Az S1 szerszámacél ütésálló anyag. Fő jellemzője a kivételes szívósság, ami rendkívül ellenállóvá teszi az ütésterheléssel szemben. Tulajdonságainak ismerete segít meghatározni, hogy megfelelően megfelel-e a gyártási igényeinek.

1. Kémiai összetétel¹

Az S1 acél tipikus kémiai összetétele (% tömeg) a következő tartományokba esik:

C	Ny	Kr	Si	V.	Mn	Mo	P	S
0.40 – 0.55%	1.50 – 3.00%	1.00 – 1.80%	0.15 – 1.20%	0.15 – 0.30%	0.10 – 0.40%	akár 0,50%	≤ 0,030%	≤ 0,030%

2. S1 szerszámacél tulajdonságai

Az S1 acél tulajdonságainak megértése segít meghatározni, hogy alkalmas-e az adott gyári alkalmazásokhoz:

2.1 Keménység

Az S1 szerszámacél 40 és 63 HRC közötti keménységet érhet el a feldolgozás után. hőkezelés. Azonban a legtöbb gyakorlati alkalmazáshoz, ahol elengedhetetlen a jellegzetes ütésállóság, az S1-et jellemzően a következő üzemi keménységi tartományban használják: 50-56 HRC, gyakran 55 HRC körüli keménységű. Fontos megjegyezni, hogy bár a nagyobb keménység javítja viselet ellenállás, általában csökkenti a szívósságot.

2.2 Hőkezelési válasz

Az S1 egy olajban keményedő acél, amely olajon keresztül képes elérni a kívánt keménységet. kioltás. Egyszerűbb vagy nagyobb keresztmetszetek esetén a vízzel vagy sólével történő oltás is életképes megoldás lehet. Közepes keménységi mélységet mutat.

Utóedzés és edzés kritikus lépések. Míg az alacsony megeresztési hőmérséklet (kb. 300°C / 570°F) maximális keménységet eredményez, az S1 széles, használható megeresztési tartományt kínál, körülbelül 175°C-tól 540°C-ig (350°F-tól 1000°F-ig). A nagyobb ötvözőtartalmú acélokhoz képest az S1 szerszámacél keménysége a megeresztési hőmérséklet emelkedésével kifejezettebb csökkenést mutat. Fontos megjegyezni, hogy a 315°C (600°F) alatti megeresztés fogékonyabbá teheti az acélt a bevágásérzékenységre.

2.3 Szilárdság és ütésállóság

Itt igazán kiemelkedő az S1 szerszámacél. Nagyon magas, gyakran a legnagyobb szívóssággal rendelkezik a szerszámacélok között, különösen sok hidegen alakított minőséghez képest. Ez a kivételes szívósság, az S1 acél egyik fő tulajdonsága, ideálissá teszi az ismétlődő ütéseknek, mechanikai sokkoknak vagy hirtelen terheléseknek kitett alkalmazásokhoz. A közepes széntartalom, a szilícium- és volfrám-adalékokkal kombinálva, kulcsfontosságú ehhez a tulajdonsághoz.

2.4 Kopásállóság

Az S1 szerszámacél közepes vagy alacsony kopásállósággal rendelkezik. Ez általában alacsonyabb, mint a hidegalakítású szerszámacélok, mint például a D2 vagy A2. A volfrámtartalom hozzájárul bizonyos mértékű kopásállósághoz. A fokozott felületi kopásállóságot igénylő alkalmazásokhoz a nitridálás megfontolható. Ez a folyamat azonban gondos kezelést igényel, mivel a hőmérséklet csökkentheti a mag keménységét és szilárdságát, ami nem megfelelő szabályozás esetén képlékeny alakváltozáshoz vezethet a nagy feszültségű területeken.

2.5 Meleg keménység és hőállóság

Az S1 szerszámacél rendelkezik alacsony és közepes melegkeménység. Magasabb hőmérsékleten nem tartja meg keménységét olyan hatékonyan, mint a gyorsacélok. Mindazonáltal, részben volfrámtartalmának köszönhetően, bizonyos fokú hőállósággal rendelkezik, amely lehetővé teszi mérsékelten magas hőmérsékletű üzemben vagy bizonyos melegalakítási alkalmazásokban való alkalmazását, általában 540 °C (1000 °F) körüli hőmérsékletig.

2.6 Megmunkálhatóság

Megfelelő lágyítás esetén az S1 szerszámacélt úgy tekintik, mint aminek van jó megmunkálhatóság. Gyakran 90-95-ös értékre emlegetik, szemben a 1% szénacél 100-as szabványával. Még edzett állapotban is a megmunkálhatósága meglehetősen jónak tekinthető. Az S1 acél megmunkálhatósága tovább javítható a kéntartalom növelésével.

2.7 Méretstabilitás

Az olajos oltás, az S1 tipikus módszere, általában a következő eredményt adja: kis és kiszámítható dimenzióváltozások. Míg a levegőn edzhető acélok, mint például az S7, kiváló méretstabilitást kínálnak, az S1 szerszámacél méretstabilitási teljesítménye jónak tekinthető olaj- vagy vízkeményedés esetén. A vízzel való edzés súlyos hősokkot okoz az S1 szerszámacélnak, növelve a repedés és a deformáció kockázatát, ezért óvatosan kell használni.

3. S1 szerszámacél hőkezelése

Az S1 szerszámacél ütésálló acél. A megfelelő hőkezelés kritikus fontosságú a teljesítménye szempontjából. Ez az útmutató az S1 szerszámacél standard hőkezelési lépéseit ismerteti.

3.1 Előmelegítés

Az S1 szerszámacél ausztenitesítés előtti előmelegítéséhez szükség van. Ez csökkenti a hősokkot, segít enyhíteni a megmunkálási feszültségeket, és javíthatja a kemence termelékenységét.

Eljárás: Melegítse fel 650-677°C-ra (1200-1250°F). Tartsa ezen a hőmérsékleten 10-15 percig, vagy amíg egyenletesen felmelegszik. Az előmelegítéstől az ausztenitesedési hőmérsékletig történő gyors felmelegítés előnyös.

3.2 Ausztenitesítés (edzés)

Ez a lépés átalakítja az acél szerkezetét ausztenit, ötvözőelemek oldása edzéshez.

Eljárás: Melegítse 940-954°C-ra (1725-1750°F). A 845-925°C (1550-1700°F) tartományt is megadják.

Áztatási idő: Áztassa 1 órán át hüvelykenként a legkisebb keresztmetszetet (pl. 30 percig 1/8 hüvelyk esetén). Szigorúan tartsa be az áztatási időket, mivel a túlzott idő káros lehet.

3.3 Kioltás

A gyors hűtés az ausztenitet martenzitté alakítja. Az S1 elsősorban olajban keményedő acél.

Eljárás: Olajban hűtsük le 52-65°C-ra (125-150°F). Azonnal edzés. Az S1 esetében a levegőn történő edzés lehetséges, de ezt a szelvényméret korlátozhatja.

3.4 Edzés

A megeresztést közvetlenül a kioltás után végzik a feszültségek enyhítése, a szívósság növelése és a keménység beállítása érdekében. Emellett átalakítja a visszamaradt ausztenitet és finom keményfémeket kicsap.

Eljárás:

• Többszörös indulatok: Az S1 szerszámacél esetében erősen ajánlott több edzési ciklus.
• Áztatási idő: Áztassa 2 órán át keresztmetszet-vastagság hüvelykenként minden hőmérséklethez.
• Hőmérséklet-tartomány: Az S1 általános megeresztési tartománya a következő: 175-540°C (350-1000°F).

1. Alacsonyabb hőmérsékleten (pl. 300-600°F / 149-316°C) nagyobb keménység érhető el.
2. A magasabb hőmérséklet csökkenti a keménységet, de maximalizálhatja a szívósságot.
3. A keménység jellemzően körülbelül 58 HRC-től (edzés után) körülbelül 41 HRC-ig (540 °C-on megeresztve) terjed.

• Hűtés: Lassan hűtsük le álló levegőn.

S1 Szerszámacél megeresztési hőmérsékletek és a kapott keménység

Edzési hőmérséklet	Rockwell C.
Ahogy eloltották	58
150°C	56
400°F / 205°C	55
600°F / 315°C	53
800°F / 425°C	51
1000°F / 540°C	48
1200°F / 650°C	43

4. Az S1 szerszámacél alkalmazásai

A szívósság és az ütésállóság jellegzetes keveréke teszi az S1 szerszámacélt megbízható anyaggá számos igényes ipari alkalmazáshoz. Ha a gyártási folyamatai olyan szerszámokat vagy alkatrészeket tartalmaznak, amelyek rendszeresen nagy ütéseknek vagy nagy igénybevételnek vannak kitéve, az S1 robusztus és megbízható anyagmegoldást kínál.

Az alábbi táblázat az S1 szerszámacél gyakori alkalmazásait ismerteti, és kiemeli, hogy miért választották ezeket a feladatokat:

Alkalmazási kategória	Konkrét példák	Az S1 szerszámacél főbb előnyei ezekben az alkalmazásokban
Ütő- és vágószerszámok	Kézi vésők, pneumatikus faragók (az S1-et néha “volfrámvésőacélnak” is nevezik erre a célra), különféle lyukasztók (beleértve a lyukasztó-, vágó- és húzólyukasztókat), nyírópengék nehéz anyagok és hulladékanyagok hideg nyírására.	Az S1 szerszámacél kiemelkedő szívóssága megakadályozza a korai lepattogzást, repedést vagy katasztrofális meghibásodást ismételt ütések vagy intenzív forgácsolóerők hatására.
Formázás és sajtolás	Hidegen alakító szerszámok, sajtoló szerszámok, hidegen vágó szerszámok (különösen bonyolult formákhoz), szegecskészletek és anyagbélyegzők.	Az S1 kiváló ütésállóságot és jó nyomószilárdságot kínál, így ellenáll az alakítási és sajtolási műveletek során fellépő súlyos, gyakran ismétlődő erőknek.
Speciális hidegmegmunkálás	Tüskék, tekercsek és különféle egyéb szerszámok, amelyeket igényes hideghúzási és alakítási folyamatokban használnak.	Az S1 eredendő szívóssága kritikus tulajdonság azoknál a szerszámoknál, amelyeknek jelentős üzemi igénybevételt kell elviselniük törés nélkül, biztosítva a szerszám hosszú élettartamát.
Mérsékelt hőterhelésű munkák	Bizonyos típusú melegnyíró pengék, néhány melegalakító lyukasztó, ahol a hőmérséklet nem szélsőséges.	Az S1 volfrámtartalma lehetővé teszi a szerkezeti integritás és keménység megőrzését mérsékelten magas hőmérsékleten, jellemzően akár 540 °C-ig (1000 °F).
Szerkezeti és gépalkatrészek	Különböző gépelemek, például bütykök, tengelyek, orsók, fogaskerekek és lánckerekek, amelyek ütésterhelésnek vannak kitéve.	Az S1 szerszámacél megbízható választást kínál olyan alkatrészekhez, amelyekhez nagy szilárdság és a működés közbeni ütések és ütések elnyelésének képessége kombinációja szükséges.
Műanyag öntés	Kis és közepes méretű betétek műanyag fröccsöntő formákhoz.	Ezekben az alkalmazásokban az S1 fokozott szívósságot kínál az alternatív szerszámacélokhoz, például a D2-höz képest, jelentősen csökkentve a lapka repedésének kockázatát és meghosszabbítva a szerszám élettartamát.

5. Fontos szempontok az S1 szerszámacél kiválasztásához

Bár az S1 szerszámacél kiváló teljesítményjellemzőkkel rendelkezik a tervezett alkalmazásokhoz, a leendő felhasználóknak a következőkre kell figyelniük:

• Elérhetőség: A mai piacon az S1 széles körű használata némileg visszaesett, és a beszállítók egyre gyakrabban tartanak raktáron olyan minőségeket, mint az S5 vagy az S7 szerszámacél. Ez befolyásolhatja az S1 azonnali elérhetőségét. Azonban azokban a speciális, kritikus alkalmazásokban, ahol a maximális szívósság elengedhetetlen a repedések megakadályozásához súlyos ütési körülmények között, az S1 szerszámacél továbbra is kivételesen értékes és hatékony anyagválasztás.
• Hőkezelési pontosság: Bármely S1 szerszámacél alkatrész keménységének és szívósságának optimális egyensúlyának elérése kritikusan függ a megfelelő hőkezelési protokoll végrehajtásától. A megeresztési ciklus különösen fontos ezen tulajdonságok finomhangolásához, a szerszám vagy alkatrész maximális élettartamának és teljesítményének biztosítása érdekében. 

6. Egyenértékű osztályzat

• DIN: 1.2550
• Kína, Nagy-Britannia: 6CrW2Si vagy 5CrW2Si

1. Roberts, G., Krauss, G. és Kennedy, R. (1998). Szerszámacélok (5. kiadás). ASM International. ↩︎

GYIK