합니다.

이 과정을 통해 놀라운 결과를 얻을 수 있습니다.

2.10 표면 강화

모든 유형의 금형 불량은 일반적으로 표면에서 발생하므로 "표면"에 집중하는 것이 중요합니다. 이는 탄질화, 질화 침탄, 산화와 같은 다양한 처리를 통해 달성할 수 있습니다. 질화증기 처리, TD 처리, 표면 코팅, 붕소화, 금속화, 황화, 붕소-황 복합 침탄, 표면 유도 가열, 레이저 담금질 등입니다.

이러한 처리를 통해 모든 금형을 강화할 수 있는 것은 아니라는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 현재 전 세계적으로 금형 표면을 강화하는 방법은 다음과 같습니다:

열 방식

• 유도 경화
• 화염 경화
• 전자빔 담금질
• 펄스 냉각
• 레이저 재용융
• 용접
• 레이저 담금질

열화학적 방법

• 붕소화
• 질화
• 케이스 강화
• 카보 아미네이션
• 가황
• 레이저 재용융 합금
• 레이저 보강
• 산화

전기 화학적 방법

• 하드 크롬 도금
• 니켈 플레이트
• 카드뮴 도금

기계적 방법

• 롤링
• 에어젯 처리
• 연마
• 압축
• 샷 피닝 경화
• 배럴 도금

열역학적 방법

• 스프레이
• 폭발성 코팅

화학적/물리적 방법

• 이온 도금
• 이온 이식
• PVD 코팅
• CVD 코팅
• 플라즈마 CVD 코팅

2.11 열간 가공 금형의 열 피로 저항성 향상

열 균열 및 열 피로로 인한 고온 영향 재료의 강도 다이 표면의 상태. 스크래치 및 EDM으로 인한 변형은 균열의 형성과 성장에 기여할 수 있으므로 이러한 문제를 해결하기 위한 조치가 취해집니다.

1） Y10 강철 금형의 열 피로 저항성을 높이려면 담금질 온도와 템퍼링 온도를 적절하게 높이는 것이 좋습니다.

2） 탈탄은 열 피로 균열을 확장하고 열을 감소 시키므로 피해야합니다. 피로 강도.

3） 특히 화합물 층이 존재하는 경우 질화는 열 피로 균열의 형성을 방지할 수 있습니다.

4） 불쌍한 표면 거칠기 마모 라인은 열 피로 저항을 감소시킬 수 있습니다.

5） 고온 강도와 가소성을 높이면 열 피로 강도를 향상시키는 데 도움이 될 수 있습니다.

6） EDM으로 인한 큰 변형 층은 열 피로 강도에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.

7） 고온 템퍼링은 저온 템퍼링에 비해 열충격 균열에 대한 민감도가 낮습니다.

8） 열간 가공 다이를 코팅하면 열 피로 특성과 내마모성을 향상시킬 수 있습니다.

2.12 금형 열처리 변형의 보정 방법

열처리 변형은 정상적인 현상이며, 핵심은 변형 패턴을 이해하고 이를 수정하기 위해 노력하는 것입니다. 보정에는 다음과 같은 방법을 사용할 수 있습니다:

1） 마르텐사이트 변형 초가소성의 원리를 활용하여 적시에 교정할 수 있습니다. 이는 4m 기계식 블레이드와 1.5m 길이의 브로치를 적절한 온도로 담금질하고 냉각시킨 다음 부드럽게 압력을 가하여 수정할 수 있습니다. 금형 교정에도 동일한 방법을 사용할 수 있습니다.

2）압력 템퍼링: 여기에는 크고 얇은 블레이드와 같이 담금질 왜곡을 수정하기 위해 압력을 가하는 템퍼링이 포함됩니다.

3） 냉간 처리 보정: 더 많은 양의 스테인리스 스틸 부품의 경우 유지된 오스테나이트70℃에서 1-2시간 동안 극저온 처리하면 크기가 팽창할 수 있습니다. 이 보정에는 Cr12 스틸 다이가 가장 적합합니다.

4） 핫스팟 보정: 굽힘 조각의 가장 볼록한 부분을 옥시 아세틸렌 불꽃 또는 고주파 유도 가열 장치를 사용하여 약 700 ℃까지 빠르게 가열하고 빠르게 냉각 한 다음 보정 할 수 있습니다.

5） 고주파 수축 캐비티 보정: 부풀어 오른 공작물을 유도 코일에서 약 700 ℃로 가열하고 빠르게 냉각하여 수축 캐비티를 만들 수 있습니다. 수축 캐비티가 여러 개 있는 경우 응력 완화 처리를 수행해야 합니다.

6） 전기 도금 농도 보정 방법.

7） 화학적 부식 보정: 이는 40% HNO3+60% H2O 또는 20% HNO3+20% H2SO4와 같은 부식제를 사용하여 달성할 수 있습니다. 부식시킬 필요가 없는 부품은 아스팔트나 파라핀을 사용하여 보호해야 합니다.

8） 급속 냉각 수축 캐비티 보정: 캐비티가 확대 된 공작물의 경우 700 ℃로 어닐링 및 가열 한 다음 보정을 위해 1-2 회 급속 냉각 할 수 있습니다.

3. 결론

과학과 기술은 생산의 주요 원동력입니다. 위에서 설명한 금형 수명 연장을 위한 12가지 기술적 조치는 경제적이면서도 실용적입니다.

금형 고장의 원인을 면밀히 연구하고 수정 계획을 수립하고 적절한 기술 조치를 구현함으로써 수명이 긴 고품질 금형을 만들 수 있습니다.