D3 gereedschapsstaal

D3 GEREEDSCHAPSSTAAL

Vergelijking van staalsoorten en chemische samenstelling van D3-staal

SOLLICITATIE

D3-staal wordt voornamelijk gebruikt voor de productie van zeer slijtvaste en uiterst nauwkeurige koudbewerkingsmatrijzen, met name geschikt voor zware belastingstoepassingen zoals ponsmatrijzen, dieptrekmatrijzen en koudextrusiematrijzen. De uitstekende slijtvastheid van D3-staal maakt het uitermate geschikt voor het stansen van harde materialen zoals siliciumstaalplaten en roestvrijstalen platen.

D3-staal wordt ook veel gebruikt voor het maken van precisie-meetinstrumenten (zoals blokmeters en meetklokken), snijgereedschappen (zoals schaarbladen) en slijtvaste inzetstukken voor kunststof spuitgietmatrijzen.

KENMERKEN VAN D3-STAAL

Als koudvervormingsstaal met een hoog koolstof- en chroomgehalte kan D3-staal uitgebreid worden geanalyseerd, van materiaalsamenstelling en mechanische eigenschappen tot toepassingsprestaties. D3-staal neemt een belangrijke positie in binnen de matrijzenbouw vanwege de unieke legeringsverhouding en de reactie op warmtebehandelingen.

De chemische samenstelling van D3-staal benadrukt de slijtvastheid, met een koolstofgehalte van 2,00-2,35% in combinatie met 12% chroom, wat resulteert in een grote hoeveelheid M7C3-carbiden. De microstructuur van D3-staal geeft het materiaal een extreem hoog hardheidspotentieel, dat na afschrikken 60-62 HRC bereikt, met een carbidevolumepercentage van meer dan 15%, wat toonaangevend is onder vergelijkbare staalsoorten.

De warmtebehandelingseigenschappen van D3-staal worden gekenmerkt door een smal afkoelingsvenster (940-980 ℃), waardoor oliekoeling of gefaseerde koeling noodzakelijk is om scheurvorming te voorkomen. Het secundaire hardingseffect van D3-staal is significant en de hardheid bereikt een piek na temperen bij 500 ℃. Boven de 550 ℃ neemt de hardheid echter sterk af als gevolg van carbide-aggregatie, wat nauwkeurige procescontrole vereist.

De slijtvastheid kan worden beschouwd als het meest opvallende voordeel van D3-staal. De levensduur ervan kan bij ponsproeven in aluminiumplaten tot wel 1,8 keer langer zijn dan die van SKD11-staal. Het slijtageproces bestaat voornamelijk uit het afschilferen van carbiden en het materiaal behoudt een uitstekende oppervlaktegladheid. D3-staal is bijzonder geschikt voor zware werkomstandigheden, zoals bij precisie-stempelmatrijzen en trekmatrijzen.

D3-staal vertoont een uitstekende druksterkte van meer dan 2500 MPa bij kamertemperatuur. De slagvastheid is echter relatief laag (ongeveer 15 J/cm² voor monsters zonder inkepingen), en voorzichtigheid is geboden bij toepassing in matrijsonderdelen met spanningsconcentraties. D3-staal wordt doorgaans aanbevolen voor statische of lichte stootbelastingen.

Wat betreft dimensionale stabiliteit bedraagt ​​de afschrikvervorming van D3-staal ongeveer 0,15% - 0,25%, wat lager is dan bij de meeste gelegeerde gereedschapsstalen. D3-staal kan de daaropvolgende verwerkingsspanning verminderen door voorverwarming (600 ℃ × 2 uur), waardoor de uiteindelijke dimensionale afwijking van precisievormen binnen ± 0,02 mm/m kan worden gehouden.

De verspaningseigenschappen van D3-staal vertonen polarisatie: de gegloeide toestand (≤ 255HB) heeft goede draaieigenschappen, maar de afgeschrikte toestand vereist het gebruik van CBN-snijgereedschap. Bij het elektrisch ontladingsbewerken van D3-staal kan zich gemakkelijk een witte laag vormen, die moet worden verwijderd door een verouderingsbehandeling bij 160-180 ℃.

D3-staal heeft een betere corrosiebestendigheid dan gewoon gereedschapsstaal en het chroomgehalte van 12% zorgt ervoor dat het in vochtige omgevingen een passieve film vormt. In vergelijking met roestvrij staal vereist langdurige blootstelling aan koelvloeistof echter nog steeds een oppervlaktebehandeling. Het wordt aanbevolen om verchroming of PVD-coating toe te passen voor extra bescherming.

Basis fysische parameters

Dikteongeveer7,85 g/cm³‌, wat binnen het dichtheidsbereik van conventioneel staal valt.

Hardheid in de geleverde toestandNa het sferoidiserend gloeiproces is de hardheid217~269 HBW(Sommige normen vereisen ≤255 HBW), wat de daaropvolgende bewerking vergemakkelijkt.

Hardheid na warmtebehandelingNa afkoeling en temperen bij lage temperatuur kan de hardheid oplopen tot...58~64 HRC‌, en voldoet aan de eisen van scenario's met hoge slijtvastheid.

Thermische eigenschappen

Coëfficiënt van thermische uitzetting in verschillende temperatuurbereiken (eenheid:$10^{-6}\text{m/(m}\backslash cdotp\text{K)}$otpK)):

Thermische geleidbaarheid bij verschillende temperaturen (eenheid: W/(M\cdotpK)):

Bij 20℃: 16,6; bij 350℃: 20,5; bij 700℃: 24,3

Procesgerelateerde fysieke kenmerken

D3-staal is eenoliegehard staal(kleine gedeeltes kunnen ook vacuümgasgekoeld worden), en de belangrijkste proceskenmerken zijn:

Na afkoeling vertoont het opmerkelijke eigenschappen.microdeformatiekenmerken een goede dimensionale stabiliteit, waardoor het geschikt is voor de productie van zeer nauwkeurige mallen.

De matrix bevat een grote hoeveelheid eutectisch carbide, waardoor deze een uitstekende slijtvastheid heeft, maar een lage taaiheid en hoge brosheid, wat hem ongeschikt maakt voor gebruik onder stootbelasting.

Na te zijn verzacht door middel van sferoidiserend gloeien, heeft het goede snijeigenschappen en kan het ook soepel worden bewerkt met behulp van elektro-erosie.