Właściwości stali narzędziowej do pracy na gorąco 3Cr2W8V (H21)

W Aobo Steel zdajemy sobie sprawę, że wybór odpowiedniego materiału ma kluczowe znaczenie dla wydajności i trwałości Twoich narzędzi. Mając ponad 20 lat doświadczenia w kuciu i rozległą wiedzę na temat stali narzędziowej, chcemy zapewnić jasne informacje na temat stali narzędziowej 3Cr2W8V, znanej również jako H21. Jest to powszechna stal narzędziowa do obróbki na gorąco, a zrozumienie jej szczegółów technicznych jest ważne dla jej efektywnego wykorzystania.

1. Skład chemiczny stali narzędziowej 3Cr2W8V

Stal narzędziowa 3Cr2W8V to stal stopowa zdefiniowana przez jej skład chemiczny. Podczas gdy normy mogą się nieznacznie różnić, głównymi elementami stopowymi są:

• Węgiel (C): Zwykle 0,30% – 0,40%
• Chrom (Cr): Zwykle 2.20% – 2.70%
• Wolfram (W): Zwykle 7,50% – 9,00%
• Wanad (V): Zwykle 0,20% – 0,50%

W celu utrzymania jakości materiału obowiązują również ograniczenia dotyczące zanieczyszczeń, takich jak fosfor (P) i siarka (S).

2. 3Cr2W8V Gatunki równoważne stali narzędziowej

Podczas globalnego pozyskiwania materiałów możesz napotkać różne nazwy dla tych samych lub podobnych gatunków stali. Odpowiedniki stali narzędziowej 3Cr2W8V obejmują:

• Europejski (EN): X30WCrV9-3 (1,2581)
• Stany Zjednoczone (AISI): H21
• Japonia (JIS): SKD5
• Niemcy (DIN): 1.2581, X30WCrV9-3
• Czechy (ČSN): 19721

Należy pamiętać, że skład chemiczny może się nieznacznie różnić w zależności od normy. Zawsze sprawdzaj arkusz danych konkretnego materiału, aby upewnić się, że spełnia on Twoje dokładne potrzeby.

3. Właściwości stali narzędziowej 3Cr2W8V

Elementy stopowe nadają stali narzędziowej 3Cr2W8V właściwości niezbędne do pracy w wysokich temperaturach:

• Twardość na gorąco: Materiał ten zachowuje twardość i wytrzymałość w wysokich temperaturach, sięgających zazwyczaj ok. 650°C, nie ulegając odkształceniom.
• Odporność na zużycie cieplne i zmęczenie: Wytrzymuje zużycie i naprężenia spowodowane powtarzającymi się cyklami nagrzewania i chłodzenia, powszechnymi podczas obróbki cieplnej.
• Wytrzymałość w wysokiej temperaturze: Zapewnia rozsądną wytrzymałość w temperaturach roboczych, co pomaga zapobiegać pękaniu pod wpływem naprężeń.

4. Zastosowania stali narzędziowej 3Cr2W8V

Ze względu na te właściwości stal narzędziowa 3Cr2W8V wykorzystywana jest do:

• Kucie na gorąco: Stemple i matryce, zwłaszcza tam, gdzie obciążenia udarowe nie są nadmiernie duże.
• Wytłaczanie na gorąco: Narzędzia takie jak matryce i trzpienie, w szczególności do stopów miedzi.
• Odlewanie ciśnieniowe: Tradycyjnie stosowany do odlewania ciśnieniowego stopów aluminium i miedzi, chociaż w niektórych przypadkach nowsze stale mogą charakteryzować się dłuższą żywotnością.
• Inne prace na gorąco: Gorące ostrza tnące i gorące narzędzia do przycinania.

5. Znaczenie obróbki cieplnej

Aby uzyskać optymalną wydajność stali narzędziowej 3Cr2W8V, konieczne jest precyzyjne obróbka cieplnaTypowy proces obejmuje:

1. Austenityzowanie: Podgrzewanie do temperatury 1050°C-1100°C.
2. Gaszenie: Zazwyczaj hartowanie w oleju jest stosowane w celu uzyskania twardej, martenzytycznej struktury. Wyższe temperatury austenityzacji mogą zwiększyć hartowność, ale wymagają starannej kontroli, aby uniknąć odkształceń lub pęknięć. Hartowanie w gazie, czasami z następowym olejem, może być stosowane w przypadku większych przekrojów.
3. Ruszenie: Proces ten przeprowadza się dwa lub trzy razy, zwykle w temperaturze 560°C – 580°C, aby uzyskać równowagę twardości i wytrzymałości.

Proces ten zazwyczaj daje twardość 49-52 HRC. Można dostosować konkretne metody obróbki; na przykład niższe temperatury hartowania można stosować w przypadku zastosowań obróbki na zimno, które wymagają udoskonalonej struktury ziarna i zwiększonej wytrzymałości.

6. Poprawa wydajności dzięki obróbce powierzchni

Obróbka powierzchni może znacząco wydłużyć żywotność narzędzi 3Cr2W8V:

• Azotowanie / Azotowanie tlenowe: Zwiększa twardość powierzchni i odporność na zużycie. Azotowanie tlenowe wykazało dobre wyniki w przypadku odlewów ciśnieniowych z aluminium.
• Powłoki PVD (np. TiN): Zwiększa twardość powierzchni, zmniejsza tarcie i poprawia odporność na zużycie i zatarcie.
• Leczenie parą wodną: Tworzy ochronną warstwę tlenku, zwiększając odporność na korozję.
• Boronowanie: Zwiększa odporność na zużycie; czasami stosowana w połączeniu z azotowaniem jonowym w przypadku matryc do wytłaczania na gorąco.
• Galwanizacja elektrochemiczna (chrom): Zwiększa odporność na zużycie i zmniejsza przywieranie materiału podczas odlewania ciśnieniowego.

7. Potencjalne wyzwania i najlepsze praktyki

Mimo że stal narzędziowa 3Cr2W8V jest skuteczna, użytkownicy powinni być świadomi potencjalnych problemów z nią związanych:

• Wyśmienity: Większa zawartość stopu może powodować pękanie w punktach naprężeń, takich jak ostre narożniki lub zmiany przekroju, lub z powodu szoku termicznego. Prawidłowe podgrzewanie wstępne i unikanie szybkiego chłodzenia są niezbędne.
• Zużycie/zmęczenie (odlewanie ciśnieniowe): Mogą wystąpić zjawiska zużycia adhezyjnego, utleniania, wgniecenia powierzchni i zmęczenie cieplne.
• Wady materiałowe: Problemy takie jak odwęglanie lub nawęglanie podczas obróbki cieplnej bądź niewłaściwe kucie i wyżarzanie mogą prowadzić do przedwczesnej awarii.

W firmie Aobo Steel, dzięki ponad 20-letniemu doświadczeniu w kuciu oraz współpracy z ponad 40 stabilnymi dostawcami, możemy skutecznie zarządzać tymi czynnikami poprzez staranny dobór materiałów, przetwarzanie i kontrolę obróbki cieplnej.

8. Alternatywne opcje stali

Jeśli stal narzędziowa 3Cr2W8V nie spełnia w pełni Twoich wymagań, inne gatunki mogą okazać się bardziej odpowiednie:

• 4Cr5MoSiV1 (H13): Zapewnia lepszą wytrzymałość i odporność na zmęczenie cieplne, często stosowany jako zamiennik.
• Stale bazowe (np. 6Cr4W3Mo2VNb, 5Cr4Mo3SiMnVAl): Zapewniają one wysoką wytrzymałość i odporność na obciążenia dynamiczne zarówno przy obróbce na gorąco, jak i na zimno.
• Specjalistyczne stale odlewane ciśnieniowo: Zoptymalizowany pod kątem odporności na zmęczenie cieplne w odlewach aluminiowych.
• Stal szybkotnąca (gatunki modyfikowane/PM): Brane pod uwagę w zastosowaniach o dużym zużyciu, wymagających dobrej wytrzymałości.

Wybór odpowiedniej stali dzięki Aobo Steel

Wybór optymalnej stali zależy od konkretnego procesu: temperatury pracy, rodzaju obciążenia, obrabianego materiału i oczekiwanej trwałości narzędzia.

Aobo Steel ma doświadczenie i wiedzę, które pomogą Ci ocenić, czy 3Cr2W8V jest najlepszym wyborem, czy też inny gatunek zapewni lepszą wartość. Skontaktuj się z nami, aby omówić swoje konkretne potrzeby dotyczące aplikacji. Odwiedź nas na www.aobosteel.com.