Tool steel is a special class of carbon or alloy steels, designed with high hardness, wear resistance, toughness, and often heat resistance, specifically for manufacturing tools, dies, and molds that cut, shape, or form other materials, primarily by undergoing precise heat treatments.

What is tool steel used for?

Tool steels are specialized steels primarily used for manufacturing tools like cutting tools, dies, and molds to shape other materials, including metals, plastics, and wood, under various temperature conditions. They are also used for high-performance machinery components and structural applications requiring high wear resistance, strength, and toughness.

What is tool steel made of?

Tool steels are complex iron-base alloys containing significant amounts of carbon, chromium, vanadium, molybdenum, or tungsten, and sometimes cobalt. They are specifically designed to have dispersed hard carbides within a hardened steel matrix to achieve properties like high hardness and wear resistance.

Is tool steel high-carbon?

Many tool steels are high-carbon steels, with carbon content typically higher than most carbon structural steels, ranging from 0.4% to 2.5%. When high levels of carbon and alloying elements are combined in tool steel, high-hardness, high-wear-resistant carbides can be obtained after heat treatment. However, some mold steels are low-carbon (e.g., P-series) and are designed to be carburized to achieve a hard surface case while retaining a tough core.

Does tool steel rust?

Yes, most tool steels can rust because they are iron-based alloys. While some, particularly high-chromium types like D-series, offer appreciable resistance to staining due to their chromium content after hardening and polishing, this is generally not equivalent to the full corrosion resistance of stainless steels. Specialized martensitic stainless steels are sometimes used for molds where high corrosion resistance is required.

How hard is tool steel?

Tool steels are designed for high hardness, often ranging from 50 to 70 Rockwell C (HRC), depending on the specific type and heat treatment.

What is the difference between strength, stiffness, ductility, and toughness?

Strength is a material’s ability to withstand applied stress without deforming or breaking, measured by properties like yield strength and ultimate tensile strength. Stiffness (Elastic Modulus) is its resistance to elastic (temporary) deformation under stress, meaning how much it bends or stretches before returning to its original shape. Ductility is the ability to deform plastically (permanently) before fracturing, allowing it to be stretched or bent without breaking.

Is flexibility related to strength in tool steel?

Flexibility, in terms of elastic deformation, is directly related to stiffness (elastic modulus), not strength. While tool steels are very strong, their stiffness (around 210 GPa or 30 x 10^6 psi) is relatively uniform across grades and decreases predictably with temperature. Strength, on the other hand, refers to the maximum load a material can withstand before permanent deformation or fracture.

What makes a “better” tool steel for edge tools?

High Hardness and Wear Resistance: To resist penetration and maintain a sharp edge against abrasive materials, often achieved through high carbon content and the presence of hard alloy carbides. High Hot Hardness (Red Hardness): The ability to retain hardness at elevated temperatures generated during high-speed cutting. Sufficient Toughness: To resist chipping and breaking under shock or impact loads, which is often a trade-off with extreme hardness.

What is heat treatment for tool steel?

Heat treatment for tool steel involves a series of controlled heating and cooling steps designed to transform its internal structure, significantly enhancing properties such as hardness, wear resistance, toughness, and hot hardness for demanding applications. The primary goal is to change the soft, annealed ferrite and carbide structure into a hard, strong martensitic structure with well-distributed carbides.

What does tempering do to tool steel?

Tempering is a crucial post-hardening heat treatment that primarily increases the toughness and ductility of the steel while relieving internal stresses caused by quenching, which makes the as-quenched steel very brittle. It also helps to stabilize the microstructure, can lead to secondary hardness in some alloys by precipitating complex carbides, and transforms retained austenite into fresh martensite.

When is tempering performed?

Tempering is performed immediately after the quenching step, as soon as the part cools to a safe temperature (typically between 50-75°C or 125-200°F), to minimize the risk of cracking due to high internal stresses in the as-quenched state.

Why is tool steel often double or triple-tempered?

Many high-alloy tool steels retain a significant amount of “retained austenite” after the initial quench because their martensite finish (Mf) temperature is below room temperature. The first tempering cycle “conditions” this retained austenite, causing it to transform into new, untempered, and brittle “fresh martensite” upon cooling from the temper. Subsequent tempering cycles (double or triple) are then necessary to temper this newly formed martensite, relieve its stresses, enhance overall toughness, refine the grain structure, and ensure dimensional stability.

How to anneal tool steel?

Annealing involves heating the steel to an elevated temperature for a defined period (sometimes above, near, or below the upper critical temperature, typically 749–760°C for carbon steels), followed by very slow cooling, often within the furnace (e.g., 10-38°C per hour). The purpose is to soften the steel, usually to improve its machinability, homogenize its microstructure, and relieve internal stresses, resulting in a spheroidized microstructure with dispersed, spherical carbides in a ferrite matrix. Annealing is common for as-purchased steel and when reworking hardened tools.

How to drill hardened tool steel?

Successful drilling of hardened tool steel primarily relies on specialized drill designs, such as solid carbide drills or heat-resistant alloy drills, combined with rigid machine setups and carefully controlled speeds and feeds.

Can carbide endmills cut tool steel?

Yes, carbide end mills are frequently used to cut tool steel, including hardened grades. They offer superior performance, wear resistance, and the ability to operate at higher cutting speeds compared to high-speed steel (HSS) cutters, often featuring advanced coatings for enhanced durability.

Can grinding ruin the temper of tool steel?

Yes, improper grinding can significantly damage the temper of hardened tool steel by generating excessive localized heat. This can lead to undesirable effects such as overtempering (softening the surface) or rehardening (forming a brittle, crack-prone “white layer”).

Can tool steel be welded?

Tool steels can be welded, but it is a complex process requiring high skill and meticulous control. Proper preheating, post-weld stress relief, and precise tempering cycles are crucial to prevent cracking, minimize distortion, and manage the hardness variations within the heat-affected zone.

Is file steel considered tool steel, and is it good for knives?

Yes, file steel is a type of tool steel, typically a high-carbon water-hardening grade like W1. W1 is known for achieving a very sharp edge and is used for fine kitchen knives. However, these steels have lower hot hardness and wear resistance compared to more alloyed tool steels.

Is 4140 steel a tool steel?

No, 4140 steel is classified as a medium-carbon low-alloy steel, not a tool steel. It is widely used for machinery components and structural applications requiring good strength and toughness.

Is tool steel harder than steel?

Yes, tool steels are generally much harder than most other common steels (like plain carbon or low-alloy steels) after heat treatment. They are designed for very high hardness, wear resistance, and durability.

Why is tool steel so strong?

Tool steels achieve their strength through high carbon content, which allows for the formation of very hard martensitic structures during quenching, and through alloying elements (like chromium, tungsten, molybdenum, and vanadium) that form very hard, wear-resistant carbide particles distributed throughout the steel matrix. This combination, optimized by specific heat treatments, results in high strength and wear resistance.

What are the advantages of tool steel?

The primary advantages of tool steels are their high hardness, excellent wear resistance, good hot hardness (resistance to softening at elevated temperatures), durability, and strength, making them ideal for cutting, forming, and shaping other materials under severe conditions.

Does tool steel contain iron?

Yes, tool steels are a family of iron alloys. Like all steels, they are primarily composed of iron, with various alloying elements added to achieve specific properties.

What is the difference between tool steel and alloy steel?

All tool steels are a type of alloy steel (or high-carbon steel), but not all alloy steels are tool steels. Tool steels are a specialized category, specifically designed for tools that require extreme hardness, wear resistance, strength, and durability under severe service conditions. General alloy steels are a broader group used for structural, machinery, and other applications, where properties like hardenability, strength, and toughness are enhanced by alloying, but not necessarily to the extreme levels or specific balances required for tooling.

What are the four types of steel?

Steels are broadly categorized, and common classifications include: Carbon Steels, Alloy Steels, Stainless Steels, and Tool Steels. Some classifications may also include a separate category for High-Speed Steels, which are also a subset of tool steels.

Which type of steel is the strongest?

“Strongest” can refer to different properties (tensile strength, yield strength, impact strength, and hardness). Ultrahigh-strength steels, which can be medium-carbon low-alloy steels (such as modified 4340, like 300M) or maraging steels, are designed for very high strength, often exceeding 1380 MPa (200 ksi) in tensile strength. Highly alloyed tool steels, particularly certain high-speed steels (e.g., T15, M42) and powder metallurgy (P/M) tool steels, are also among the strongest in terms of hardness and wear resistance, capable of reaching very high Rockwell C hardness values (e.g., 66 HRC for some P/M tool steels, 69 HRC for M40 series). The “strongest” depends on the specific property of interest and the application.

Katalog produktů z nástrojové oceli

Odeslat poptávku na nástrojovou ocel

Náš katalog nástrojových ocelí

Kliknutím na libovolný produkt zobrazíte podrobnosti.

Co je nástrojová ocel

Jedná se o speciální ocelovou slitinu používanou konkrétně k výrobě nástrojů, forem a matric. Tyto nástroje, matrice a formy se používají k řezání, tvarování, zpracování nebo ražení jiných materiálů, včetně železných kovů, neželezných kovů, plastů, dřeva, papíru, horniny nebo betonu. Nástrojová ocel má dobrou pevnost, houževnatost, tvrdost, odolnost proti opotřebení a kalicí stabilitu. V závislosti na použití lze nástrojovou ocel rozdělit na špičkovou ocel, ocel pro formy a měřicí ocel. Na základě chemického složení ji lze rozdělit na uhlíkovou ocel, legovanou ocel a rychlořeznou ocel.

Mezi hlavní vlastnosti nástrojové oceli patří tvrdost, odolnost proti opotřebení, pevnost, houževnatost, obrobitelnost, teplotní rozsah kalení, prokalitelnost, citlivost na oduhličení, deformace při tepelném zpracování, brusný výkon atd. Mezi tyto vlastnosti patří vysoká tvrdost a odolnost proti opotřebení. Kalením a tepelným zpracováním lze tvrdost a odolnost proti opotřebení výrazně zlepšit.

H13 OCELOVÁ PLOCHÁ TYČ — Nástrojová ocel D2

Složení

Jedná se o komplexní slitinu na bázi železa obsahující různé podíly legujících prvků, včetně uhlíku, chromu, vanadu, molybdenu, wolframu, niklu, manganu a křemíku.

Mezi hlavní funkce těchto legujících prvků patří:

Uhlík (C): Hlavní legující prvek, jehož hodnota se u vysoce uhlíkových ocelí a nástrojových ocelí obvykle pohybuje v rozmezí od 0,6% do 2,40%, je klíčový pro dosažení vysoké tvrdosti prostřednictvím tvorby martenzitu a ovlivnění precipitace karbidů.
Chrom (Cr): Zlepšuje prokalitelnost, odolnost proti opotřebení, korozi a oxidaci, leštitelnost a vlastnosti za vysokých teplot. Je vynikající karbidotvornou látkou a zvyšuje teploty kalení. Vyskytuje se v různých typech, včetně ocelí pro práci za studena s vysokým obsahem chromu a ocelí pro práci za tepla s chromem.
Vanad (V): Silná karbidotvorná složka, tvoří zejména karbidy typu MC bohaté na vanad, které výrazně zvyšují odolnost proti opotřebení.
Molybden (Mo): Zvyšuje tepelnou odolnost a kalitelnost. Je to karbidotvorná látka a spolu s wolframem zabraňuje měknutí během popouštění.
Wolfram (W): Podobně jako molybden je to karbidotvorná látka, která významně přispívá k tvrdosti za tepla a odolnosti proti opotřebení. Běžné jsou karbidy typu M6C bohaté na wolfram.
Kobalt (Co): Dodává mu tepelnou odolnost (tvrdost za horka) a často se přidává do rychlořezných ocelí pro zlepšení tvrdosti za vysokých teplot.
Mangan (Mn): Deoxidační činidlo, které zvyšuje kalitelnost uhlíkových nástrojových ocelí, a to i v malém množství.
Křemík (Si): Zlepšuje houževnatost nízkolegovaných nástrojových ocelí, zvyšuje kritické body u nástrojových ocelí pro práci za tepla, snižuje tvorbu okujů a zvyšuje prokalitelnost a odolnost proti popouštění. Může také podporovat tvorbu grafitu pro lepší obrobitelnost.

Vlastnosti klíče

Volba nástrojové oceli závisí na konkrétní aplikaci a žádná jednotlivá nástrojová ocel nemůže splňovat všechny požadavky. Mezi hlavní vlastnosti lisovací oceli patří:

Vysoká tvrdost a odolnost proti opotřebení. Tvrdost je schopnost odolávat pronikání nebo oděru. Obecně je funkcí tvrdosti nástroje a jeho specifického obsahu slitiny nebo typu karbidu. Vyšší tvrdost obvykle zlepšuje pevnost a odolnost proti opotřebení, ale může snižovat houževnatost. Odolnost proti opotřebení je primárně připisována tvrdosti matrice (zejména martenzitu) a přítomnosti tvrdých, nerozpuštěných karbidů.
Houževnatost. Je to kombinace tažnosti a elastické pevnosti. Je to schopnost odolávat lámání nebo odštípnutí při rázovém zatížení nebo přetížení. Mezi odolností proti opotřebení a houževnatostí je obvykle nepřímý vztah; zlepšení jedné často snižuje druhou. Snížení obsahu uhlíku a slitin může zlepšit houževnatost, ale sníží odolnost proti opotřebení.
Tvrdost za horka/tvrdost za červeného. Jedná se o schopnost udržovat vysokou tvrdost při vysokých teplotách. Nástrojová ocel pracující při vysokých řezných rychlostech generuje velké množství tepla, takže odolnost proti červenému žáru je velmi důležitá. Je to hlavně proto, že legující prvky, jako je wolfram, molybden a kobalt, ve složení tvoří stabilní karbidy, které odolávají měknutí při vysokých teplotách.
Rozměrová stabilita. Během tepelného zpracování si může udržet minimální rozměrové změny. Některé nástrojové oceli kalené na vzduchu vykazují během tepelného zpracování ještě menší deformaci.
Obrobitelnost a brousitelnost. Obrobitelnost je snadnost nebo obtížnost, s jakou lze materiál obrábět na požadovanou velikost, tvar a povrchovou úpravu. Je ovlivněna mikrostrukturou oceli, přičemž sféroidní struktury (kde jsou karbidy kulovité) jsou obecně preferovány u nástrojových ocelí kvůli jejich vysokému obsahu uhlíku. Důležitá je také brousitelnost, zejména po tepelném zpracování, kdy je nástrojová ocel extrémně tvrdá. Nástrojové oceli s nižším obsahem legujících látek se obvykle snáze obrábějí a brousí.

Klasifikace

Různé země a výrobci mají různé normy a jakosti. V tomto článku použijeme jako referenci americkou normu AISI.

Nástrojové oceli se klasifikují podle AISI (Americký institut pro železo a ocel), primárně založený na jejich zamýšleném použití, složení, speciálních mechanických vlastnostech nebo metodě tepelného zpracování. Hlavní skupiny jsou:

Oceli W (kalitelné ve vodě): Vysokouhlíkové oceli (0,60-1,40% C) s nízkým obsahem legujících látek. Jsou mělce kalené a pro dosažení požadované tvrdosti je nutné je kalit ve vodě. Mezi aplikace patří sekáče, pilníky, dřevoobráběcí nástroje, vrtačky, výstružníky a závitníky.
Oceli S (odolné proti nárazu): Středně uhlíkové (0,45-0,65% C) nízkolegované oceli určené pro vysokou houževnatost, aby odolaly rázům a nárazům. Obsahují prvky jako křemík, chrom, molybden a wolfram. Používají se pro výrobu sekáčů, razníků, nůžek a pneumatického nářadí. Naše společnost nabízí S1 a Nástrojová ocel S7.
O (oceli pro tváření za studena kalené v oleji): Mají oproti ocelím W lepší prokalitelnost, což umožňuje kalení v oleji, což minimalizuje deformaci. Nabízejí dobrou odolnost proti opotřebení a nedeformační vlastnosti. Používají se pro závitníky, výstružníky, vyřezávací nástroje a tvářecí nástroje. O6 a A10 obsahují grafit pro lepší obrobitelnost a životnost nástrojů. Naše společnost nabízí O1 a Nástrojová ocel O2.
A (oceli pro tváření za studena kalitelné na vzduchu, středně legované): Vysoký obsah legujících látek umožňuje kalení na vzduchu, což minimalizuje deformaci a podporuje rozměrovou stabilitu. Nabízejí vynikající odolnost proti oděru a dobrou odolnost proti popouštění, vhodné pro aplikace za studena. Mezi aplikace patří střižné nože, razníky, střihací nástroje, tvářecí nástroje a měřidla. Naše společnost nabízí Nástrojová ocel A2.
D (vysokouhlíkové oceli s vysokým obsahem chromu pro tváření za studena): Nabízí vynikající odolnost proti opotřebení, nedeformační vlastnosti a minimální rozměrové změny při kalení díky vysokému obsahu uhlíku (až 2,251 TP3T) a chromu (12-141 TP3T). Používá se pro řezací a děrovací nástroje, tažné nástroje a střižné nože. Nabízíme D2, D3a Nástrojová ocel D6.
Oceli H (pro práci za tepla): Určené pro provoz při zvýšených teplotách (200 °C až 800 °C), jako je kování za tepla, ražení za tepla, protlačování a tlakové lití. Kombinují tvrdost za tepla s dobrou odolností proti opotřebení a nárazům. Mezi příklady patří H10, H11, H12, H13, a H21.
M (rychlořezné oceli na bázi molybdenu): Obsahují molybden jako primární legující prvek, často s wolframem a kobaltem. Používají se pro vysokorychlostní řezné nástroje, jako jsou vrtáky, výstružníky a frézy, a to díky vynikající odolnosti proti opotřebení a tvrdosti za vysokých teplot. M2, M35a M42 jsou běžné typy.
T (rychlořezné oceli na bázi wolframu): Velmi vysoký obsah wolframu, ale bez molybdenu. Podobné aplikace jako u řady M, nabízející vynikající pevnost, houževnatost, odolnost proti opotřebení a tvrdost za tepla. Příklady jsou T1, T4, T5, T8, T15.
L (nízkolegované speciální oceli): Mají složení podobné legovaným ocelím AISI, ale se zvýšeným obsahem uhlíku. Nabízejí střední prokalitelnost a lze je kalit v oleji, což jim poskytuje vyšší houževnatost než oceli s vysokým obsahem uhlíku kalené v oleji. Používají se pro upínací trny, matrice, čepy, razníky a součásti obráběcích strojů. Nabízíme Nástrojová ocel L6.
P (formovací) oceli: Nízkouhlíkové oceli, často cementované, používané pro lisování plastů a tlakové lití. Kladou důraz na leštitelnost, nízkou deformaci a dobrou obrobitelnost. Naše společnost nabízí P20, P20+Ni, a P20+S.
F (uhlík-wolframové speciální oceli): Široce se používá pro vrtáky malého průměru.

Na základě jejich zamýšleného použití je lze také klasifikovat jako nástrojové oceli pro práci za studena, nástrojové oceli pro práci za tepla, oceli pro plastové formya rychlořezné oceli.

Tepelné zpracování

Tepelné zpracování je klíčovým procesem pro dosažení nejlepších vlastností nástrojové oceli. Proces se obvykle dělí do tří fází:

AustenitizačníOcel se po definovanou dobu zahřívá na specifickou teplotu nad kritickým rozsahem. Tím se krystalová struktura transformuje na austenit a rozpustí se karbidy.
Kalení: Rychlé ochlazení z austenitizační teploty k přeměně austenitu na martenzit, což je tvrdá matricová struktura v ocelích. Kalící médium (voda, olej, vzduch, sůl) závisí na prokalitelnosti oceli a požadované rozměrové stabilitě. Nástrojové oceli mají obecně vysokou prokalitelnost, což umožňuje kalení v oleji nebo na vzduchu minimalizovat deformaci ve srovnání s uhlíkovými ocelemi kalenými ve vodě.
Temperování: Zušlechtěná a kalená ocel se ohřívá na střední teplotu pod kritickým rozmezím, aby se snížilo vnitřní napětí, zvýšila houževnatost a upravila tvrdost. To také pomáhá při transformaci zbytkového austenitu na martenzit. Běžné jsou dvojí nebo trojité cykly popouštění, které zajišťují úplnou transformaci a uvolnění napětí.

Pro více informací o tomto tématu se prosím podívejte na “Tepelné zpracování nástrojové oceli“.

Aplikace

Jsou nepostradatelné v široké škále průmyslových aplikací. Používají se pro:

Řezné nástroje: Jednobřité soustružnické nástroje, vrtačky, výstružníky, závitníky, frézy, stopkové frézy, odvalovací frézy, pily a protahovací nástroje.
Nástroje pro tvarování a tvarování: Zápustky (stříhání, tváření, tažení, protlačování, kování, kování za tepla, ražení mincí, ražení za studena, ražení, ořezávání), razníky, střižné nože, válce a trny.
Formy: Pro tlakové lití, lisování plastů (např. vstřikovací formy na plasty) a lisování keramiky.
Specializované komponenty: Součásti obráběcích strojů, pružiny, spojovací prvky s ultravysokými pevnostmi, speciální ventily a ložiska, kde je vyžadována vysoká odolnost proti opotřebení, pevnost, houževnatost a teplotní stabilita.

FAQ

Co je nástrojová ocel?

Nástrojová ocel je speciální třída uhlíkových nebo legovaných ocelí, navržená s vysokou tvrdostí, odolností proti opotřebení, houževnatostí a často i tepelnou odolností, konkrétně pro výrobu nástrojů, forem a matric, které řežou, tvarují nebo formují jiné materiály, a to především přesným tepelným zpracováním.

K čemu se používá nástrojová ocel?

Nástrojové oceli jsou specializované oceli používané především k výrobě nástrojů, jako jsou řezné nástroje, matrice a formy, k tvarování dalších materiálů, včetně kovů, plastů a dřeva, za různých teplotních podmínek. Používají se také pro vysoce výkonné strojní součásti a konstrukční aplikace vyžadující vysokou odolnost proti opotřebení, pevnost a houževnatost.

Z čeho se vyrábí nástrojová ocel?

Nástrojové oceli jsou komplexní slitiny na bázi železa obsahující značné množství uhlíku, chromu, vanadu, molybdenu nebo wolframu a někdy i kobaltu. Jsou speciálně navrženy tak, aby měly v kalené ocelové matrici rozptýlené tvrdé karbidy, čímž se dosáhne vlastností, jako je vysoká tvrdost a odolnost proti opotřebení.

Je nástrojová ocel s vysokým obsahem uhlíku?

Mnoho nástrojových ocelí jsou oceli s vysokým obsahem uhlíku, s obsahem uhlíku obvykle vyšším než u většiny uhlíkových konstrukčních ocelí, v rozmezí od 0,4% do 2,5%. Pokud se v nástrojové oceli sloučí vysoké množství uhlíku a legujících prvků, lze po tepelném zpracování získat karbidy s vysokou tvrdostí a vysokou odolností proti opotřebení. Některé lisovací oceli jsou však nízkouhlíkové (např. řada P) a jsou navrženy tak, aby se mohly cementovat, aby se dosáhlo tvrdého povrchu při zachování houževnatého jádra.

Rezaví nástrojová ocel?

Ano, většina nástrojových ocelí může rezavět, protože se jedná o slitiny na bázi železa. Zatímco některé, zejména typy s vysokým obsahem chromu, jako je řada D, nabízejí po kalení a leštění značnou odolnost proti skvrnám díky obsahu chromu, obecně se to nerovná plné korozní odolnosti nerezových ocelí. Pro formy, kde je vyžadována vysoká korozní odolnost, se někdy používají specializované martenzitické nerezové oceli.

Jak tvrdá je nástrojová ocel?

Nástrojové oceli jsou navrženy pro vysokou tvrdost, často v rozmezí od 50 do 70 Rockwell C (HRC), v závislosti na konkrétním typu a tepelném zpracování.

Jaký je rozdíl mezi pevností, tuhostí, tažností a houževnatostí?

Pevnost je schopnost materiálu odolávat aplikovanému namáhání bez deformace nebo zlomení, měřená vlastnostmi, jako je mez kluzu a mez pevnosti v tahu.
Tuhost (modul pružnosti) je jeho odolnost vůči elastické (dočasné) deformaci při namáhání, což znamená, jak moc se ohýbá nebo natahuje, než se vrátí do původního tvaru.
Tažnost je schopnost plasticky (trvale) se deformovat před lomem, což umožňuje natahování nebo ohýbání bez zlomení.

Souvisí flexibilita s pevností nástrojové oceli?

Pružnost, z hlediska elastické deformace, přímo souvisí s tuhostí (modulem pružnosti), nikoli s pevností. I když jsou nástrojové oceli velmi pevné, jejich tuhost (kolem 210 GPa nebo 30 x 10^6 psi) je napříč jakostmi relativně rovnoměrná a s teplotou se předvídatelně snižuje. Pevnost se naopak vztahuje k maximálnímu zatížení, kterému materiál odolá před trvalou deformací nebo lomem.

Co dělá nástrojovou ocel “lepší” pro břitové nástroje?

Vysoká tvrdost a odolnost proti opotřebení: Odolnost proti pronikání a zachování ostrosti břitu proti abrazivním materiálům, čehož se často dosahuje vysokým obsahem uhlíku a přítomností karbidů tvrdých slitin.
Vysoká tvrdost za tepla (červená tvrdost): Schopnost udržet si tvrdost při zvýšených teplotách vznikajících během vysokorychlostního řezání.
Dostatečná houževnatost: Odolnost proti odštípnutí a lámání při nárazech nebo rázovém zatížení, což je často kompromisem s extrémní tvrdostí.

Co je tepelné zpracování nástrojové oceli?

Tepelné zpracování nástrojové oceli zahrnuje řadu řízených kroků ohřevu a ochlazování, jejichž cílem je transformovat její vnitřní strukturu a výrazně zlepšit vlastnosti, jako je tvrdost, odolnost proti opotřebení, houževnatost a tvrdost za tepla pro náročné aplikace. Primárním cílem je změnit měkkou, žíhanou feritovou a karbidovou strukturu na tvrdou, pevnou martenzitickou strukturu s dobře rozloženými karbidy.

Co dělá popouštění s nástrojovou ocelí?

Popouštění je klíčové tepelné zpracování po kalení, které primárně zvyšuje houževnatost a tvárnost oceli a zároveň uvolňuje vnitřní pnutí způsobené kalením, které činí kalené oceli velmi křehkou. Pomáhá také stabilizovat mikrostrukturu, u některých slitin může vést k sekundární tvrdosti vysrážením komplexních karbidů a transformuje zbytkový austenit na čerstvý martenzit.

Kdy se provádí temperování?

Popouštění se provádí ihned po kalení, jakmile se součást ochladí na bezpečnou teplotu (obvykle mezi 50–75 °C nebo 125–200 °F), aby se minimalizovalo riziko praskání v důsledku vysokého vnitřního napětí v kaleném stavu.

Proč se nástrojová ocel často dvakrát nebo třikrát zušlechťuje?

Mnoho vysoce legovaných nástrojových ocelí si po počátečním kalení zachovává značné množství “zadrženého austenitu”, protože jejich teplota konečného martenzitu (Mf) je nižší než pokojová teplota. První popouštěcí cyklus tento zadržený austenit “podmiňuje”, což způsobuje jeho transformaci na nový, nepopuštěný a křehký “čerstvý martenzit” po ochlazení z popouštění. Následné popouštěcí cykly (dvojité nebo trojité) jsou pak nutné k popouštění tohoto nově vzniklého martenzitu, uvolnění jeho napětí, zvýšení celkové houževnatosti, zjemnění struktury zrn a zajištění rozměrové stability.

Jak žíhat nástrojovou ocel?

Žíhání zahrnuje ohřev oceli na zvýšenou teplotu po definovanou dobu (někdy nad, blízko nebo pod horní kritickou teplotu, obvykle 749–760 °C pro uhlíkové oceli), po kterém následuje velmi pomalé ochlazování, často v peci (např. 10–38 °C za hodinu). Účelem je změkčit ocel, obvykle za účelem zlepšení její obrobitelnosti, homogenizace její mikrostruktury a uvolnění vnitřního pnutí, což vede ke sférické mikrostruktuře s rozptýlenými sférickými karbidy ve feritové matrici. Žíhání je běžné u nakupované oceli a při přepracování kalených nástrojů.

Jak vrtat kalené nástrojové oceli?

Úspěšné vrtání kalené nástrojové oceli závisí především na specializovaných konstrukcích vrtáků, jako jsou vrtáky z monolitního karbidu nebo vrtáky ze žáruvzdorných slitin, v kombinaci s pevným uspořádáním stroje a pečlivě řízenými rychlostmi a posuvy.

Mohou karbidové frézy řezat nástrojovou ocel?

Ano, karbidové frézy se často používají k řezání nástrojové oceli, včetně kalených jakostí. Nabízejí vynikající výkon, odolnost proti opotřebení a schopnost pracovat při vyšších řezných rychlostech ve srovnání s frézami z rychlořezné oceli (HSS), často s pokročilými povlaky pro delší trvanlivost.

Může broušení zničit tvrdost nástrojové oceli?

Ano, nesprávné broušení může výrazně poškodit vlastnosti kalené nástrojové oceli v důsledku nadměrného lokálního tepla. To může vést k nežádoucím účinkům, jako je přepouštění (změknutí povrchu) nebo opětovné kalení (tvorba křehké, k praskání náchylné “bílé vrstvy”).

Lze svařovat nástrojovou ocel?

Nástrojové oceli lze svařovat, ale je to složitý proces vyžadující vysokou zručnost a pečlivou kontrolu. Správný předehřev, odlehčení pnutí po svařování a přesné cykly popouštění jsou klíčové pro prevenci praskání, minimalizaci deformací a zvládání kolísání tvrdosti v tepelně ovlivněné zóně.

Je pilníková ocel považována za nástrojovou ocel a je vhodná pro nože?

Ano, pilníková ocel je typ nástrojové oceli, obvykle se jedná o vysoce uhlíkovou jakost, která se vytvrzuje ve vodě, jako je W1. W1 je známá tím, že dosahuje velmi ostré hrany, a používá se pro jemné kuchyňské nože. Tyto oceli však mají ve srovnání s legovanějšími nástrojovými ocelemi nižší tvrdost za tepla a odolnost proti opotřebení.

Je ocel 4140 nástrojová ocel?

Ne, ocel 4140 je klasifikována jako středně uhlíková nízkolegovaná ocel, nikoli jako nástrojová ocel. Je široce používána pro strojní součásti a konstrukční aplikace vyžadující dobrou pevnost a houževnatost.

Je nástrojová ocel tvrdší než ocel?

Ano, nástrojové oceli jsou po tepelném zpracování obecně mnohem tvrdší než většina ostatních běžných ocelí (jako jsou obyčejné uhlíkové nebo nízkolegované oceli). Jsou navrženy pro velmi vysokou tvrdost, odolnost proti opotřebení a trvanlivost.

Proč je nástrojová ocel tak pevná?

Nástrojové oceli dosahují své pevnosti díky vysokému obsahu uhlíku, který umožňuje tvorbu velmi tvrdých martenzitických struktur během kalení, a díky legujícím prvkům (jako je chrom, wolfram, molybden a vanad), které tvoří velmi tvrdé, otěruvzdorné karbidové částice rozptýlené v celé ocelové matrici. Tato kombinace, optimalizovaná specifickým tepelným zpracováním, vede k vysoké pevnosti a odolnosti proti otěru.

Jaké jsou výhody nástrojové oceli?

Hlavními výhodami nástrojových ocelí jsou jejich vysoká tvrdost, vynikající odolnost proti opotřebení, dobrá tvrdost za tepla (odolnost proti měknutí při zvýšených teplotách), trvanlivost a pevnost, díky čemuž jsou ideální pro řezání, tváření a tvarování dalších materiálů za náročných podmínek.

Obsahuje nástrojová ocel železo?

Ano, nástrojové oceli patří do skupiny slitin železa. Stejně jako všechny oceli se skládají primárně ze železa, ke kterému se přidávají různé legující prvky pro dosažení specifických vlastností.

Jaký je rozdíl mezi nástrojovou ocelí a legovanou ocelí?

Všechny nástrojové oceli jsou typem legované oceli (nebo oceli s vysokým obsahem uhlíku), ale ne všechny legované oceli jsou nástrojové oceli. Nástrojové oceli jsou specializovanou kategorií, konkrétně určenou pro nástroje, které vyžadují extrémní tvrdost, odolnost proti opotřebení, pevnost a trvanlivost za náročných provozních podmínek. Obecně legované oceli jsou širší skupinou používanou pro konstrukční, strojírenské a další aplikace, kde se vlastnosti, jako je kalitelnost, pevnost a houževnatost, zlepšují legováním, ale ne nutně do extrémních úrovní nebo specifických rovnováh požadovaných pro nástroje.

Jaké jsou čtyři druhy oceli?

Oceli se dělí do širokých kategorií a běžné klasifikace zahrnují: uhlíkové oceli, legované oceli, nerezové oceli a nástrojové oceli. Některé klasifikace mohou také zahrnovat samostatnou kategorii pro rychlořezné oceli, které jsou také podmnožinou nástrojových ocelí.

Který typ oceli je nejpevnější?

“Nejsilnější” se může vztahovat na různé vlastnosti (mez kluzu, mez kluzu, rázová houževnatost a tvrdost). Ultravysokopevnostní oceli, kterými mohou být středně uhlíkové nízkolegované oceli (například modifikovaná 4340, např. 300M) nebo maragenské oceli, jsou navrženy pro velmi vysokou pevnost, často přesahující 1380 MPa (200 ksi) v tahu. Vysoce legované nástrojové oceli, zejména některé rychlořezné oceli (např. T15, M42) a nástrojové oceli práškové metalurgie (P/M), patří také k nejsilnějším z hlediska tvrdosti a odolnosti proti opotřebení a jsou schopny dosáhnout velmi vysokých hodnot tvrdosti dle Rockwella C (např. 66 HRC pro některé nástrojové oceli P/M, 69 HRC pro řadu M40). “Nejsilnější” závisí na konkrétní vlastnosti a aplikaci.

Získejte konkurenční výhodu s prémiovou nástrojovou ocelí

Využijte našich více než 20 let zkušeností s kováním. Nejenže prodáváme ocel, ale také nabízíme řešení na míru, která splňují vaše specifické potřeby. Kontaktujte naše specialisty pro podrobné informace a vysoce konkurenceschopnou nabídku.

Odborné poradenství Nejlepší ceny na trhu