Właściwości i zastosowania stali narzędziowej do pracy na gorąco 8Cr3

Stal narzędziowa 8Cr3 to niezawodna stal o wysokiej zawartości węgla stal narzędziowa do pracy na gorąco powszechnie stosowany w różnych zastosowaniach. Jest to zasadniczo zmodyfikowana stal narzędziowa węglowa T8, ulepszona przez dodanie 3.20% do 3.80% chromu (Cr).

1. Skład stali narzędziowej 8Cr3

Skład chemiczny stali narzędziowej 8Cr3 według normy GB/T 1299-2000 przedstawia się następująco:

• Węgiel (C): 0,75% do 0,85%
• Krzem (Si): ≤ 0,40%
• Mangan (Mn): ≤ 0,40%
• Chrom (Cr): 3.20% do 3.80%
• Fosfor (P): ≤ 0,030%
• Siarka (S): ≤ 0,030%
• Miedź (Cu): ≤ 0,030% 

2. Właściwości podstawowe

• Wzbogacenie chromu: Dodatek chromu zwiększa hartowność i zapewnia umiarkowaną odporność na wysokie temperatury (do około 500°C).
• Odporność na zużycie: 8Cr3 zapewnia dobrą odporność na zużycie. Wynika to z tworzenia drobnych, równomiernie rozłożonych węglików w jego mikrostrukturze, co jest ważne w zastosowaniach obejmujących tarcie i ścieranie.
• Wytrzymałość: Stal zachowuje odpowiednią wytrzymałość zarówno w temperaturze pokojowej, jak i w umiarkowanie wysokich temperaturach.

3. 8Cr3 Obróbka cieplna i twardość stali narzędziowej

Prawidłowy obróbka cieplna ma kluczowe znaczenie dla maksymalizacji wydajności stali narzędziowej 8Cr3.

3.1 Wyżarzanie

• Stan dostawy: Dostarczane są zazwyczaj w stanie wyżarzonym.
• Twardość: 207 do 255 HBW (twardość Brinella). Ten miękki stan ułatwia obróbkę.

3.2 8Cr3 Hartowanie i odpuszczanie stali narzędziowej

• Hartowanie: Austenityzowanie w temperaturze 830°C–880°C, a następnie hartowanie w oleju.
• Osiągnięta twardość (po hartowaniu): Zwykle przekracza 55 HRC (twardość Rockwella C), często osiągając 59–62 HRC.
• Ruszenie: Niezbędne po hartowaniu, aby zmniejszyć kruchość i osiągnąć właściwą równowagę twardości i wytrzymałości. Odpuszczanie jest zwykle wykonywane w temperaturze od 480°C do 520°C.
• Twardość robocza (po hartowaniu): Około 41 do 46 HRC.
• Ostrożność: Odpuszczanie w temperaturze od 460°C do 480°C może obniżyć odporność na uderzenia; należy o tym pamiętać, gdy stosuje się materiały o wysokiej wytrzymałości.

3.3 Obróbka powierzchni (azotowanie)

• Zamiar: Do zastosowań wymagających zwiększonej trwałości powierzchni.
• Przykład procesu: Azotowanie w temperaturze ok. 480°C przez 50 godzin.
• Wynik: Tworzy warstwę powierzchniową o głębokości od 0,35 do 0,4 mm i mikrotwardości od 600 do 750 HV (twardość Vickersa).

3.4 Temperatury krytyczne

Zrozumienie tych temperatur jest kluczowe dla skutecznej obróbki cieplnej:

• Ak1: ~785°C (Początek tworzenia się austenitu podczas ogrzewania)
• Ak3: ~830°C (Koniec tworzenia się austenitu po nagrzaniu)
• Ar1: ~750°C (Początek rozkładu austenitu podczas chłodzenia)
• Ar3: ~770°C (Koniec rozkładu austenitu podczas chłodzenia)
• SM: ~370°C (Początek przemiany martenzytycznej)
• Mf: ~110°C (Koniec przemiany martenzytycznej)

4. Zalecenia dotyczące obróbki stali narzędziowej 8Cr3

Aby uzyskać optymalne przetwarzanie, postępuj zgodnie z poniższymi wskazówkami.

4.1 Obróbka na gorąco (kucie)

• Ogrzewanie: Podgrzewanie wlewków/kęsów do temperatury 1180°C – 1200°C.
• Temperatura rozpoczęcia kucia: Temperatura od 1100°C do 1150°C.
• Temperatura wykończenia kucia: Nie poniżej 800°C – 900°C.
• Chłodzenie: Po kuciu ważne jest powolne chłodzenie, aby zapobiec naprężeniom wewnętrznym.

4.2 Wyżarzanie w celu uzyskania obrabialności

• Proces: Podgrzać do temperatury 790–810°C, utrzymać przez 2–6 godzin, a następnie schłodzić w piecu do temperatury poniżej 600°C.

5. Zastosowania stali narzędziowej 8Cr3

Stal 8Cr3 nadaje się na narzędzia i matryce stosowane w następujących warunkach:

• Temperatura: Umiarkowane temperatury pracy (poniżej 500°C).
• Masa: Stosunkowo niski poziom uderzeń i wibracji.
• Wymagania podstawowe: Odporność na zużycie.

Konkretne przykłady obejmują:

• Matryce do przycinania na gorąco (do usuwania nadlewek z odkuwek)
• Stemple formujące (do kształtowania materiałów podgrzanych)
• Matryce do spęczania na gorąco Bolt
• Gorące matryce do przekłuwania
• Rękawy matrycowe
• Dziurki

Rozważania:

• W przypadku wykrawania na gorąco wymagającego znacznie większej odporności na zużycie, węglik spiekany może oferować dłuższą żywotność. Jednak 8Cr3 jest ekonomicznym wyborem w przypadku mniej wymagających zadań wykrawania na gorąco.
• W przypadku produkcji na dużą skalę (np. przekładnie samochodowe), gdzie standardowe matryce 8Cr3 mogą ulec szybkiemu uszkodzeniu, należy rozważyć zastosowanie matryc kompozytowych z wkładkami o wyższej wydajności.

Wiedza specjalistyczna Aobo Steel

Stal 8Cr3 oferuje odpowiednią równowagę odporności na zużycie i wydajności w umiarkowanych temperaturach dla konkretnych zastosowań narzędzi do obróbki na gorąco. Osiągnięcie najlepszych wyników zależy w dużej mierze od prawidłowego przetwarzania i obróbki cieplnej, zgodnie z parametrami opisanymi powyżej.

W Aobo Steel nasze dziesięciolecia doświadczenia w kuciu i dostawie stali narzędziowej pozwalają nam zrozumieć niuanse materiałów takich jak 8Cr3. Dostarczamy wysokiej jakości stal i wiedzę specjalistyczną, aby pomóc Ci ją skutecznie wykorzystać. Skontaktuj się z nami, aby omówić swoje konkretne potrzeby aplikacyjne.