Nástrojová ocel M2 | 1.3343 | SKH51

3. Tepelné zpracování

Správné tepelné zpracování je pro rychlořeznou nástrojovou ocel M2 zásadní. Nejkvalitnější ocel M2, i když je vyrobena do přesných nástrojů, nebude fungovat správně, pokud je tepelné zpracování nedostatečné. Primárním cílem je transformovat ocel z jejího měkkého, žíhaného stavu (zejména ferit a legované karbidy) do kalené a popuštěné martenzitické struktury, kde jsou karbidy optimálně umístěny pro nezbytné řezné vlastnosti.

Typický postup tepelného zpracování nástrojové oceli M2 zahrnuje následující fáze:

3.1 Předehřev

Cyklus předehřívání je nezbytnou operací pro rychlořezné oceli M2. Předehřívání se často provádí ve fázích, aby se minimalizovalo riziko tepelného šoku, zejména pokud má součást významné změny průřezu.

• Ocelový díl M2 lze někdy umístit přímo do pece již při teplotě přibližně 650 °C (1200 °F).
• Nicméně, jeho umístění předem na pec, aby se odstranil případný chlad, může pomoci snížit tepelný šok a riziko praskání.
• Udržování na předehřáté teplotě, jako je např. 650 °C (1200 °F), přibližně 10–12 minut připravuje ocel pro následnou transformaci.

3.2 Austenitizace (kalení za tepla)

Tento krok zahrnuje zahřátí předehřáté oceli M2 na vysokou teplotu, aby se její struktura transformovala na austenit a rozpustit v této fázi esenciální uhlík a legující prvky.

• Teplota kalení nástrojové oceli M2 se obvykle pohybuje od 1190 °C až 1220 °C (2175 °F až 2225 °F)Některé zdroje uvádějí až 1230 °C (2250 °F).
• Dosažení této vysoké teploty je nezbytné k zajištění správného rozpuštění uhlíku a legujících prvků v austenitu.
• Vzhledem k potenciálním problémům, jako je oxidace, oduhličení a růst zrn při těchto zvýšených teplotách, a tepelné vodivosti oceli, se běžně používá postupný ohřev.
• Doba výdrže na konečné kalicí teplotě je pro rychlořeznou ocel M2 relativně krátká, často pouze pár minut, v závislosti na velikosti dílu a účinnosti pece.

3.3 Zhášení

Po austenitizaci se ocel M2 kalí – rychle ochlazuje – aby se austenit přeměnil na tvrdou martenzitickou strukturu.

• Vhodná kalicí média pro nástrojovou ocel M2 zahrnují vzduch, olej nebo sůl.
• Kalení v oleji funguje dobře pro ocelové díly M2 s průřezem až do 25–38 mm (1 až 1,5 palce).
• U rychlořezné oceli M2 obvykle začíná martenzitická transformace kolem 316 °C (600 °F) a končí kolem 93 °C (200 °F).
• Doporučuje se ochladit ocelový díl M2 na přibližně 65 °C (150 °F) po zkalení.
• V kaleném stavu je ocel M2 tvrdá, ale také vysoce namáhaná a poměrně křehká.

3.4 Temperování

Popouštění se provádí po kalení oceli M2 za účelem uvolnění vnitřního pnutí, zlepšení houževnatosti a zvýšení sekundární tvrdosti. To zahrnuje opětovné ohřátí oceli na střední teplotu pod kritickou transformační teplotou.

• Vysokorychlostní nástrojová ocel M2 vyžaduje několik temperačních procedur—obvykle 2 až 4 cykly.
• M2 konkrétně vyžaduje vícenásobné temperování minimálně 540 °C (1000 °F)Běžnou praxí je používat trojitá nálada.
• Například po austenitizaci oceli M2 při 1230 °C (2250 °F) může být první zpracovatelnost 565 °C (1050 °F), následovaný druhým v 550 °C (1025 °F)a třetí v 540 °C (1000 °F).
• Každý popouštěcí cyklus pro ocel M2 by měl zahrnovat dobu prohřívání 2 hodiny na palec (25 mm) s nejtlustším průřezem.
• Po prvním popouštění musí být ocelový díl M2 ponechán zcela vychladnout na pokojovou teplotu před dalším výbuchem vzteku.
• Popouštění oceli M2 slouží k přeměně zbytkového austenitu na čerstvý martenzit a způsobuje precipitaci komplexních karbidů, což významně přispívá k sekundární tvrdosti oceli. Tento vícestupňový proces zjemňuje mikrostrukturu, zvyšuje odolnost proti opotřebení a dále uvolňuje pnutí.
• Nepodpouštět ocel M2.
• Po následných operacích, jako je broušení, svařování nebo elektroerozivní obrábění (EDM) oceli M2, a nálada na zmírnění stresu se důrazně doporučuje, obvykle při teplotě 14–28 °C (25–50 °F) pod konečnou použitou teplotou temperování.

3.5 Souhrn parametrů tepelného zpracování nástrojové oceli