فولاذ الأدوات O1 | 1.2510 | SKS3

AOBO STEEL – مورد عالمي موثوق لأدوات الفولاذ

أرسل استفسارك الآن

فولاذ الأدوات O1 هو فولاذ أدوات منخفض السبائك، مُشكَّل على البارد. يتميز بدرجة معينة من الصلابة ومقاومة التآكل، مع أدنى حد من تشوه الإخماد. توزيع الكربيدات فيه متجانس، وجسيماته دقيقة. يستخدم المصنعون عادةً فولاذ الأدوات O1 لتصنيع قوالب التثقيب على البارد ذات المقاطع العرضية الصغيرة والأشكال المعقدة، ومقاييس وأدوات قياس متنوعة. الدرجات المكافئة لـ O1 هي: DIN 1.2510 (ألمانيا)، JIS SKS3 (Japan), and GB 9CrWMn (الصين).

1. التطبيقات

• قوالب وثقب: قوالب القطع، قوالب سك العملة، قوالب الرسم، قوالب التشكيل، الختم العام (اللكمات والقوالب للتشغيلات القصيرة/المتوسطة)، قوالب لف الخيوط، قوالب التشذيب البارد
• أدوات القطع والتشغيل: رؤوس أدوات الورشة العامة (اختيار اقتصادي)، شفرات القص (خاصةً الصغيرة منها)، الصنابير، المثاقب، المواقد، مناشير التقطيع، القواطع الدائرية، المثاقب
• قوالب وأجزاء دقيقة: Plastic mold components (inserted cavities, master hubs), Gauges, Master tools
• الأدوات العامة وقطع الغيار: Cams, Bushings, Guides, Plain sliding bearings, Cam followers, Burnishing tools, Knurling tools, Feed rolls, Roll forming tooling (moderate runs)

2. تركيب الفولاذ O1¹

The O1 tool steel equivalent grades’ composition

3. الخصائص

• صلابة: صلابة الفولاذ O1 يكون 57-64 روكويل سي (HRC) من خلال التبريد بالزيت. مع ارتفاع درجة حرارة المعالجة الحرارية، تنخفض الصلابة. على سبيل المثال، بعد المعالجة الحرارية عند 900 درجة فهرنهايت (482 درجة مئوية)، يمكن خفض الصلابة إلى 47 HRC. 
• القوة (الشد والخضوع): يظهر الفولاذ الأداة O1 قوة شد تبلغ 846 ميجا باسكال وقوة خضوع إزاحة 0.2% تبلغ 829 ميجا باسكال، مع قوة خضوع عامة تبلغ 758 ميجا باسكالبالنسبة لتكوين O1 محدد، يمكن أن تصل قوة الشد إلى 1725 ميجا باسكال (250 كيلو باسكال) عند التخفيف عند 800 درجة فهرنهايت (425 درجة مئوية)، وتنخفض مع ارتفاع درجات حرارة التخفيف.
• اللدونة والصلابة: يُظهر فولاذ O1 انحناءً ملحوظًا قبل الكسر، مع انخفاض كبير في المساحة عند الكسر يقارب 20%. عادةً ما يُظهر سطح كسره نمطًا مخروطيًا كوبيًا. ورغم صلابته المتوسطة عمومًا، إلا أنه يُظهر قوة صدمات فائقة مقارنةً بأنواع فولاذ O الأخرى ضمن نطاق صلابة العمل الشائعة الذي يتراوح بين 57 و64 HRC. تتحسن اللدونة عادةً مع زيادة درجة حرارة المعالجة.
• معامل المرونة: 211 جيجا باسكال.
• الاستقرار الأبعادي: جطعام استقرار الأبعاد أثناء المعالجة الحرارية. عند تبريد الزيت من درجة حرارة التصلب المناسبة، يتمدد عادةً بحوالي 0.0015 بوصة لكل بوصة (0.0015 مم/مم). ومع ذلك، يمكن لعوامل مثل هندسة الأجزاء والتشوهات (الانحناء، أو الانحناء، أو الالتواء) أن تؤثر على التغيرات النهائية في الأبعاد.
• قابلية التصنيع: جيد جدًا قابلية التصنيع. إذا تم ضبط قابلية تصنيع الفولاذ الذي يحتوي على نسبة كربون 1% على 100، فإن قابلية تصنيع الفولاذ O1 تكون 90.

4. المعالجة الحرارية لـ O1

ال المعالجة الحرارية O1 steel generally involves four primary steps: preheating, austenitizing (hardening), quenching, and tempering.

4.1 التسخين المسبق

يُعد التسخين المسبق خطوة أساسية في جميع أنواع فولاذ الأدوات تقريبًا، بما في ذلك O1. من الناحية المعدنية، لا يُسهم التسخين المسبق مباشرةً في تفاعل التصلب، ولكنه يؤدي عدة وظائف أساسية:

1. يُقلل من الصدمة الحرارية: وضع أداة باردة في فرن ساخن قد يُسبب صدمة حرارية، مما يؤدي إلى تشوه أو تشقق مفرط. يُقلل التسخين المسبق من هذا الخطر.
2. تخفيف التوتر: يساعد على تخفيف بعض التوتر الناتج أثناء عمليات التصنيع أو التشكيل.
3. يزيد من إنتاجية المعدات: من خلال جلب الأداة إلى درجة حرارة موحدة قبل الفرن عالي الحرارة، فإنه يقلل من الوقت المطلوب في فرن الأوستنيت.
4. يقلل من تدهور السطح: إذا لم يكن الفرن ذو الحرارة العالية محايدًا، فإن التسخين المسبق يقلل من التكربن وإزالة الكربنة.

درجة حرارة التسخين المسبق هي 1200 درجة فهرنهايت (650 درجة مئوية)يجب أن يبقى الفولاذ عند هذه الدرجة من الحرارة لمدة من 10 إلى 15 دقيقة, or until it is uniformly heated throughout its cross-section. Please لا انقع فولاذ الأداة لفترة طويلة جدًا عند هذه الدرجة من الحرارة، فقد يُخلّ ذلك بالتركيب الجزيئي. بناءً على خبرتنا، إذا وُضعت القطعة في فرن مُسخّن مسبقًا (حتى 1200 درجة فهرنهايت/650 درجة مئوية)، فضعها أولًا في أعلى الفرن لـ إزالة أي برودة، مما يساعد على تقليل الصدمات الحرارية وتقليل خطر التشقق.

4.2 التصلب (الأوستنيتي)

بعد التسخين المسبق، اضبط درجة حرارة الفرن على درجة حرارة الأوستنيت، وهي 815 درجة مئوية (1500 درجة فهرنهايت). يجب تسخين المادة حتى تصل إلى هذه الدرجة تمامًا، ويمكن التأكد من ذلك بملاحظة تطابق لونها مع لون الفرن. بمجرد أن تصبح درجة الحرارة ثابتة، ابدأ بحساب وقت النقع. انقع لمدة 5 دقائق إضافية لكل بوصة من أصغر مقطع عرضي. على الرغم من أن فولاذ O1 قد يتلف بسبب النقع الزائد، إلا أن تسامحه أعلى عمومًا مقارنةً بالفولاذ عالي السبائك.

4.3 إخماد²

يُصنف فولاذ O1 كفولاذ من النوع O لأنه فولاذ يستخدم الزيت كوسط تبريد. يُعد الزيت أبطأ من الماء، ولكنه أكثر أمانًا، إذ يُقلل من الإجهاد الداخلي وميله للتشقق والتشوه. بعد التبريد، يجب تبريده إلى درجة حرارة تتراوح بين 52 و65 درجة مئوية (125 و150 درجة فهرنهايت). بمجرد الوصول إلى هذا النطاق الحراري، يجب إجراء عملية التطبيع فورًا.

4.4 التقسية

بعد الإطفاء، يكون الفولاذ في حالة إجهاد شديد وعرضة للتشقق. يخدم التصلب الحراري ما يلي:

1. تخفيف الضغوط الداخلية: فهو يقلل من الضغوط الداخلية التي تنشأ أثناء التصلب، والتي يمكن أن تسبب الهشاشة.
2. زيادة الصلابة: تعمل عملية التلطيف على زيادة صلابة الفولاذ بشكل كبير.
3. Transform Retained Austenite: It transforms retained austenite from the quenching step into fresh martensite.

يتطلب هذا الفولاذ عادةً عملية تسخين واحدة فقط، ولكن في بعض الحالات، قد يلزم إجراء عمليتي تسخين. تُحسّن عمليتا التسخين بنية الحبيبات لتعزيز متانتها، مما يجعله مناسبًا للأجزاء ذات التفاصيل المعقدة أو تلك التي تتطلب قوة عالية.

تبلغ درجة حرارة التلطيف الفردية 350 درجة فهرنهايت (175 درجة مئوية)، مع وقت نقع يبلغ ساعتين لكل بوصة (25 مم) من المقطع العرضي.

إذا تم إجراء عملية التلطيف الثانية، فيجب أن تكون درجة الحرارة أقل قليلاً، عادةً 325 درجة فهرنهايت (160 درجة مئوية)، ويجب السماح للجزء بالتبريد إلى درجة حرارة الغرفة بين عمليتي التلطيف.

صلابة فولاذ الأدوات O1 المُخمَّد هي 64-65 HRC. بعد المعالجة الحرارية عند 350 درجة فهرنهايت (177 درجة مئوية)، تكون صلابته 62-63 HRC، وعند 400 درجة فهرنهايت (204 درجات مئوية)، تكون 62 HRC.

هل أنت مهتم بـ O1 Tool Steel؟ يرجى تعبئة النموذج أدناه للتواصل معنا اليوم! سنرد عليك خلال ١٢ ساعة!

5. قارن الفولاذ O1 مع أنواع الفولاذ الأخرى

5.1 A2 Vs. O1 Tool Steel

نقدم مقارنة مباشرة للخصائص الرئيسية لفولاذي الأدوات O1 وA2 المُستخدمين في العمل البارد. لمزيد من المعلومات حول هذا الموضوع، يُرجى مراجعة فولاذ الأدوات A2 مقابل O1

5.2 O1 مقابل O2 الفولاذ

للحصول على معلومات مفصلة حول هذا الموضوع، يرجى الرجوع إلى فولاذ O1 مقابل فولاذ O2

5.3 فولاذ الأدوات O1 مقابل D2

للحصول على معلومات مفصلة حول هذا الموضوع، يرجى الرجوع إلى فولاذ الأدوات O1 مقابل D2

يعتبر O1 فولاذًا أكثر قابلية للتصنيع وأكثر صلابة مع خصائص شد أعلى بشكل عام، ولكن D2 يوفر مقاومة أفضل للتآكل واستقرارًا أبعاديًا بعد المعالجة الحرارية بسبب طبيعته المتصلبة بالهواء ومحتواه الأعلى من السبائك، وخاصة كربيدات الكروم.

5.4 فولاذ أداة O1 مقابل 1095

في حين أن كل من فولاذ الأدوات O1 وفولاذ 1095 عبارة عن فولاذ عالي الكربون قادر على تحقيق صلابة عالية، فإن O1 عبارة عن فولاذ أداة أكثر سبائكًا مصمم للتبريد بالزيت، مما يوفر تصلبًا أعمق، واستقرارًا أبعاديًا أفضل، ومقاومة أفضل للتآكل قليلاً. يعتمد فولاذ 1095، كونه فولاذًا كربونيًا عاديًا، على التبريد بالماء للحصول على أقصى قدر من الصلابة، مما يؤدي إلى تصلب ضحل وخطر أعلى للتشوه والتشقق؛ ومع ذلك، فإنه يوفر قابلية تشغيل ممتازة.

6. Limitation of O1 tool steel

• Low Resistance to Softening at Elevated Temperatures. O1 tool steel is categorized as a cold-work steel, meaning its applications are limited to low temperatures, typically room temperature. It possesses a low resistance to softening when exposed to elevated temperatures. If used in hot-work applications, it is prone to annealing or cracking due to thermal shock loading.
• Limited Carbide Content for Wear Resistance. O1 is a low-alloy tool steel with a low alloy content and almost no carbides in its microstructure. Unlike high-carbon, high-chromium steels (D-grades) that rely on coarse carbides for superior wear resistance, O1’s wear resistance primarily depends on its hardness, which is derived from its high-carbon martensitic matrix. This makes it less suitable for applications requiring extremely high abrasive wear resistance compared to steels like D2 or D3.
• Susceptibility to Cracking During Quenching. O1 is susceptible to cracking from thermal shock during oil quenching, especially in parts with sharp corners or intricate designs, such as those with holes close to the edge. While oil quenching is considered safer and results in less distortion than water quenching, rapid heating to forging temperatures also makes O1 steels somewhat sensitive to cracking.
• إزالة الكربون. O1 tool steel is prone to decarburization during heat treatment. To prevent this, it should be annealed and/or hardened in a controlled neutral atmosphere, vacuum, or neutral-salt furnace. While it is generally considered highly resistant to decarburization compared to some other steel types, precautions are still necessary.
• Hardenability and Section Size Limitations. While O1 has sufficient hardenability for small to moderate sections to achieve full hardness when oil quenched, its hardenability may not be enough for very large tools and dies.
• Dimensional Changes During Heat Treatment. When O1 steel is oil quenched at the correct quenching temperature, its dimensions may expand by approximately 0.0015 inches/inch (0.0015 mm/mm).
• Retained Austenite Issues. Overheating during austenitizing can lead to an increased amount of retained austenite in quenched O1 parts, which can compromise dimensional stability and contribute to cracking.

7. Surface Treatment

• Boriding (Boronizing). After quenching, O1 steel undergoes boronizing treatment at a temperature of 850-950°C. This process forms an extremely hard, wear-resistant layer of iron borides (FeB and Fe2B) with a hardness value between 1450 and 5000 HV. Boronized O1 steel has three times the wear resistance of untreated steel.
• Physical Vapor Deposition (PVD) Coatings. The PVD process for O1 steel is carried out at relatively low temperatures (200–500°C) to minimize tempering effects on the core. Thin films of hard materials such as titanium nitride (TiN) or titanium carbide (TiC) are deposited onto the surface of O1 tool steel. PVD coatings exhibit extremely high hardness (2000 HV for TiN and 3500 HV for TiC) and chemical inertness, reducing pitting wear and preventing chip adhesion to the tool.
• Hard Chromium Plating. This is a commonly used electroplating process for tool steel. O1 steel can be electroplated with a chromium layer up to 25 µm thick.
• النترتة. A thermochemical diffusion process that introduces nitrogen into the tool surface, creating a hard layer (0.013 to 0.05 mm thick). It’s typically applied after finishing grinding at temperatures between 400°C and 550°C.

8. أشكال وأبعاد التوريد

يتوفر فولاذ الأدوات O1 الذي نوفره بأشكال متنوعة، بما في ذلك القضبان المستديرة، والصفائح، والألواح، والقضبان المسطحة، والقضبان المربعة، والكتل. تتراوح أبعاد القضبان المسطحة بين: العرض 20-600 مم × السُمك 20-400 مم × الطول 1000-5500 مم. تتراوح أبعاد القضبان المستديرة بين القطر 20-400 مم × الطول 1000-5500 مم. يتم الحصول على أبعاد الكتل بقطع القضبان المسطحة.

للأحجام الصغيرة، مثل القضبان المستديرة التي يقل قطرها عن 70 مم، نستخدم عملية الدرفلة الساخنة. أما الأحجام التي تزيد عن 70 مم، فنقدم منتجات مزورة.

اختبار UT: سبتمبر 1921-84 D/d، E/e. 

معالجة السطح: سطح أسود أصلي، مقشر، ميكانيكي/مخروطي، مصقول، مؤرض، أو مطحون.

حالة المخزون: لا نحتفظ بمخزون من فولاذ الأدوات O1. نرتب الإنتاج بناءً على طلبات العملاء.

مدة التسليم: مواد فرن القوس الكهربائي (EAF) تتراوح بين 30 و45 يومًا. ومواد فرن القوس الكهربائي (ESR) حوالي 60 يومًا.

1. ديفيس، جونيور (محرر). (١٩٩٨). دليل المعادن، الطبعة المكتبية (الطبعة الثانية، ص ٨١٥). ASM الدولية. ↩︎
2. برايسون، وي (2007). المعالجة الحرارية واختيار وتطبيق فولاذ الأدوات (ص 91). منشورات هانسر. ↩︎

الأسئلة الشائعة