Nástrojová ocel O2 má vysokou tvrdost a odolnost proti opotřebení. Během kalení dochází k minimálnímu zkreslení a má vynikající prokalitelnost. Tato ocel je vhodná pro výrobu různých přesných měřicích nástrojů a šablon. Používá se také pro zápustky menších rozměrů, formy pro lisování za studena, gravírovací formy a vysekávací zápustky. Kromě toho může být použit pro šrouby obráběcích strojů a další konstrukční součásti.
Označení je O2 v americkém systému ASTM A681. Podobná označení podle jiných národních norem zahrnují ISO 90MnV2, USA/UNS T31502, Německo/DIN 90MnCrV8 a Německo/W-Nr. 1.2842.
1. Aplikace
Pro lepší představu uvádíme rozpis typických průmyslových použití nástrojové oceli O2 s důrazem na oblasti, kde její vlastnosti poskytují maximální užitek:
| Kategorie aplikace | Specifické použití oceli O2 | Klíčové výhody pro váš provoz |
|---|---|---|
| Razidla a razníky | Vyřezávací nástroje, ořezávací nástroje, tažné nástroje, lemovací nástroje, tvářecí razníky. Obzvláště účinné pro držáky polotovarů v lisovacích nástrojích (odolné tlaku a tření) a jako vyhazovače a držáky polotovarů v hlubokotažných nástrojích (odolné tření). | Vynikající odolnost proti opotřebení, dobrá houževnatost, zachovává rozměrovou stabilitu pro konzistentní výrobu dílů. |
| Měřidla | Přesné měřicí nástroje, měřidla. | Vysoká rozměrová stabilita po kalení, klíčová pro přesnost; dobrá odolnost proti opotřebení pro dlouhou životnost. |
| Strojní součásti | Položky jako vačky, odolná pouzdra a vodítka odolná proti opotřebení. | Nabízí potřebnou odolnost proti opotřebení a houževnatost pro náročné mechanické součásti. |
| Ražení mincí a lisování prachu | Nástroje pro ražbu mincí, razníky a matrice pro lisování práškových kovů. | Odolává vysokým tlakovým silám a abrazivnímu opotřebení, které je v těchto procesech běžné. |
| Válcování za studena | Válce používané při válcování za studena. | Poskytuje vysokou odolnost proti opotřebení a houževnatost potřebnou pro tváření kovů při okolních teplotách. |
2. Chemické složení nástrojové oceli O2
| Živel | Symbol | Typický obsah (%) | Poznámky |
| Uhlík | C | 0,85 – 0,95 | Jmenovitá hodnota: ~0,90%. Nezbytná pro tvrdost a odolnost proti opotřebení. |
| Mangan | Mn | 1,40 – 1,80 | Jmenovitá hodnota: ~1,60%. Hlavní legující prvek v O2; napomáhá kalitelnosti. |
| Křemík | Si | Max. 0,50 | Nominální: ~0,25%. Působí jako deoxidační činidlo. |
| Chrom | Cr | Max. 0,50 | Jmenovitá hodnota: ~0,22% nebo ~0,50%. Přispívá ke kalitelnosti a odolnosti proti opotřebení. |
| Vanadium | PROTI | Max. 0,30 | Nominální: ~0,20% nebo ~0,30%. Podporuje jemnozrnnou strukturu a houževnatost. |
| Wolfram | W | Max. 0,30 | Jmenovitá hodnota: ~0,30%. Může zlepšit odolnost proti opotřebení při vyšších teplotách. |
| Molybden | Mo | Max. 0,30 | Jmenovitá hodnota: ~0,30%. Zvyšuje kalitelnost a houževnatost. |
| Nikl | Ni | Max. 0,30 | Může být přítomen v malém množství. |
| Fosfor | P | Max. 0,03 | Omezeno na minimum, protože to může snížit houževnatost. |
| Síra | S | Max. 0,03 | Omezeno na minimum; může ovlivnit houževnatost, ale u některých ocelí napomáhá obrobitelnosti. |
| Měď | Měď | Max. 0,25 | Typicky nečistota. |
| Železo | Fe | Váhy | Zbytek materiálu. |
Poznámka: Jmenovité hodnoty jsou přibližné a mohou se mírně lišit mezi různými zdroji nebo měrnými teply, ale celkové složení zůstává v definovaných rozmezích pro jakost AISI O2.
Vliv kompozice na výkon
Tato specifická kombinace vysokého obsahu uhlíku a mírného legování – zejména výrazně vyšší obsah manganu ve srovnání s jinými nástrojovými ocelemi řady O, jako je O1 – je to, co definuje nástrojovou ocel O2. Toto složení poskytuje oceli O2 vynikající vlastnosti kalení po kalení v oleji, což vede k dobré rovnováze mezi odolností proti opotřebení a houževnatostí, vhodnou pro různé aplikace obrábění za studena.
Hledáte nástrojovou ocel O2? Vyplňte prosím následující formulář a kontaktujte nás ještě dnes ohledně nejodolnější nástrojové oceli O2!
3. Vlastnosti nástrojové oceli O2
Zde je rozpis klíče Vlastnosti oceli O2 a co znamenají pro váš provoz:
| Kategorie nemovitosti | Popis a význam pro uživatele |
|---|---|
| Vysoká tvrdost | Dosahuje pozoruhodné povrchové tvrdosti (60-62 HRC), která je klíčová pro odolnost proti protlačení a udržení ostré řezné hrany nebo odolného tvářecího povrchu při obrábění nástrojů. |
| Dobrá odolnost proti opotřebení | Vysoký obsah uhlíku a výsledná tvrdost přispívají k dobré odolnosti proti abrazivnímu opotřebení, čímž prodlužují životnost nástrojů a matric. |
| Dostatečná odolnost | Nabízí vyváženou úroveň houževnatosti vhodnou pro mnoho aplikací za studena, což pomáhá předcházet předčasnému odštípnutí nebo lomu při provozním namáhání. |
| Dobré nedeformační vlastnosti | Vykazuje chvályhodnou rozměrovou stabilitu s relativně nízkou deformací po procesu tepelného zpracování kalením v oleji. To je zásadní pro přesné nástroje. |
| Dobrá bezpečnost při kalení | Metoda kalení v oleji používaná pro ocel O2 minimalizuje riziko praskání a deformace ve srovnání s kalením ve vodě, což je obzvláště výhodné pro složité geometrie nástrojů. |
| Obrobitelnost | V žíhaném (předkaleném) stavu nabízí nástrojová ocel O2 (v tomto ohledu podobná oceli O1) dobrou obrobitelnost, což usnadňuje výrobu nástrojů. |
| Tepelná citlivost | Je důležité si uvědomit, že ocel O2 má nízkou odolnost proti měknutí za zvýšených teplot. Tato vlastnost ji pevně řadí do kategorie ocelí pro práci za studena, což znamená, že není určena pro aplikace zahrnující vysoké teploty. |
Nelze přeceňovat, že finále mechanické vlastnosti oceli O2 jsou zásadně ovlivněny použitým specifickým cyklem tepelného zpracování. Faktory, jako je teplota austenitizace, rychlost kalení a následný proces popouštění, jsou pečlivě řízeny, aby se dosáhlo požadované tvrdosti, houževnatosti a odolnosti proti opotřebení.
4. Tepelné zpracování nástrojové oceli O2
Dosažení tvrdosti a odolnosti proti opotřebení nástrojové oceli O2 závisí na přesném procesu tepelného zpracování. Jelikož se jedná o ocel pro práci za studena, která se kali v oleji, její výjimečné vlastnosti se rozvíjejí řízeným tepelným cyklováním. Více informací o tomto tématu naleznete v Tepelné zpracování nástrojové oceli O2.
4.1 Proces žíhání
Nástrojová ocel O2 se obvykle dodává žíhaná. Toto počáteční tepelné zpracování změkčuje ocel, uvolňuje pnutí a zjemňuje její mikrostrukturu, což usnadňuje její obrábění nebo přípravu pro tváření za studena.
Pro silné tváření za studena, sféroidizovat žíhání je preferováno:
- Zahřejte ocel na teplotu blízkou její dolní kritické teplotě (Ac1) nebo mírně pod ni.
- Udržujte při této teplotě delší dobu.
- Pomalu ochlazujte. Tím se karbidy transformují do kulovitého tvaru pro maximální měkkost a tažnost.
4.2 Cyklus kalení
Kalení je kritická fáze, ve které ocel O2 dosahuje své charakteristické vysoké tvrdosti. Zahrnuje zahřívání za vzniku austenitu a následné rychlé ochlazování (kalení) za vzniku převážně martenzitické struktury.
4.2.1 Předehřívání
Přestože je O2 jakost pro kalení v oleji, důrazně se doporučuje předehřev, zejména u větších profilů nebo složitých součástí, aby se minimalizoval tepelný šok a snížilo se deformace nebo praskání.
- Doporučená teplota předehřevu: Kolem 650 °C (1200 °F).
- Tip: Umístění dílu na pec před předehřevem může pomoci postupně zvyšovat jeho teplotu.
4.2.2 Austenitizace
Austenitizace zahrnuje zahřátí oceli na určitou teplotu, aby se její struktura plně přeměnila na austenit, což umožňuje rozpuštění karbidů.
- Doporučená teplota austenitizace pro ocel O2: 790–815 °C (1454–1472 °F). Některé zdroje uvádějí 800 °C (1475 °F).
- Doba namáčení: Nechte působit 30–45 minut na každých 25 mm (1 palec) tloušťky, aby se zajistilo rovnoměrné zahřátí a rozpuštění karbidu.
- Pozor: Správná regulace atmosféry pece, aby se zabránilo nadměrnému oduhličení nebo oxidaci.
4.2.3 Kalení v oleji
Po austenitizaci se ocel O2 rychle kalí v oleji, aby se austenit přeměnil na tvrdý martenzit.
- Kalící médium: Olej je specifický pro ocel O2 a nabízí efektivní kalení s menším rizikem deformace než voda, zejména u složitých tvarů.
- Cílová teplota kalení: Kalte, dokud ocel nedosáhne teploty přibližně 66–93 °C (150–200 °F).
4.2 Popouštění
Kalený martenzit je velmi tvrdý, ale křehký a namáhaný. Popouštění je nezbytnou úpravou po kalení, která zlepšuje houževnatost a tažnost, snižuje tvrdost na požadovanou úroveň, uvolňuje vnitřní pnutí a zvyšuje rozměrovou stabilitu.
Kritické načasování pro temperování:
Ocelové díly O2 popouštějte, jakmile po kalení dosáhnou teploty 52–65 °C (125–150 °F). Zpoždění může vést k praskání.
- Teplota popouštění: Pro ocel O2 (podobně jako O1) se obvykle pohybuje kolem 175 °C (350 °F). Typický rozsah je 149–232 °C (300–450 °F) v závislosti na požadované konečné tvrdosti. Nižší teploty vedou k vyšší tvrdosti; vyšší teploty zvyšují houževnatost, ale snižují tvrdost.
- Doba namáčení: Namočte alespoň 2 hodiny na každých 25 mm (1 palec) nejsilnější části.
Vícenásobné temperovací cykly:
Pro nástrojovou ocel O2 se často doporučuje vícenásobné popouštěcí cykly (obvykle dva). Druhé popouštění (po ochlazení z prvního na pokojovou teplotu) dále zjemňuje mikrostrukturu, uvolňuje více pnutí a může transformovat zbytkový austenit. Mezi cykly ochlaďte vzduchem na pokojovou teplotu.
4.3 Volitelné pokročilé úpravy pro ocel O2
Pro specifické potřeby zvažte tyto způsoby léčby:
4.3.1 Uvolnění stresu pro zvýšení stability
Uvolnění pnutí minimalizuje zbytková pnutí z výroby (obrábění, tváření). Zahřejte pod Ac1, udržujte a poté pomalu ochlaďte.
- Načasování: Před kalením nebo po kalení a popouštění.
- Pokud dochází k dodatečnému vytvrzení: Použijte teplotu o ~25 °C (50 °F) nižší, než je konečná teplota popouštění, abyste zabránili nadměrnému změknutí.
4.3.2 Kryogenní úprava (ošetření při teplotách nižších než 10 °C)
Zpracování při teplotách pod bodem mrazu může přeměnit zbytkový austenit (nepřeměněný během kalení) na martenzit ochlazením na velmi nízké teploty (např. -75 °C / -103 °F nebo nižší). To může zvýšit tvrdost a rozměrovou stabilitu.
- Kritické následné ošetření: Pokud se použije, ocel O2 musí být okamžitě temperováno následně k uvolnění napětí z nového martenzitu a ke zlepšení houževnatosti.
4.4 Souhrn parametrů tepelného zpracování oceli O2
Stručný přehled typického procesu tepelného zpracování oceli O2:
| Krok procesu | Teplotní rozsah | Typická délka/klíčové poznámky | Primární účel |
| Žíhání | (Sféroidizace) Blízko/mírně pod Ac1 | Dlouhodobé zahřívání, pomalé chlazení | Maximalizace měkkosti, zlepšení obrobitelnosti |
| Předehřívání | ~650 °C (1200 °F) | Dokud se teplota nestane rovnoměrnou | Minimalizujte tepelný šok, snižte riziko deformace |
| Austenitizační | 790–815 °C (1454–1472 °F) | 30–45 min na 25 mm (1 palec) řezu | Tvoří austenit, rozpouští karbidy |
| Kalení (olej) | Ochlaďte na 66–93 °C (150–200 °F) | Rychlé ochlazení v oleji | Přeměna austenitu na martenzit |
| Temperování | 149–232 °C (300–450 °F) (např. typicky 175 °C) | Min. 2 hodiny na úsek o šířce 25 mm (1 palec). Co nejdříve se vzpamatujte jakmile součást dosáhne teploty 52–65 °C (125–150 °F). | Zlepšuje houževnatost, snižuje křehkost, uvolňuje stres. Vícenásobné tvrzení je často nejlepší. |
| Uvolnění stresu | (Při dodatečném kalení) ~25 °C (50 °F) pod teplotou popouštění. | Držte a poté pomalu ochlaďte | Ulehčete výrobní stres |
| Sub-Zero Trt. | Velmi nízká (např. -75 °C / -103 °F) | – | Transformace zbytkového austenitu. Ihned poté se rozplakejte. |
Dodržování těchto doporučení pro tepelné zpracování oceli O2 je nezbytné pro dosažení cílové tvrdosti (obvykle 60–62 HRC) a optimálního výkonu.
Nejčastější dotazy
O2 ocel je v oleji kalitelná nástrojová ocel pro tváření za studena s vysokým obsahem uhlíku a středním obsahem slitin, známá svou vysokou tvrdostí, dobrou prokalitelností a relativně malými rozměrovými změnami během tepelného zpracování.
Ocel O2 má lepší prokalitelnost a menší deformaci při tepelném zpracování než ocel O1 díky vyššímu obsahu manganu, což jí dává výhodu v některých aplikacích přesných forem. Ocel O1 může být atraktivnější z hlediska všestrannosti a ceny.
O2 ocel je dobrá pro nože, zejména ty s vysokými požadavky na deformaci tepelného zpracování.
Německá norma DIN: Německá norma DIN, číslo materiálu 1.2842
Hledáte prémiovou nástrojovou ocel O2?
Ve společnosti Aobo Steel využíváme více než 20 let zkušeností s specializovaným kováním, abychom vám mohli dodávat špičkovou nástrojovou ocel O2, přesně přizpůsobenou potřebám vaší aplikace. Náš tým odborníků je odhodlán vám pomoci najít optimální materiálové řešení.
Jste připraveni vylepšit svůj projekt? Vyplňte níže uvedený formulář a spojte se s námi pro personalizovanou cenovou nabídku nebo odbornou konzultaci.
