Benutzerdefinierte Metallkopf-Zeichnungsformen; Tiefziehmatrizen mit Aluminiumkopf

I. Analyse der Materialleistung und Prozessanforderungen

1. Materialleistungsmerkmale

- SKD11: Kaltarbeitsstahl mit hohem-Kohlenstoffgehalt und hohem-Chromgehalt. Hoher Kohlenstoffgehalt, ausgezeichnete Verschleißfestigkeit und Festigkeit, geeignet für die Herstellung von Kaltprägewerkzeugen mit hoher Schlagfestigkeit und hohem Verschleiß.

- Cr12MoV: Werkzeugstahl mit hohem-Kohlenstoffgehalt, hohem-Chrom- und Molybdän-Vanadiumgehalt. Gute Gesamtleistung mit einem guten Gleichgewicht zwischen Verschleißfestigkeit und Zähigkeit.

Beide Stähle reagieren empfindlich auf die Kontrolle der Abschreck- und Anlasstemperatur. Durch eine entsprechende Wärmebehandlung kann die Materialleistung maximiert werden.

2. Prozessanforderungen

Ziele der Optimierung des Abschreck- und Anlassprozesses:

- Verbessern Sie die Härte und Verschleißfestigkeit und verlängern Sie die Lebensdauer der Matrize.

- Sorgen Sie für eine gleichmäßige und feine Innenstruktur des Materials und verbessern Sie so die Zähigkeit und Rissbeständigkeit.

- Kontrollieren Sie Verformung und Restspannung und stellen Sie so die Maßhaltigkeit der Form sicher.

II. Optimierung des Abschreckprozesses

1. Vorheiz- und Heiztemperaturregelung

Vorwärmen und Erhitzen sind entscheidend, um thermische Risse und Verformungen am Werkstück zu verhindern. Durch mehrstufiges Vorwärmen können interne Spannungen verringert werden, was besonders bei großen Matrizen wichtig ist. SKD11 wird bei 1020–1050 Grad und Cr12MoV bei 1030–1080 Grad abgeschreckt, um eine vollständige Austenitisierung zu erreichen.

2. Auswahl des Abschreckmediums

Das Abschreckmedium beeinflusst die Abkühlgeschwindigkeit und Gleichmäßigkeit. SKD11 verwendet Ölabschreckung oder schnelle Gaskühlung, um eine Härte von mindestens 60 HRC sicherzustellen und das Risiko von Rissen zu verringern. Cr12MoV kann Hochdruckzerstäubungskühlung nutzen, um die Gleichmäßigkeit der Kühlung zu verbessern und innere Spannungen zu kontrollieren.

3. Optimierung der Kühlrate

Die Abkühlgeschwindigkeit wird durch die Kombination numerischer Simulation und tatsächlicher Messungen angepasst, um die innere Mikrostruktur des Stahls zu verfeinern. Eine angemessene Abkühlkurve soll eine gleichmäßige Martensitbildung gewährleisten, Heißrisse vermeiden und die gesamten Materialeigenschaften verbessern.

III. Optimierung des Temperierprozesses

1. Präzise Kontrolle der Tempertemperatur und -zeit

Durch das Anlassen wird die Sprödigkeit des Materials verringert. Sowohl SKD11 als auch Cr12MoV nutzen einen zweistufigen Temperprozess:

- Anlasstemperatur der ersten-Stufe: 550–600 Grad. Das Tempern bei hoher-Temperatur reduziert die Spannung.

- Anlasstemperatur der zweiten-Stufe: 180–220 Grad. Dadurch wird der Vergütungsprozess verfeinert und die Mikrostruktur stabilisiert.