Az O2 szerszámacél nagy keménységgel és kopásállósággal rendelkezik. Edzés közben minimális torzulást mutat, és kiváló edzhetőségű. Ez az acél alkalmas különféle precíziós mérőszerszámok és sablonok készítésére. Kisebb méretű szerszámokhoz, hidegsajtoló formákhoz, gravírozó formákhoz és kivágó szerszámokhoz is használják. Ezenkívül szerszámgépcsavarokhoz és egyéb szerkezeti alkatrészekhez is használható.

Az amerikai ASTM A681 rendszerben az O2 a jelölése. Hasonló jelölések más nemzeti szabványokban is szerepelnek, többek között az ISO 90MnV2, az USA/UNS T31502, a Germany/DIN 90MnCrV8 és a Germany/W-Nr. 1.2842. 

1. Alkalmazások

A jobb áttekintés érdekében íme az O2 szerszámacél tipikus ipari felhasználási módjainak lebontása, kiemelve, hogy tulajdonságai hol biztosítják a maximális hasznot:

Alkalmazási kategória	Specifikus O2 acél felhasználások	Legfontosabb előnyök az Ön működése szempontjából
Matricák és lyukasztók	Kivágó szerszámok, vágószerszámok, húzó szerszámok, peremező szerszámok, formázó lyukasztók. Különösen hatékonyak sajtolószerszámok nyersdarabtartóiként (nyomásnak és súrlódásnak ellenállnak), valamint kidobóként és nyersdarabtartóként mélyhúzó szerszámokban (súrlódásnak ellenállnak).	Kiváló kopásállóság, jó szívósság, méretstabilitást biztosít az állandó alkatrészgyártás érdekében.
Mérőeszközök	Precíziós mérőeszközök, mesteridomszerek.	Nagy méretstabilitás edzés után, ami elengedhetetlen a pontossághoz; jó kopásállóság a hosszú élettartam érdekében.
Gépalkatrészek	Olyan elemek, mint a bütykök, tartós perselyek és kopásálló vezetők.	Biztosítja a szükséges kopásállóságot és szívósságot az igényes mechanikus alkatrészekhez.
Éremkészítés és porpréselés	Éremöntő szerszámok, lyukasztók és matricák porfém tömörítéséhez.	Ellenáll a nagy nyomóerőknek és az ezekben a folyamatokban gyakori abrazív kopásnak.
Hidegen hengerlés	Hidegen hengerelt hengerlésekhez használt hengerek.	Biztosítja a fémek környezeti hőmérsékleten történő alakításához szükséges nagy kopásállóságot és szívósságot.

2. Az O2 szerszámacél kémiai összetétele

Elem	Szimbólum	Tipikus tartalom (%)	Megjegyzések
Szén	C	0,85 – 0,95	Névleges: ~0,90%. Elengedhetetlen a keménység és a kopásállóság szempontjából.
Mangán	Mn	1,40 – 1,80	Névleges: ~1,60%. Az O2 elsődleges ötvözőeleme; elősegíti az edzhetőséget.
Szilícium	Si	Max. 0,50	Névleges: ~0,25%. Deoxidálószerként működik.
Króm	Kr	Max. 0,50	Névleges: ~0,22% vagy ~0,50%. Hozzájárul az edzhetőséghez és a kopásállósághoz.
Vanádium	V.	Max. 0,30	Névleges: ~0,20% vagy ~0,30%. Elősegíti a finomszemcsés szerkezetet és a szívósságot.
Volfrám	Ny	Max. 0,30	Névleges: ~0,30%. Javíthatja a kopásállóságot magasabb hőmérsékleten.
Molibdén	Mo	Max. 0,30	Névleges: ~0,30%. Növeli az edzhetőséget és a szívósságot.
Nikkel	Ni	Max. 0,30	Kis mennyiségben előfordulhat.
Foszfor	P	Max. 0,03	Minimálisra csökkentve, mivel csökkentheti a szívósságot.
Kén	S	Max. 0,03	Minimálisra csökkentve; befolyásolhatja a szívósságot, de egyes acélok megmunkálhatóságát segíti.
Réz	Cu	Max. 0,25	Tipikusan szennyeződés.
Vas	Fe	Egyensúly	Az anyag többi része.

Megjegyzés: A névleges értékek hozzávetőlegesek, és forrástól vagy fajlagos hőtől függően kissé eltérhetnek, de az összösszetétel az AISI O2 minőségre meghatározott tartományokon belül marad.

A kompozíció hatása a teljesítményre

A magas széntartalom és a mérsékelt ötvözés – különösen a más O-sorozatú szerszámacélokhoz, például az O1-hez képest jelentősen magasabb mangántartalom – határozza meg az O2 szerszámacélt. Ez a készítmény kiváló edzési tulajdonságokat biztosít az O2 számára olajban edzve, ami jó egyensúlyt biztosít a kopásállóság és a szívósság között, így alkalmas különféle hidegalakítási szerszámozási alkalmazásokhoz. 

3. O2 szerszámacél tulajdonságai

Íme a kulcs lebontása O2 acél tulajdonságai és mit jelentenek ezek a működésed szempontjából:

Ingatlan kategória	Leírás és jelentőség a felhasználók számára
Nagy keménység	Figyelemre méltó felületi keménységet ér el (60-62 HRC), ami kritikus fontosságú a benyomódással szembeni ellenállás, az éles vágóél vagy a tartós alakítófelület fenntartása érdekében a szerszámokban.
Jó kopásállóság	A magas széntartalom és az ebből eredő keménység hozzájárul a kopással szembeni jó ellenálláshoz, meghosszabbítva a szerszámok és matricák élettartamát.
Közepes szívósság	Kiegyensúlyozott szívósságot kínál, amely számos hidegalakítási alkalmazáshoz alkalmas, segítve megelőzni a korai lepattogzást vagy törést üzemi stressz alatt.
Jó deformálódásmentes tulajdonságok	Elismerésre méltó méretstabilitást mutat viszonylag alacsony torzulás mellett az olajos edzésű hőkezelési eljárás után. Ez létfontosságú a precíziós szerszámok esetében.
Jó biztonság az edzés során	Az O2 acélhoz használt olajos edzési módszer minimalizálja a repedés és a torzulás kockázatát a vízzel történő edzéshez képest, ami különösen előnyös az összetett szerszámgeometriák esetén.
Megmunkálhatóság	Lágyított (előedzett) állapotában az O2 szerszámacél (ebben a tekintetben hasonló az O1-hez) jó megmunkálhatóságot kínál, ami megkönnyíti a szerszámgyártást.
Termikus érzékenység	Fontos megjegyezni, hogy az O2 acél gyenge ellenállással rendelkezik a lágyulással szemben magas hőmérsékleten. Ez a tulajdonság határozottan a hidegalakítható acél kategóriába sorolja, ami azt jelenti, hogy nem alkalmas magas hőmérséklettel járó alkalmazásokhoz.

Nem lehet eléggé hangsúlyozni, hogy a végső O2 acél mechanikai tulajdonságai mélyrehatóan befolyásolja az alkalmazott hőkezelési ciklus. Az olyan tényezőket, mint az ausztenitesítési hőmérséklet, a kioltási sebesség és az azt követő megeresztési folyamat, aprólékosan szabályozzák a kívánt keménység, szívósság és kopásállóság elérése érdekében.

4. O2 szerszámacél hőkezelése

Az O2 szerszámacél keménységének és kopásállóságának elérése precíz hőkezelési eljáráson múlik. Olajban edzhető hidegalakítható acélként kivételes tulajdonságait szabályozott hőciklusok révén fejti ki. További információkért erről a témáról kérjük, tekintse meg a következőt: O2 szerszámacél hőkezelése.

4.1 A hőkezelési folyamat

Az O2 szerszámacélt jellemzően lágyított állapotban szállítják. Ez a kezdeti hőkezelés lágyítja az acélt, oldja a feszültségeket és finomítja mikroszerkezetét, így könnyebben megmunkálható vagy előkészíthető hidegalakításra.

Súlyos hidegalakítás esetén szferoidizáljon lágyítás előnyben részesített:

• Melegítsük az acélt az alsó kritikus hőmérséklete (Ac1) közelébe vagy kissé az alá.
• Tartsa ezt a hőmérsékletet hosszabb ideig.
• Lassan hűtsük le. Ez a folyamat a keményfémeket gömb alakúra alakítja, ami maximális puhaságot és képlékenységet eredményez.

4.2 A keményedési ciklus

Az edzés az a kritikus fázis, amelyben az O2 acél elnyeri jellegzetes nagy keménységét. Ez magában foglalja a melegítést az ausztenites szerkezet létrehozásához, majd a gyors lehűtést (kioltást), amely túlnyomórészt martenzites szerkezetet hoz létre.

4.2.1 Előmelegítés

Bár az O2 olajkeményedéses minőség, az előmelegítés erősen ajánlott, különösen nagyobb szakaszok vagy bonyolult alkatrészek esetén, hogy minimalizálja a hősokkot, és csökkentse a torzulást vagy repedést.

• Ajánlott előmelegítési hőmérséklet: Körülbelül 650°C (1200°F).
• Tipp: Ha az alkatrészt az előmelegítés előtt a kemence tetejére helyezi, azzal fokozatosan növelheti a hőmérsékletét.

4.2.2 Ausztenitesítés

Az ausztenitesítés során az acélt egy adott hőmérsékletre hevítik, hogy szerkezete teljesen ausztenitté alakuljon, lehetővé téve a karbidok feloldódását.

• O2 acél ajánlott ausztenitesítési hőmérséklete: 790–815 °C (1454–1472 °F). Egyes források 800 °C-ot (1475 °F) javasolnak.
• Áztatási idő: Tartsa 25 mm (1 hüvelyk) vastagságonként 30–45 percig az egyenletes melegítés és a keményfém feloldódása érdekében.
• Figyelem: Megfelelő kemence légkör szabályozása a túlzott dekarbonizáció vagy oxidáció megelőzése érdekében.

4.2.3 Edzés olajban

Ausztenitesítés után az O2 acélt gyorsan olajban edzik, hogy az ausztenit kemény martenzitté alakuljon.

• Edzőközeg: Az olaj az O2 acélra jellemző, hatékony edzést biztosít, kisebb torzulási kockázattal, mint a víz, különösen összetett formák esetén.
• Célzott oltási hőmérséklet: Addig oltsa, amíg az acél eléri a körülbelül 66–93 °C-ot (150–200 °F).

4.2 Edzés

A kioltott martenzit nagyon kemény, de törékeny és feszültség alatt áll. A megeresztés nélkülözhetetlen utókezelés a szívósság és a képlékenység javítására, a keménység kívánt szintre csökkentésére, a belső feszültségek enyhítésére és a méretstabilitás fokozására.

A temperálás kritikus időzítése:

Az O2 acél alkatrészeket edzés után azonnal meg kell melegíteni, amint azok elérik az 52–65 °C-ot (125–150 °F). A késleltetés repedésekhez vezethet.

• Melegítési hőmérséklet: Általában 175°C (350°F) körüli hőmérséklet O2 acél esetében (hasonlóan az O1-hez). A tipikus tartomány 149–232°C (300–450°F) között van, a kívánt végső keménységtől függően. Alacsonyabb hőmérséklet nagyobb keménységet eredményez; magasabb hőmérséklet növeli a szívósságot, de csökkenti a keménységet.
• Áztatási idő: Áztassa legalább 2 órán át a legvastagabb szakaszon 25 mm-enként (1 hüvelyk).

Többszörös edzési ciklusok:

Az O2 szerszámacél esetében gyakran ajánlott több (jellemzően kettő) megeresztési ciklus. A második megeresztés (miután az elsőt szobahőmérsékletre hűtötték) tovább finomítja a mikroszerkezetet, jobban oldja a feszültséget, és átalakíthatja a megmaradt ausztenitet. A ciklusok között szobahőmérsékletre kell hűteni a levegőn.

4.3 Opcionális speciális kezelések O2 acélhoz

Speciális igények esetén vegye figyelembe ezeket a kezeléseket:

4.3.1 Feszültségcsökkentés a fokozott stabilitás érdekében

A feszültségmentesítés minimalizálja a gyártásból (megmunkálás, alakítás) származó maradékfeszültségeket. Melegítse Ac1 alá, tartsa ezen a hőmérsékleten, majd lassan hűtse le.

• Időzítés: Edzés előtt, vagy edzés és megeresztés után.
• Utóedzés esetén: A túlzott lágyulás elkerülése érdekében a végső megeresztési hőmérsékletnél ~25°C-kal (50°F-kal) alacsonyabb hőmérsékletet használjon.

4.3.2 Nulla alatti kezelés (kriogén kezelés)

A mínusz hőmérsékletű kezelés a visszamaradt ausztenitet (amely a kioltás során nem alakult át) nagyon alacsony hőmérsékletre (pl. -75°C / -103°F vagy alacsonyabb) történő hűtéssel martenzitté alakíthatja. Ez növelheti a keménységet és a méretstabilitást.

• Kritikus utókezelés: Használat esetén az O2 acélt használat után azonnal meg kell hőkezelni, hogy enyhítsük az új martenzit okozta feszültségeket és javítsuk a szívósságot.

4.4 Az O2 acél hőkezelési paramétereinek összefoglalása

Egy gyors áttekintés a tipikus O2 acél hőkezelési eljárásról:

Folyamatlépés	Hőmérséklet-tartomány	Tipikus időtartam/Főbb megjegyzések	Elsődleges cél
Lágyítás	(Szferoidizál) Ac1 közelében/kissé az alatt	Hosszan tartó melegítés, lassú hűtés	Maximalizálja a puhaságot, javítja a megmunkálhatóságot
Előmelegítés	~650°C (1200°F)	Amíg egyenletes hőmérséklet nem lesz	Minimalizálja a hősokkot és csökkenti a torzulás kockázatát
Ausztenitizálás	790–815 °C (1454–1472 °F)	30–45 perc 25 mm-enként (1 hüvelyk) szakaszonként	Ausztenit képződése, karbidok feloldása
Edzés (olaj)	Hűtsük le 66–93°C-ra (150–200°F)	Gyors hűtés olajban	Ausztenit martenzitté alakítása
Edzés	149–232°C (300–450°F) (pl. jellemzően 175°C / 350°F)	Min. 2 óra 25 mm-es (1 hüvelykes) szakaszonként. Dühítsd fel magad azonnal amint az alkatrész hőmérséklete eléri az 52–65 °C-ot (125–150 °F).	Növeli a szívósságot, csökkenti a ridegséget, oldja a feszültséget. A többszörös hőmérséklet-beállítások gyakran a legjobbak.
Stresszoldás	(Utóedzés esetén) ~25°C-kal (50°F-kal) a megeresztési hőmérséklet alatt.	Várjuk meg, majd lassan hűtsük le	Gyártási stressz enyhítése
Sub-Zero Trt.	Nagyon alacsony (pl. -75°C / -103°F)	–	Átalakítani a megtartott ausztenitet. Közvetlenül utána indulj meg.

Az O2 acél hőkezelési ajánlásainak betartása elengedhetetlen a célzott keménység (jellemzően 60–62 HRC) és az optimális teljesítmény eléréséhez. 

GYIK