Przewodnik po obróbce cieplnej stali narzędziowej L6

Jak w przypadku wszystkich stali narzędziowych, Stal narzędziowa L6 Obróbka cieplna ma kluczowe znaczenie dla osiągnięcia najlepszych parametrów. Proces ten zazwyczaj obejmuje sekwencję nagrzewania wstępnego, austenityzowania (hartowania), hartowania i odpuszczania. Celem obróbki cieplnej jest zmiana mikrostruktury stali L6, a tym samym optymalizacja jej właściwości mechanicznych przy jednoczesnym zachowaniu niezmienionego składu chemicznego. Niewłaściwa obróbka cieplna jest często przyczyną przedwczesnego uszkodzenia stali L6.

Czym jest stal narzędziowa L6? Stal L6 jest klasyfikowana jako stal narzędziowa specjalnego przeznaczenia o niskiej zawartości stopu w ramach AISI(Amerykański Instytut Żelaza i Stali) system klasyfikacji. Jest on podobny do stali narzędziowych hartowanych w wodzie, ale charakteryzuje się wyższą zawartością dodatków stopowych, co przyczynia się do zwiększonej odporności na zużycie i lepszej hartowności. Skład stali L6¹ zawiera:

• Węgiel (C): 0,65-0,75%
• Mangan (Mn): 0,25-0,80%
• Krzem (Si): 0,25%
• Chrom (Cr): 0,60-1,20%
• Nikiel (Ni): 1,25-2,00%
• Molibden (Mo): Do 0,50% (w niektórych wariantach)

Stal L6 charakteryzuje się wysoką wytrzymałością, dobrą udarnością i odpornością na zużycie w niskich temperaturach. Charakteryzuje się umiarkowaną hartownością, niską odpornością na zmiękczanie i twardością cieplną, co czyni ją nieodpowiednią do stosowania w środowiskach o wysokiej temperaturze. Stal L6 charakteryzuje się również dobrą obrabialnością skrawaniem, szlifowalnością i bezpieczeństwem hartowania, a także dobrą odpornością na pękanie.

1. Podgrzewanie wstępne

Podgrzewanie wstępne jest niezbędną operacją dla praktycznie wszystkich stali narzędziowych, w tym L6. Przygotowuje ono cząsteczki materiału do transformacji i pomaga odciążyć naprężenia powstałe w poprzednich etapach produkcji, takich jak obróbka skrawaniem. Temperatura podgrzewania wstępnego wynosi 650°C (1200°F). Stal powinna być utrzymywana w tej temperaturze przez 10 do 15 minut lub do momentu równomiernego podgrzania. W przypadku dużych lub skomplikowanych przekrojów zaleca się powolne podgrzewanie w zakresie temperatur krytycznych od 650 do 760°C (1200 do 1400°F). Należy unikać długotrwałego wygrzewania w temperaturze podgrzewania wstępnego, ponieważ może to zaburzyć strukturę molekularną.

2. Austenityzowanie(utwardzanie)

To drugi etap procesu obróbki cieplnej. Zalecana temperatura austenityzacji dla stali L6 mieści się w zakresie 790–845°C (1454–1553°F). Zalecamy temperaturę 830°C (1525°F). Cały materiał powinien osiągnąć tę temperaturę; nie należy go utrzymywać w cieple przez dłuższy czas. Podczas austenityzacji stal L6 jest podgrzewana do temperatury, w której jej struktura ferrytyczno-perlityczna przekształca się w austenit, a różne złożone węgliki stopowe zaczynają się rozpuszczać.

3. Gaszenie

Po austenityzacji stal jest szybko schładzana, aby przekształcić austenit w twardą strukturę martenzytyczną. Stal L6 to stal narzędziowa hartująca się w oleju, a hartowanie w oleju jest preferowanym medium. Hartowanie w oleju jest generalnie uważane za bezpieczniejszą metodę niż hartowanie w wodzie, ponieważ minimalizuje szok termiczny i naprężenia wewnętrzne. Aby zminimalizować zmiany wymiarów, części można wyjąć z oleju tuż poniżej jego temperatury zapłonu (około 204°C / 400°F), a następnie schłodzić w powietrzu do temperatury poniżej 65,5°C (150°F). Twardość stali L6 po hartowaniu wynosi około 64 HRC.

4. Hartowanie

Odpuszczanie to kluczowy proces hartowania, który redukuje naprężenia wewnętrzne, poprawia udarność i dostosowuje końcową twardość stali. Zakres temperatur odpuszczania dla stali L6 wynosi zazwyczaj od 175°C do 540°C (od 350°F do 1000°F). Konkretna temperatura odpuszczania zależy od końcowej twardości wymaganej dla stali L6. Na przykład, w przypadku ogólnej obróbki narzędzi i matryc, zakres odpuszczania wynosi 177–260°C (od 350°F do 500°F), co pozwala uzyskać twardość 58–62 HRC. W zastosowaniach wymagających wyższego stopnia udarności, takich jak dłuta, można stosować wyższe temperatury odpuszczania (np. 288–316°C / 550–600°F). Twardość stali L6 stale maleje wraz ze wzrostem temperatury odpuszczania. Poniższa tabela przedstawia zależność między twardością a temperaturą odpuszczania dla stali L6.

Niektórzy producenci zalecają pojedynczy proces odpuszczania dla stali L6, ale my zalecamy dwa, a nawet trzy procesy odpuszczania. Wielokrotne odpuszczanie pomaga zmniejszyć ilość austenitu szczątkowego, wydzielić węgliki i dodatkowo zmniejszyć naprężenia wewnętrzne, zwiększając tym samym odporność na zużycie i ogólną redukcję naprężeń. Każdy cykl odpuszczania powinien trwać co najmniej dwie godziny lub jedną godzinę na cal przekroju poprzecznego w przypadku elementów o grubości powyżej dwóch cali.

Powyżej przedstawiono proces obróbki cieplnej stali L6. Niektóre z nich to rozwiązania naszych klientów, inne pochodzą z profesjonalnej dokumentacji technicznej. Ponadto odpowiednikami stali narzędziowej L6 są:

Jeśli jesteś zainteresowany stalą narzędziową L6/1.2714 lub masz jakiekolwiek pytania na jej temat, nie wahaj się skontaktować z nami w dogodnym dla Ciebie terminie.

1. Davis, JR (red.). (1998). Metals Handbook Desk Edition (wyd. 2). ASM International ↩︎