Stal narzędziowa Cr12Mo1V1 Przegląd techniczny

Stal narzędziowa Cr12Mo1V1 Przegląd techniczny: Cr12Mo1V1 to wysokowęglowa, wysokochromowa stal narzędziowa klasyfikowana jako stal matrycowa do obróbki na zimno, oferująca wysoką odporność na zużycie i wytrzymałość. Ze względu na obecność twardych węglików eutektycznych, które są podstawą jej odporności na zużycie, jest często nazywana stalą ledeburytową.

Kluczową cechą Cr12Mo1V1 jest jego skład, a konkretnie wyższe poziomy molibdenu (Mo) i wanadu (V) w porównaniu ze starszym gatunkiem Cr12MoV. To ulepszone stopowanie udoskonala mikrostrukturę stali i wielkość ziarna, bezpośrednio poprawiając charakterystykę wydajności.

1. Skład chemiczny stali narzędziowej Cr12Mo1V1 (Norma odniesienia: GB/T 1299)

Typowy skład chemiczny (ułamek masowy %) jest następujący:

• Węgiel (C):40 – 1.60%
• Krzem (Si):≤0,60%
• Mangan (Mn):≤0,60%
• Chrom (Cr): 0 – 13.0%
• Molibden (Mo):70 – 1.20%
• Wanad (V):50 – 1.10%
• Fosfor (P):≤0,030%
• Siarka (S):≤0,030%
• Kobalt (Co):≤1,10%

Należy zwrócić uwagę na znacznie wyższy zakres wanadu niż w przypadku Cr12MoV, co przyczynia się do poprawy jego właściwości.

2. Zalety wydajnościowe

Cr12Mo1V1 zapewnia lepszą ogólną wydajność w porównaniu do Cr12MoV, co jest widoczne przede wszystkim jako wyższa odporność na zużycie i lepsza wytrzymałość. Zwiększona zawartość Mo i V sprzyja drobniejszym, bardziej równomiernie rozłożonym cząstkom węglika. Te węgliki są kluczowe dla odporności na zużycie ścierne. Udoskonalona mikrostruktura poprawia również odporność stali na pękanie i odpryskiwanie pod wpływem naprężeń eksploatacyjnych.

W praktyce jego odpowiednik klasy D2 wykazuje znacznie dłuższą żywotność (według raportów 5-6 razy) niż Cr12MoV w zastosowaniach takich jak koła walcownicze do gwintów i matryce do tłoczenia na zimno.

3. Stal narzędziowa Cr12Mo1V1 Obróbka cieplna

3.1 Warunki dostawy: Zwykle dostarczane w stanie wyżarzonym dla zapewnienia dobrej obrabialności (twardość ≤255 HBW).

3.2 Utwardzanie: Wymagane hartowanie. Typowe temperatury austenityzacji mieszczą się w zakresie 1030-1050°C. Metody hartowania (powietrze, olej, kąpiel solna) zależą od rozmiaru przekroju i potrzeb kontroli odkształceń.

3.3 Hartowanie: Niezbędne po hartowaniu w celu zmniejszenia kruchości i uzyskania docelowej równowagi twardości i wytrzymałości.

• Odpuszczanie w niższej temperaturze (np. 190-210°C, często przeprowadzane dwukrotnie) pozwala na osiągnięcie wysokiej twardości (około 59 HRC).
• Hartowanie wtórne przeprowadza się w wyższych temperaturach (np. około 500-530°C, często przy podwójnym odpuszczaniu, podobnie jak w przypadku SKD11), co potencjalnie zwiększa wytrzymałość przy zachowaniu wysokiej twardości.

3.4 Optymalizacja: Aby uzyskać optymalną wydajność, konkretny cykl obróbki cieplnej musi być dostosowany do geometrii, rozmiaru i końcowych właściwości narzędzia.

4. Odpowiedniki międzynarodowe

Do powszechnie stosowanych równoważnych ocen w innych normach należą:

• Stany Zjednoczone (ASTM/UNS): D2 / T30402
• Japonia (JIS): SKD11
• Niemcy (DIN): 1.2379 / X155CrVMo12-1

5. Zastosowania stali narzędziowej Cr12Mo1V1

Ze względu na swoje doskonałe właściwości, Cr12Mo1V1 jest szeroko stosowany do produkcji wymagających narzędzi i matryc do obróbki na zimno, wymagających wysokiej odporności na zużycie i stabilności wymiarowej:

• Umiera: Skomplikowane wykrojniki, wykrojniki (w tym do stali silikonowej), wykrojniki do przycinania, wykrojniki do kołnierzy, wykrojniki do ciągnienia drutu, wykrojniki do wytłaczania na zimno, wykrojniki do głębokiego tłoczenia, blachy/wykrojniki do walcowania gwintów, wykrojniki do kucia na zimno, wykrojniki do zawijania.
• Narzędzia: Nożyce do cięcia na zimno, piły tarczowe, narzędzia standardowe, przyrządy pomiarowe.
• Formy: Odporne na zużycie matryce do formowania tworzyw sztucznych, szczególnie duże, skomplikowane, o wysokiej precyzji oraz te do tworzyw termoutwardzalnych.

6. Podsumowanie

Cr12Mo1V1 stanowi znaczną poprawę w porównaniu do wcześniejszych stali wysokowęglowych i wysokochromowych, takich jak Cr12MoV. Jego zrównoważony skład skutkuje udoskonaloną mikrostrukturą, zapewniając doskonałe połączenie wysokiej odporności na zużycie, dobrej wytrzymałości i niezawodnej stabilności wymiarowej podczas obróbki cieplnej. Podczas gdy gatunki takie jak D2 mogą oferować nieco wyższą początkową twardość, Cr12Mo1V1 (i SKD11) często zapewniają lepszą ogólną równowagę, szczególnie w odniesieniu do wytrzymałości, co czyni go mniej podatnym na odpryskiwanie. Dzięki temu Cr12Mo1V1 jest preferowanym materiałem do szerokiego zakresu wymagających zastosowań obróbki na zimno. Należy pamiętać, że właściwa, specyficzna dla danego zastosowania obróbka cieplna ma kluczowe znaczenie dla pełnego wykorzystania potencjału tej stali.