Ds53 что за сталь

Что за сталь Ds53

Сталь DC53 – новая универсальная сталь для холодной штамповки и штамповки, по прочности и ударной вязкости близкая к быстрорежущим сталям.

Сталь DC53 – это улучшение по сравнению с инструментальными сталями из сплава D2, указанными в (JIS) G4404. Он устраняет недостатки, связанные с недостаточной твердостью и ударной вязкостью, вызванные высокотемпературным отпуском, обнаруженные в D2, и предназначен для замены D2, используемого в прецизионных штампах и прецизионных штампах общего назначения.

Сталь DC53 также имеет отличные характеристики обработки и очень подходит в качестве подложки для обработки поверхности методом PVD. Сталь DC53 также может быть покрыта CVD и TD (термическая диффузия) горячим формованием; однако, как правило, рекомендуется после термообработки.

Уникальные особенности:

Более высокая твердость (62-64HRc), чем у D2 после термообработки.

Двойная твердость по сравнению с D2 с превосходной износостойкость

Значительно более высокая усталостная прочность, чем у D2.

Меньший размер первичных карбидов по сравнению с D2 защищает штамп от сколов и трещин.

> Процесс вторичного рафинирования (DLF) уменьшает количество примесей.

Механическая обработка и шлифовка до 40 % быстрее, чем D2.

Более низкое остаточное напряжение после электроэрозионной проволоки.

Применение:

Инструменты для ступенчатой ​​штамповки и высечки

Детали распылителя бетона, пластины ротора

Инструменты для прессования и скручивания

Формы для холодной штамповки

Плашки для круглой резьбы прокатка

Резьбовые плашки для термообработанных винтов

Распорки для покрытия свинцовой рамы

литьевые винты

Стандарт качества:

ASTM A681 — 08 Стандартные технические условия на легированную инструментальную сталь.

Типовой химический состав (%)

ТЕРМООБРАБОТКА:

Сварка: более низкая минимальная температура до и после сварки: по сравнению с D2, температура нагрева уменьшает растрескивание сварного шва и облегчает сварку. Низкое падение твердости в зоне термического влияния сводит к минимуму любое ухудшение характеристик.

Вакуумная закалочная печь: предварительный нагрев до 300-400°C, а затем до 800-850°C.

Предусмотрено достаточное время для уравновешивать . Увеличить до 1020-1040oC и дать время выдержки.

Вакуумная закалочная печь: Высокая прокаливаемость этой стали позволяет

удовлетворительно проводить закалку в вакуумной печи.

Обработка поверхности: Поверхность обработка как CVD, PVD, TD и азотирование требует использования относительно высоких температур обработки. Хотя это может быть проблемой для стандартного D2, повышенная твердость DC53 при повышенных температурах позволяет использовать эти покрытия.

Температура: Двойная температура в соответствии с приведенными ниже таблицами твердости и твердости. Как и в случае с D2, следует провести третий отпуск при 400°C, чтобы предотвратить замедление роста и искажение зерна. Это предпочтительная термообработка для большинства применений. Предпочтительна высокая твердость. Если требуется максимальная твердость, следует провести двойной отпуск при 200-300°C (в зависимости от области применения). Обратите внимание, что материал, закаленный до более низкой температуры, не должен подвергаться дальнейшему воздействию высоких температур. таких процессов, как PVD.

Сертификат заводских испытаний:

EN 10204/3.1 с полной информацией о химическом составе, механических свойствах и результатах испытаний.

Видео-гайд: Ds53 что за сталь

---

Источник

СТАЛЬ DC53

Динозавры принадлежат музеям, а не их фабрикам.

Уникальные свойства

Химический состав

Марка	C	Да	Mn	Ni	Cr	Po	W	V
DC53	1,0	1,0	0,4 ​​	8,0	2,0	0,3

• Более высокая твердость (62-64 HRc), чем у D2 после термической обработки.
• Двойная ударная вязкость D2 с отличной износостойкостью.
• Значительно более высокая усталостная прочность по сравнению с D2.
• Первичные карбиды размером меньше D2 защищают штамп от сколов и трещин.
• Процесс вторичной очистки (DLF) снижает содержание примесей.
• Обрабатывает и шлифует до 40% быстрее, чем D2.
• Меньшее остаточное напряжение после проволочной электроэрозионной обработки.

Сопротивление усталости

Термостойкость

Особенности производства

Обработка

DC53 обычно обрабатывается на 20–40 % быстрее, чем D2, и требует на 50 % меньше инструмента износ и частота отказов.

Быстрые подачи и скорости снижают затраты на механическую обработку и обеспечивают лучшее качество поверхности.

Проволочная электроэрозионная обработка

DC53 изначально разрабатывался с учетом процесса проволочной электроэрозионной обработки. Двойная вытяжка при высокой температуре 520 ° C (970 ° F) или выше была частью критериев разработки для определения содержания сплава и требований к термообработке для DC53. Этот высокотемпературный двойной отпуск снимает значительное напряжение в стали, что, в свою очередь, сводит к минимуму движение детали, поскольку электроэрозионная проволока упрочняет DC53. Щелкните здесь для получения дополнительной информации.

Сварка

DC53 можно сваривать с особой осторожностью. Используйте любой подходящий сварочный стержень, такой как стержень H72A, который обычно используется для штампов из высокоуглеродистой и хромистой стали, подобных D2. Сварочная проволока должна быть сухой, чтобы при сварке не образовались пузыри. Помещения бруска в печь при температуре 350 градусов Цельсия (650 градусов по Фаренгейту) на один час обычно достаточно.

Термическая обработка

Термическая обработка DC53

DC53 не выше по мере термообработки обработку он получает. Процесс термической обработки можно разделить на два этапа: закалку и отпуск. Закаленный. DC53 обычно отверждают на воздухе в вакуумной печи; тем не менее, его также можно обрабатывать в газовой или электрической печи с контролируемой атмосферой или без нее, когда он завернут в листовой нержавеющий металл или отвержден в соляной ванне, погружая деталь в высокотемпературные соли.

Отверждение воздухом

DC53 Отверждение на воздухе лучше всего достигается в вакууме. Во-первых, предварительно нагрейте и выдержите температуру от 800°C (1475°F) до 850°C (1560°F), пока деталь не станет равномерно нагретой, затем увеличьте температуру до 1030°C (1885°F) для аустенизации, также известной как I. y смочите инструмент. Аустенитизация от 25 до 30 минут на дюйм при температуре (минимальное время аустенизации для деталей менее 1 дюйма может составлять 1 час, чтобы быть безопасным) до 4 дюймов толщиной в поперечном сечении и от 10 до 25 минут на дюйм для толщин более 4 дюймов до охлаждение под давлением инертного газа (обычно в азоте), для охлаждения при 2-кратном атмосферном давлении (2 бара) или эквивалентном на высокой скорости. Более длительное время допустимо, а более короткое – нет.

Скорость охлаждения 3 бар или более не рекомендуется из-за возможных деформаций и более высоких нагрузок. Фаза охлаждения переводит большую часть инструментальной стали из аустенитного состояния в незакаленное мартенситное состояние. Затем деталь следует немедленно охладить, как только она достигнет 45°C (120°F). Обязательно проверьте твердость в этот момент, чтобы убедиться, что деталь достигла желаемой твердости, если она составляет не менее 64 HRC.

Толщина в дюймы (мм)	Время аустенизации (минуты)
До 1″ (25 мм)	Минимальное время 45 минут
от 1″ до 4″ (от 25 мм до 100 мм)	Минимальное время толщины 25 минут/дюйм
от 4″ до 6″ (от 100 мм до 150 мм)	20 минут/дюйм минимальной временной толщины
от 6″ до 8″ (от 150 мм до 200 мм)	Минимальное время толщины 15 минут на дюйм
Более 8 дюймов (200 мм)	Минимальное время толщины 10 минут на дюйм

Закалка в соляной ванне

Предварительно нагрейте деталь до 850°C (1550°F) до равномерного нагрева. Аустенитизировать в ванне с расплавленной солью при 1030°C (1885°F) в течение минимум 5 минут. Подробнее см. в таблице ниже. Охладите в соли, затем дайте медленно остыть на воздухе до 120°F (45°C) — 150°F (65°C) перед темперированием.

Толщина в дюймах (мм)	Время погружения (минуты)
1/4″ (5 мм)	5 – 8
1/2″ (12 мм)	10 – 12
3/4″ (20 мм)	10–15
1 1/2″ (30 мм)	15–20
2″ (50 мм)	20 – 25
4 дюйма (100 мм)	30 – 40

Рост материала от 0,10% до 0,15% (от 0,001″ до 0,0015″ на дюйм).
Необязательный третий отпуск рекомендуется для сложных высокоточных
деталей, требующих электроэрозионной обработки или PVD-покрытий.

отпуск

Обычно отпуск проводится в печи для отпуска. конвекция без контролируемой атмосферы. Первая закалка должна быть как только с деталью можно будет обращаться при температуре приблизительно от 45°C (120°F) до 65°C (150°F). Детали следует дать остыть до комнатной температуры между последующими отпусками.

Дважды отпустить DC53 при 1005°F для достижения HRC 60- 62 (540°C) в течение 60-90 минут на дюйм толщины поперечного сечения. Минимальное время закалки 90 минут. Дважды отпустите при 520°C (970°F) в течение того же времени, чтобы получить HRC 62-64. Твердость менее 60 HRC, как правило, не рекомендуется для большинства компонентов пуансонов и штампов из-за недостаточной прочности на сжатие, которая обычно требуется для штамповки. Применения, требующие дополнительной твердости, могут быть дважды закалены при 550°C (1020°F) для достижения HRC 58-60.

Если размер закаленного DC53 изменяется или деформируется из-за механической обработки, шлифования, обработки поверхности или проволочной электроэрозионной обработки проблема в высокоточных приложениях, третий отпуск при 400 ° C (750 ° F) может быть дополнительно использован на начальном этапе. процесс термообработки. Эта конечная температура отпуска достаточно высока, чтобы закалить оставшийся неотпущенный мартенсит, но недостаточно высока, чтобы преобразовать дополнительный остаточный аустенит, что приводит к более стабильной структуре. Третья закалка обычно не требуется, если инструмент был закален в соляной ванне.

Проверка

Проведение теста на закалку после завершения процесса термообработки — это только один метод, используемый для оценить качество термической обработки. Для дополнительной гарантии качества также рекомендуется проводить точные измерения размеров данного элемента до и после всего процесса термообработки, чтобы убедиться, что произошел надлежащий рост. Можно ожидать, что термообработанный DC53 увеличится приблизительно на 0,1–0,1 ½ % (0,001–0,0015” на дюйм) от исходного размера до отверждения. Усадка инструмента может быть признаком проблем в процессе закалки или отпуска и обычно связана с избыточным содержанием остаточного аустенита.

Закалка в вакууме

Аналогично закалке труднее контролировать процесс, чем конвекционная закалка, закалка и ожидаемые изменения твердости. Его следует использовать только в случае крайней необходимости и в идеале ограничиваться небольшими деталями с простой геометрией.

Криогеника

Замораживание при 185 °C (-300 °F) между первым и вторым отпуском. также может быть полезно для прочности; однако конкретные данные недоступны. Важно отметить, что за криогеникой всегда должен следовать отпуск.

Ковка

Для специальных применений DC53 также можно выковать в различных формах. Температура ковки составляет от 900 ° C (1650 ° F) до 1100 ° C (2010 ° F). Отжиг рекомендуется после ковки, чтобы свести к минимуму нагрузку на деталь и обеспечить оптимальную термообработку.

Отжиг

DC53 можно отжигать путем равномерного нагрева детали от от 800 °C (1475 °F) до 850 °C (1550 °F) и выдержке в течение 2 часов с последующим медленным охлаждением не выше 27 °C (50 °F) градусов в час, пока он не остынет ниже 500 ° C (930 ° F). Затем изделие можно вынуть из духовки и дать ему остыть на воздухе при комнатной температуре. Если обезуглероживание является проблемой, рекомендуется вакуумный отжиг. Чтобы свести к минимуму разброс размеров, предварительное покрытие и последующая термообработка должны быть как можно более похожими.

Обработка поверхности

Обработка поверхности

DC53 хорошо подходит для поддержки широкого спектра обработка поверхности, включая закалку нитрида (азотирование), которая диффундирует в нижележащую инструментальную сталь, или с использованием физического осаждения из паровой фазы (PVD), химического осаждения из паровой фазы (CVD) и термической диффузии (TD)), также известной как
термическая реактивная диффузия (TRD). ), которые наносятся на поверхность.

Обработка поверхности применяется к поверхности подложки из инструментальной стали, также известной как цементация, или к поверхности в виде поверхностного покрытия. Эти модификации, хотя и очень твердые, также очень тонкие, что делает их почти незаметными при использовании обычных методов определения твердости. При использовании комбинации диффузионного и поверхностного покрытий микротвердомер по Виккерсу должен обнаруживать увеличение поверхностной твердости; тем не менее, он не отражает твердость самой обработки поверхности.

Холодный процесс по сравнению с холодным. горячий процесс

В целях термической обработки и обработки поверхности процессы обработки поверхности можно разделить на две категории: холодный процесс и горячий процесс. Обработка поверхности при температуре ниже 480 °C (900 °F), что ниже температуры отжига подложки, считается холодной обработкой.

Азотирование и PVD-покрытие относятся к категории холодного процесса, поскольку они наносятся более чем на 50 ° F (28 ° C) ниже температуры отпуска большинства инструментальных сталей, которые могут использоваться для изготовления основы, и поэтому не должны влиять на целостность вашей начальной термообработки. Инструментальные стали, такие как S7, A2 и D2, обычно не соответствуют этому требованию. Однако DC53 при отжиге при температуре 540°C (1000°F) или выше не подвергается воздействию этих процессов и сохраняет свой первоначальный размер и свойства термообработки. Для сложных или крупных инструментов, требующих оптимальной стабильности размеров, можно использовать третий отпуск при температуре не менее 400°C (750°F). Покрытия DC53 с PVD-покрытием или закаленным нитридным покрытием отлично подходят для компонентов прецизионной оснастки.

Покрытия CVD и TD считаются отделкой горячим способом, поскольку они наносятся при температуре 925°C (1700°F). °F) до 1040 °C (1900 °F). Более высокие температуры обычно означают лучшую адгезию покрытия из-за диффузии углеродистых легирующих элементов. Эти температуры превышают температуры отпуска и попадают в диапазон аустенизации (диапазон температур закалки) большинства возможных материалов подложки. и существенно влияют на целостность первичной термообработки. Ожидается деформация и стабильность размеров в виде роста до 0,15% или 0,0015 мм на миллиметр (0,0015 дюйма на дюйм). Поскольку это процентное изменение, более крупные инструменты претерпят большее изменение общего размера, чем инструменты меньшего размера.

Азотирование

Азотирование процесс, который упрочняет существующую поверхность инструментальной стали. Наиболее распространенными методами применения азотирования являются: солевая ванна, псевдоожиженный слой и ионное азотирование. Хотя этот процесс можно использовать при температуре около 535 ° C (995 ° F), можно избежать повреждений. возможная термическая обработка основной инструментальной стали путем выбора процесса, температура которого как минимум на 10 °C (50 °F) ниже температуры отпуска подложки. материал и сведение глубины цементирования к минимуму. Рекомендуемая глубина гнезда для большинства прессов не должна превышать 0,025 мм (0,001 дюйма). Сохраняя глубину коробки небольшой, вы минимизируете тепловое воздействие и предотвращаете образование белого налета на поверхности, что делает ее хрупкой и склонной к сколам и поломкам. Поверхностный кипящий слой или ионное азотирование при температуре ниже 500 °C (930 °F) лучше всего подходят для DC53. Нитрид хрома (CrN) и нитрид титана-алюминия (TiAlN), нанесенные с использованием процесса PVD, представляют собой покрытия на поверхности стали. Эти покрытия очень тонкие, обычно менее 0,025 мм (0,0001 дюйма). Поскольку они имеют очень небольшую самонесущую способность. и осаждение требуют значительного количества тепла, эти покрытия следует наносить только на инструментальные стали с достаточно достижимой твердостью HRC 60 после воздействия температуры процесса нанесения покрытия до 480 ° C (900 ° C F). Две стандартные температуры 520°C (970°F) или выше хорошо подходят для DC53. Третий отпуск при 400°C (750°F) рекомендуется для сложных и высокоточных применений.

Покрытия CVD

Существует корреляция с температурой процесса нанесения покрытия и адгезией покрытия. Более высокие температуры процесса нанесения покрытия обычно означают лучшую адгезию покрытия за счет диффузии углерода и легирующих элементов. Существуют также минимальные температурные ограничения для температуры, при которой можно наносить некоторые покрытия, такие как карбид титана (TiC). Хотя адгезия улучшилась и для этого процесса доступны другие материалы покрытия, точность снижается из-за высоких температур, используемых в процессе.

Покрытия CVD наносятся при температуре от 925 °C (1700 °F) до 1040 °C. (1900 °F), что равно температуре закалки и значительно выше температуры отпуска почти всех возможных инструментальных сталей. Это потребует некоторого типа термообработки после нанесения покрытия, поскольку высокая температура процесса нанесения покрытия подталкивает инструмент к диапазону температур закалки, что влияет на структуру стали. Твердость инструмента, вероятно, неприемлемо низкая и незакаленная, что снижает его ударную вязкость и прочность.

В идеале, инструменты с CVD-покрытием должны быть отожжены и повторно нагреты после осаждения. обработки поверхностей. Причина, по которой инструменты подвергаются термообработке перед нанесением покрытия, заключается в том, что их размер варьируется от отожженного до закаленного состояния, также известного как мартенситное (твердое) состояние, и не всегда возможно предсказать, насколько сильно изменится размер во время обработки. процесс закалки. Чтобы свести к минимуму рост DC53 во время покрытия CVD, рекомендуется отжигать от 500°C (930°F) до 510°C (950°F). °F) при термообработке перед нанесением покрытия.

Покрытия TD

Эти покрытия наносятся при температуре от 1010°C (1850°F) до 1030°C (1886°F) и могут относиться так же, как и к CVD-покрытиям; однако они также могут использовать процесс подачи заявки как часть разминки. процесс лечения. Используя правильную температуру соляной ванны в процессе нанесения покрытия, ее также можно использовать для упрочнения инструментальной стали. Для достижения оптимальной твердости на DC53 следует наносить TD-покрытие при температуре 1030°C (1886°F). За этим процессом следует многократная закалка при подходящих температурах для достижения требуемой твердости. Рекомендуется отжигать и повторно нагревать инструмент для обеспечения оптимального срока службы инструмента.

Заключение

Перед нанесением финишного покрытия инструменты должны быть доведены до нужного размера и отполированы. Небольшой блеск после нанесения также полезен. Это особенно важно при нанесении отделки на инструменты для формовки, волочения и экструзии.

Высокотемпературные покрытия с покрытиями CVD и TD должны подвергаться отжигу, закалке и отпуску для увеличения срока службы. оптимальный срок службы инструмента.

Как правило, обработка поверхности может снизить коэффициент трения и повысить износостойкость. Повышенная твердость основного материала обеспечивает превосходную прочность, снижающую ползучесть и обеспечивающую оптимальную адгезию покрытия. Важно понимать разницу в возможностях точности в зависимости от температуры процесса и конкретных свойств покрытия. Свяжитесь с вашим поставщиком отделки для получения подробной информации о конкретных отделках.

Espanol