Aká je tvrdosť nástrojovej ocele za tepla? No, ak ste vo výrobe, toto je otázka, ktorú ste si určite aspoň raz položili. Ako dodávateľ nástrojovej ocele som mal na túto tému dosť veľa rozhovorov, tak som si povedal, že sa podelím o pár postrehov.
Začnime od základov. Tvrdosť za tepla, tiež známa ako červená tvrdosť, je schopnosť materiálu zachovať si svoju tvrdosť, pevnosť a odolnosť proti opotrebovaniu pri zvýšených teplotách. V kontexte nástrojovej ocele je to mimoriadne dôležité, pretože nástroje často pracujú v podmienkach vysokého napätia a vysokej teploty. Napríklad pri rezaní, tvarovaní alebo kovaní kovu je nástroj vystavený intenzívnemu teplu generovanému trením a deformáciou. Ak nástrojová oceľ nemá dobrú tvrdosť za tepla, zmäkne, rýchlo sa opotrebuje a stratí svoju reznú hranu.
Ako teda funguje tvrdosť za tepla? Všetko závisí od mikroštruktúry nástrojovej ocele. Nástrojové ocele sa skladajú z rôznych legujúcich prvkov, ako je uhlík, chróm, vanád, molybdén a volfrám. Tieto prvky tvoria častice tvrdého karbidu v oceľovej matrici. Keď sa oceľ zahrieva, tieto karbidy pôsobia ako bariéry pre pohyb dislokácií (poruchy v kryštálovej štruktúre), čo pomáha oceli udržať si svoju tvrdosť.
Poďme sa pozrieť na niektoré obľúbené nástrojové ocele a ich vlastnosti tvrdosti za tepla.
Na prvom mieste jeVysokorýchlostná nástrojová oceľ T1. T1 je klasická rýchlorezná nástrojová oceľ. Má vysoké množstvo volfrámu, čo prispieva k jeho vynikajúcej tvrdosti za tepla. T1 si môže zachovať svoju tvrdosť až do približne 650 °C (1200 °F). Vďaka tomu je ideálny pre vysokorýchlostné rezacie operácie, ako je frézovanie, sústruženie a vŕtanie. Vysoká tvrdosť za horúca umožňuje náradiu rezať húževnaté materiály, ako je nehrdzavejúca oceľ a vysokopevnostné zliatiny, bez toho, aby rýchlo stratili ostrie.
Ďalšou známou nástrojovou oceľou jeNástrojová oceľová tyč D2. D2 je vysoko uhlíková nástrojová oceľ s vysokým obsahom chrómu. Má dobrú odolnosť proti opotrebeniu a slušnú tvrdosť za tepla. Aj keď nie je taká odolná voči teplu ako niektoré rýchlorezné ocele, stále dokáže dobre vydržať pri mierne vysokých teplotách. D2 sa často používa v aplikáciách, ako sú raznice, matrice na tvárnenie za studena a raznice. Tvrdosť za tepla D2 mu pomáha odolávať opakovaným nárazom a vysokým tlakom spojeným s týmito typmi operácií.
Potom je tuNástrojová oceľová doska H13. H13 je nástrojová oceľ na prácu za tepla. Je navrhnutý tak, aby zvládol extrémne teplo a namáhanie pri procese kovania za tepla, tlakového liatia a vytláčania. H13 má vyváženú kombináciu legujúcich prvkov, ktoré mu dodávajú vynikajúcu tvrdosť za tepla a húževnatosť. Dokáže si zachovať svoju tvrdosť pri teplotách až do približne 600 °C (1100 °F). To z neho robí najlepšiu voľbu pre matrice, ktoré sa používajú na tvarovanie horúcich kovov.
Možno vás teraz zaujíma, ako merať tvrdosť nástrojovej ocele za tepla. Jednou z bežných metód je Rockwellova skúška tvrdosti. Pri tomto teste sa do povrchu ocele pri špecifickom zaťažení vtlačí diamantový kužeľ alebo kalená oceľová guľa. Potom sa zmeria hĺbka vtlačenia a toto meranie sa použije na určenie tvrdosti. Na meranie tvrdosti za tepla sa test opakuje pri zvýšených teplotách.
Ďalšou metódou je Vickersova skúška tvrdosti. Podobne ako pri Rockwellovom teste sa na vytvorenie vrúbku na povrchu ocele používa diamantový indentor. Zmeria sa veľkosť priehlbiny a vypočíta sa tvrdosť. Výhodou Vickersovho testu je, že ho možno použiť na menších alebo tenších vzorkách a v niektorých prípadoch poskytuje presnejšie meranie tvrdosti.
Pri výbere nástrojovej ocele na základe tvrdosti za tepla je potrebné zvážiť niekoľko vecí. Najprv sa zamyslite nad prevádzkovou teplotou vašej aplikácie. Ak pracujete s vysokorýchlostným rezaním alebo kovaním za tepla, budete potrebovať oceľ s vysokou tvrdosťou za tepla, napríklad T1 alebo H13. Ak sú teploty miernejšie, D2 môže byť dobrou voľbou.
Po druhé, zvážte ďalšie vlastnosti ocele, ako je húževnatosť, odolnosť proti opotrebovaniu a opracovateľnosť. Niekedy možno budete musieť urobiť kompromis. Napríklad oceľ s veľmi vysokou tvrdosťou za horúca sa môže obrábať ťažšie.
Ako dodávateľ nástrojovej ocele viem, že nájdenie správnej nástrojovej ocele pre vaše špecifické potreby môže byť problém. Preto som tu, aby som vám pomohol. Či už ste malá dielňa alebo veľký výrobný závod, môžem vám poskytnúť tie najlepšie riešenia z nástrojovej ocele.
Ak máte záujem dozvedieť sa viac o tvrdosti nástrojovej ocele za tepla alebo chcete prediskutovať svoje špecifické požiadavky, neváhajte nás kontaktovať. Môžem ponúknuť poradenstvo o najvhodnejšej nástrojovej oceli pre vašu aplikáciu, poskytnúť vzorky na testovanie a poskytnúť vám konkurencieschopné ceny. Poďme spoločne nájsť perfektnú nástrojovú oceľ pre váš ďalší projekt.
Referencie
- Príručka ASM, zväzok 1: Vlastnosti a výber: Železo, ocele a vysokovýkonné zliatiny
- Technológia nástrojovej ocele od Roberta A. Grangea a JK Tiena
