3Cr2W8V (H21) Vlastnosti oceli pro práci za tepla

Ve společnosti Aobo Steel si uvědomujeme, že výběr správného materiálu je zásadní pro výkon a dlouhou životnost vašich nástrojů. S více než 20 lety zkušeností s kováním a rozsáhlými znalostmi v oblasti nástrojové oceli chceme poskytovat jasné informace o nástrojové oceli 3Cr2W8V, známé také jako H21. Jedná se o běžnou nástrojovou ocel pro práci za tepla a pochopení jejích technických detailů je důležité pro její efektivní použití.

1. Chemické složení nástrojové oceli 3Cr2W8V

Nástrojová ocel 3Cr2W8V je legovaná ocel definovaná svým chemickým složením. I když se normy mohou mírně lišit, hlavní legující prvky jsou:

• uhlík (C): Obvykle 0,30% – 0,40%
• Chrom (Cr): Obvykle 2.20% – 2.70%
• Wolfram (W): Obvykle 7.50% – 9.00%
• Vanad (V): Obvykle 0,20% – 0,50%

Limity jsou také kladeny na nečistoty, jako je fosfor (P) a síra (S), aby byla zachována kvalita materiálu.

2. Ekvivalentní třídy nástrojové oceli 3Cr2W8V

Při celosvětovém získávání materiálů se můžete setkat s různými názvy stejných nebo podobných jakostí oceli. Ekvivalenty pro nástrojovou ocel 3Cr2W8V zahrnují:

• evropské (EN): X30WCrV9-3 (1,2581)
• USA (AISI): H21
• Japonsko (JIS): SKD5
• Německo (DIN): 1.2581, X30WCrV9-3
• Česko (ČSN): 19721

Upozorňujeme, že chemické složení se může mezi normami mírně lišit. Vždy si zkontrolujte konkrétní materiálový list, abyste se ujistili, že přesně odpovídá vašim potřebám.

3. Vlastnosti nástrojové oceli 3Cr2W8V

Legující prvky dodávají nástrojové oceli 3Cr2W8V vlastnosti nezbytné pro práci při vysokých teplotách:

• Tvrdost za tepla: Dobře si udržuje tvrdost a pevnost při vysokých teplotách, obecně až do asi 650 °C, a odolává deformaci.
• Odolnost proti tepelnému opotřebení a únavě: Odolává opotřebení a namáhání způsobenému opakovanými cykly ohřevu a chlazení, které jsou běžné při práci za tepla.
• Houževnatost při vysokých teplotách: Nabízí přiměřenou houževnatost při pracovních teplotách a pomáhá předcházet praskání při namáhání.

4. Aplikace nástrojové oceli 3Cr2W8V

Díky těmto vlastnostem se nástrojová ocel 3Cr2W8V používá pro:

• Kování za tepla: Razníky a raznice, zejména tam, kde rázové zatížení není příliš vysoké.
• Extruze za tepla: Nástroje jako matrice a trny, zejména pro slitiny mědi.
• Lití pod tlakem: Tradičně se používá pro tlakové lití hliníku a slitin mědi, i když novější oceli mohou v některých případech nabízet delší životnost.
• Další horké práce: Čepele pro stříhání za tepla a nástroje pro ořezávání za tepla.

5. Význam tepelného zpracování

Dosažení optimálního výkonu nástrojové oceli 3Cr2W8V vyžaduje přesnost tepelné zpracování. Typický proces zahrnuje:

1. Austenitizace: Zahřívání na 1050°C-1100°C.
2. Kalení: Typicky se k vytvoření tvrdé martenzitické struktury používá kalení olejem. Vyšší austenitizační teploty mohou zvýšit prokalitelnost, ale vyžadují pečlivou kontrolu, aby se zabránilo deformaci nebo praskání. U větších sekcí lze použít hašení plynem, někdy následované olejem.
3. Temperování: Provádí se dvakrát nebo třikrát, obvykle mezi 560 °C – 580 °C, aby se vyrovnala tvrdost a houževnatost.

Tento proces typicky poskytuje tvrdost 49-52 HRC. Specifická léčba může být upravena; například nižší kalicí teploty mohou být použity pro aplikace za studena, které vyžadují jemnější strukturu zrna a zlepšenou houževnatost.

6. Zlepšení výkonu pomocí povrchových úprav

Povrchové úpravy mohou výrazně zlepšit životnost nástrojů 3Cr2W8V:

• Nitridace / Nitridace kyslíkem: Zvyšuje tvrdost povrchu a odolnost proti opotřebení. Kyslíková nitridace prokázala dobré výsledky u hliníkových forem pro tlakové lití.
• PVD povlaky (např. TiN): Přidejte povrchovou tvrdost, snižte tření a zvyšte odolnost proti opotřebení a oděru.
• Parní ošetření: Vytváří ochrannou vrstvu oxidu, zlepšuje odolnost proti korozi.
• Borování: Zvyšuje odolnost proti opotřebení; někdy se používá ve spojení s iontovou nitridací pro vytlačovací nástroje za tepla.
• Elektrochemické pokovování (chróm): Zlepšuje odolnost proti opotřebení a snižuje přilnavost materiálu při tlakovém lití.

7. Potenciální výzvy a osvědčené postupy

I když je to efektivní, uživatelé by si měli být vědomi potenciálních problémů s nástrojovou ocelí 3Cr2W8V:

• Praskání: Vyšší obsah slitin může způsobit, že bude náchylný k praskání v napěťových bodech, jako jsou ostré rohy nebo změny průřezu, nebo v důsledku tepelného šoku. Nezbytné je správné předehřátí a vyvarování se rychlému ochlazení.
• Opotřebení/únava (tlakové lití): Může dojít k opotřebení lepidla, oxidaci, vtlačení povrchu a tepelné únavě.
• Vady materiálu: Problémy jako oduhličení nebo nauhličování během tepelného zpracování nebo nesprávné kování a žíhání mohou vést k předčasnému selhání.

Ve společnosti Aobo Steel nám naše více než 20leté zkušenosti s kováním a spolupráce s více než 40 stabilními dodavateli umožňují efektivně řídit tyto faktory prostřednictvím pečlivého výběru materiálů, zpracování a kontroly tepelného zpracování.

8. Alternativní možnosti oceli

Pokud nástrojová ocel 3Cr2W8V plně nesplňuje vaše požadavky, mohou být vhodnější jiné třídy:

• 4Cr5MoSiV1 (H13): Nabízí zlepšenou houževnatost a odolnost proti tepelné únavě, často se používá jako náhrada.
• Základní oceli (např. 6Cr4W3Mo2VNb, 5Cr4Mo3SiMnVAl): Ty poskytují vysokou pevnost a houževnatost pro nástroje pro práci za tepla i za studena.
• Specializované oceli pro tlakové lití: Optimalizováno pro odolnost proti tepelné únavě při tlakovém lití hliníku.
• Vysokorychlostní oceli (upravené/PM třídy): Zvažováno pro aplikace s vysokým opotřebením vyžadující dobrou houževnatost.

Výběr správné oceli s Aobo Steel

Výběr optimální oceli závisí na vašem konkrétním procesu: provozní teplotě, typu zatížení, opracovávaném materiálu a požadované životnosti nástroje.

Aobo Steel má zkušenosti a znalosti, které vám pomohou vyhodnotit, zda je 3Cr2W8V nejvhodnější, nebo zda by jiná třída poskytla lepší hodnotu. Kontaktujte nás a prodiskutujte vaše specifické potřeby aplikace. Navštivte nás na www.aobosteel.com.