Procesul de producție
Procesul de producție al oțelului de matriță este destul de complex, iar fiecare etapă trebuie controlată strict pentru a asigura calitatea produsului final. Mai jos este o descriere mai detaliată a procesului de producție a oțelului pentru matrițe:
1.Topirea
Topirea este etapa inițială în producția oțelului pentru matrițe, în care materiile prime sunt topite și se adaugă elemente de aliere pentru a ajusta compoziția și performanța oțelului. Echipamentele comune de topire includ:
Cuptor electric cu arc (EAF): Folosit în principal pentru topirea deșeurilor de oțel. Deșeurile sunt topite de temperatura ridicată a arcului electric și se adaugă diferite elemente de aliere după cum este necesar.
Topire prin inducție în vid (VIM): Oțelul este topit într-un mediu de vid, eliminând eficient gazele și impuritățile din oțelul topit, îmbunătățind puritatea acestuia și asigurând o distribuție uniformă a elementelor de aliere. Această metodă este utilizată pentru a produce oțel de înaltă calitate.
Retopirea zgurii electrice (ESR): În acest proces, oțelul topit este topit prin curent electric într-o baie de zgură, ceea ce ajută la eliminarea impurităților și la rafinarea structurii cerealelor, rezultând un produs mai uniform și de înaltă calitate.
În timpul topirii, se adaugă diferite elemente de aliere (cum ar fi crom, molibden, wolfram, vanadiu, nichel, cobalt etc.) în funcție de tipul de oțel și caracteristicile de performanță necesare. Aceste elemente de aliere influențează proprietăți precum duritatea, rezistența la uzură, duritatea și stabilitatea termică.
2.Casting
După topire, oțelul topit este turnat în lingouri sau țagle, utilizând de obicei următoarele metode:
Turnarea lingoului: Oțelul topit este turnat în matrițe pentru a se răci și a forma oțel de matriță în formă de lingot sau bloc. Turnarea lingoului este de obicei folosită pentru dimensiuni mai mari, care ulterior vor fi supuse forjare.
Turnare continuă: Oțelul topit este turnat continuu în țagle, oferind o uniformitate mai bună și mai puține defecte. Această metodă este potrivită pentru producția pe scară largă și controlul precis al proprietăților oțelului.
În timpul procesului de turnare, viteza de răcire trebuie controlată strict. Răcirea prea rapidă sau prea lentă poate duce la defecte precum porozitatea sau crăpăturile. Controlul adecvat al răcirii are un impact direct asupra microstructurii și proprietăților fizice ale oțelului.
3.Forjare
Forjarea este procesul de încălzire a lingoului de oțel turnat la temperaturi ridicate și de aplicare a presiunii mecanice pentru a-l deforma plastic, îmbunătățindu-i și mai mult structura internă și proprietățile mecanice.
Încălzire: Lingoul de oțel este mai întâi încălzit la o temperatură de forjare (de obicei 1000-1200°C), asigurându-se că materialul este suficient de plastic pentru modelare.
Forjare: Lingoul este supus presiunii de la o mașină de forjare, care îl comprimă și alungește în forma necesară, cum ar fi bare rotunde, bare pătrate etc. În timpul forjarii, structura granulației oțelului este rafinată, ceea ce duce la creșterea rezistenței și tenacității.
Eliminarea defectelor interne: Forjarea ajuta, de asemenea, la indepartarea defectelor interne formate in timpul turnarii, precum bule de gaz sau incluziuni, imbunatatind densitatea si uniformitatea otelului.
După forjare, oțelul matriță suferă îmbunătățiri semnificative atât în macro, cât și în microstructură, cu o mărime mai uniformă a granulelor și o rezistență mai mare la tracțiune.
4.Tratament termic
Tratamentul termic este o etapă critică în producția de oțel pentru matrițe. Scopul este de a ajusta microstructura oțelului pentru a-i îmbunătăți duritatea, rezistența la uzură și duritatea. Procesele comune de tratament termic includ:
Recoacerea: Recoacerea presupune încălzirea oțelului la o anumită temperatură și apoi răcirea lui lent pentru a elimina tensiunile interne induse în timpul forjarii, uniformând structura materialului și reducând duritatea pentru a îmbunătăți prelucrabilitatea.
Normalizarea: Similar cu recoacere, dar cu răcire mai rapidă, de obicei folosind aer. Normalizarea îmbunătățește proprietățile mecanice ale oțelului, în special rezistența la tracțiune și duritatea.
stingere: Oțelul este încălzit la temperatura de austenitizare și apoi răcit rapid (de obicei în apă sau ulei) pentru a forma martensită. Călirea crește semnificativ duritatea oțelului, dar îl poate face și fragil. Pentru a îmbunătăți duritatea, este de obicei necesar un proces de revenire ulterior.
temperare: După călire, oțelul este extrem de dur, dar și fragil. Călirea se realizează prin reîncălzirea oțelului la o temperatură mai scăzută pentru a reduce duritatea, îmbunătățind în același timp duritatea și rezistența la uzură. Temperatura și timpul specific de revenire sunt cruciale pentru determinarea performanței finale.
5.Prelucrare
După tratamentul termic, oțelul de matriță este prelucrat în continuare prin prelucrare pentru a se asigura că forma, dimensiunea și calitatea suprafeței îndeplinesc specificațiile necesare. Procesele comune de prelucrare includ:
Tăiere: Oțelul este tăiat la dimensiunea necesară folosind metode precum tăierea cu ferăstrău, tăierea cu laser sau tăierea cu plasmă.
Strunjire, frezare, șlefuire: Aceste procese sunt folosite pentru a rafina forma oțelului matriței, asigurând dimensiuni precise. Măcinarea, în special, este utilizată pentru a îmbunătăți calitatea suprafeței, în special pentru oțelurile cu duritate ridicată.
Forare și filetare: Pentru unele oțeluri de matriță, găurirea sau filetarea poate fi necesară pentru a crea canale de răcire sau găuri pentru asamblare.
6.Tratarea suprafeței
Pentru a îmbunătăți rezistența la uzură, rezistența la coroziune sau rezistența la oboseală a oțelului turnat, pot fi aplicate tratamente suplimentare de suprafață. Tratamentele comune de suprafață includ:
Carburarea: Oțelul este încălzit și tratat într-un mediu bogat în carbon, permițând suprafeței să absoarbă carbonul și să formeze un strat întărit. Carburarea îmbunătățește semnificativ rezistența la uzură și este utilizată în mod obișnuit pentru aplicații cu matrițe cu uzură mare.
Nitrurare: Oțelul este încălzit într-un mediu cu azot sau amoniac gazos pentru a forma un strat de nitrură întărit la suprafață. Acest strat oferă o duritate excelentă și rezistență la coroziune, făcându-l ideal pentru oțelurile de matriță care au nevoie de rezistență ridicată la uzură și durată de viață prelungită.
Galvanizare sau acoperire: Un strat de metal sau aliaj (cum ar fi crom sau nichel) este aplicat pe suprafața oțelului prin procese de galvanizare sau acoperire pentru a spori rezistența la coroziune și rezistența la uzură.
7.Inspecție de calitate
De-a lungul procesului de producție, oțelul matrița este supus unui control strict al calității și testări. Testele comune de calitate includ:
Analiza Compoziției Chimice: Metode spectrometrice sau chimice sunt utilizate pentru a analiza conținutul diferitelor elemente de aliere, asigurându-se că oțelul îndeplinește specificațiile cerute.
Testarea durității: Testarea durității este esențială pentru evaluarea rezistenței la uzură și a rezistenței la deformare a oțelului. Testele de duritate comune includ testele de duritate Brinell, Rockwell și Vickers.
Testarea proprietății mecanice: Include teste de tracțiune, teste de impact și teste de oboseală pentru a asigura rezistența, tenacitatea și durabilitatea oțelului în condiții de lucru.
Testare nedistructivă (NDT): Metode precum testarea cu ultrasunete, inspecția cu particule magnetice și testarea cu raze X sunt utilizate pentru a detecta fisurile interne, porozitatea sau incluziunile care ar putea afecta integritatea oțelului.
8.Ambalare și livrare
După ce toate procesele de prelucrare și inspecție sunt finalizate, oțelul matrița este ambalat pentru livrare. Ambalarea se face de obicei folosind lăzi de lemn, paleți sau alte materiale pentru a proteja oțelul de deteriorarea în timpul transportului. În funcție de cerințele clientului, oțelul poate fi tăiat la diferite lungimi, forme sau tratamente de suprafață înainte de a fi expediat.
Prin etapele complexe de producție de mai sus, performanța oțelului de matriță este optimizată treptat pentru a îndeplini diverse cerințe, cum ar fi duritate ridicată, rezistență la uzură, rezistență la coroziune și duritate. Fiecare pas al procesului, de la topire la ambalare, este atent controlat pentru a se asigura că produsul final este de înaltă calitate și satisface nevoile clienților.
