Какая инструментальная сталь и какое покрытие лучше всего подходят для штамповки ламинированной стали?

Тананторнанутра / iStock / Getty Images Plus

Какая инструментальная сталь используется для штамповки М19 (кремниевая электротехническая сталь) для пластин двигателя? Каковы плюсы и минусы различных инструментальных сталей и покрытий?

Кремниевая электротехническая сталь, или ламинированная сталь, представляет собой низкоуглеродистую сталь (обычно ниже AISI 1006) с добавлением кремния. Поскольку железо в стали имеет высокую электропроводность, потери на вихревые токи, возникающие при укладке, пропорционально высоки. Добавление кремния в сталь снижает потери на вихревые токи и электропроводность, улучшая способность магнитных полей проникать в сталь и уменьшая гистерезисные потери стали.

В общем, гистерезис означает задержку между входом и выходом в системе при изменении направления. В случае магнитных материалов, если подается изменяющийся сигнал намагничивания, создаваемый в результате магнетизм следует за приложенным сигналом, но с задержкой.

Ламинированная сталь используется во многих приложениях, в которых важны электромагнитные поля, например, в трансформаторах и электродвигателях. Хотя добавление кремния улучшает магнитные свойства стали и коррозионную стойкость, основная цель состоит в том, чтобы улучшить гистерезисные потери стали — опять же, задержку между моментом, когда магнитное поле впервые генерируется или прикладывается к стали, и когда поле полностью развивается.

Присутствие кремния в этой стали обычно составляет от 3% до 5%, что делает сталь хрупкой и ее труднее штамповать. Поскольку толщина ламината обычно небольшая, около 0,020 дюйма, производственные заказы обычно поступают в больших количествах. Например, статор двигателя мощностью 1/2 л.с. содержит от 250 до 300 пластин.

Наличие кремния в стали отрицательно влияет на износ инструмента, которым ее штампуют, поэтому при проектировании штампа для штамповки листовой стали соблюдайте особую осторожность:

Для штамповки пластинчатой ​​стали в зависимости от объема производства применяют различные инструментальные стали и карбиды: высокоуглеродистую, высокохромистую (Д-2), быстрорежущую сталь (М-4), твердосплавную (СД-). 260).

Для небольших заказов (около 200 000 деталей) изготовьте матрицу из стали D-2, термообработанной до RC 60–62, что обеспечивает срок службы матрицы от 2 до 3 миллионов деталей. Для более крупного заказа (около 500 000 деталей) и срока службы штампа от 4 до 5 миллионов деталей используйте быстрорежущую сталь (М-4), термообработанную до RC 62–64. В обоих этих случаях покрытие пуансона и штампа с нитридом титана продлит срок службы штампа.

При заказе около 1 миллиона деталей и сроке службы матрицы 10 миллионов деталей изготовьте матрицу из твердого сплава (CD-260), твердость которого составляет от RC 70 до 72. Вы можете нанести карбид ванадия на твердосплавный пуансон и матрицу для увеличения износа. сопротивление и продлить жизнь.