Przewodnik po obróbce cieplnej stali narzędziowej D2

Na Aobo Steel, dzięki naszemu bogatemu doświadczeniu w kuciu stali narzędziowej, rozumiemy, że właściwe obróbka cieplna jest kluczowa dla osiągnięcia optymalnej wydajności Stal narzędziowa D2. W tym przewodniku opisano kluczowe kroki przetwarzania D2 w zastosowaniach fabrycznych. Dokładne przestrzeganie tych procedur pomoże Ci osiągnąć pożądaną twardość, odporność na zużycie i wytrzymałość.

Przygotowanie i podgrzewanie

Przed rozpoczęciem obróbki cieplnej istotne jest odpowiednie przygotowanie.

Minimalizowanie odwęglania

Aby zapobiec utracie węgla z powierzchni stali podczas nagrzewania (odwęglanie), zalecamy owinięcie części D2 folią ze stali nierdzewnej. Do ogólnej obróbki cieplnej do 1093 °C (2000 °F) odpowiednia jest folia typu 321 (0,05 mm / 0,002 cala grubości). W przypadku stosowania wyższych temperatur austenityzacji należy rozważyć folię typu 309.

Podgrzewanie stali D2

Podgrzewanie wstępne jest krytycznym krokiem, szczególnie w przypadku stali wysokochromowych, takich jak D2, które nie przenoszą ciepła szybko. Pomaga to zapobiegać szokom termicznym i potencjalnym pęknięciom.

• Zalecane podgrzanie wstępne: Podgrzej stal do temperatury około 649 °C (1200 °F).
• Czas utrzymania: Utrzymuj tę temperaturę przez 10–15 minut.

Równomierne ogrzewanie jest kluczowe dla zapobiegania kumulacji naprężeń.

Austenityzowanie D2

Austenityzowanie zmienia strukturę stali i rozpuszcza węgliki, co jest niezbędne do uzyskania końcowych właściwości.

• Temperatura: Podgrzać podgrzaną stal D2 do temperatury austenityzacji, zwykle 1010 °C (1850 °F).
• Czas namaczania: Utrzymuj stal w tej temperaturze, aby zapewnić, że rdzeń osiągnie docelową temperaturę i przejdzie niezbędną transformację. Powszechną wytyczną jest 1 godzina na 25 mm (1 cal) najgrubszej sekcji.
• Atmosfera: Ważne jest, aby podgrzewać D2 w kontrolowanej atmosferze, takiej jak piec próżniowy lub kąpiel solna, lub zastosować metodę owijania stalą nierdzewną, aby zapobiec odwęglaniu powierzchni.

Na tym etapie precyzyjna kontrola temperatury jest kluczowa.

Gaszenie

D2 to stal hartowana na powietrzu. Oznacza to, że nie potrzebujesz hartowania w cieczy, co upraszcza proces i pomaga zminimalizować odkształcenia.

• Metoda: Po wyjęciu stali z pieca należy ją schłodzić w spokojnym powietrzu.
• Bramka: Szybkość chłodzenia musi być wystarczająco duża, aby utworzyć twardą strukturę martenzytyczną, ale jednocześnie na tyle kontrolowana, aby zapobiec pęknięciom hartowniczym.
• Wynik: Struktura po hartowaniu będzie w przeważającej mierze martenzytem, ale będzie również zawierać pewną ilość austenitu szczątkowego, która może wynosić nawet 20%. Austenit szczątkowy może być później problemem dla stabilności wymiarowej.

Hartowanie D2

Po zahartowaniu stal D2 jest bardzo twarda, ale jednocześnie krucha i wykazuje naprężenia wewnętrzne. Odpuszczanie łagodzi stres i zwiększa wytrzymałość.

• Proces: Podgrzać zahartowaną stal do określonej temperatury poniżej jej punktu krytycznego, utrzymać ją w tej temperaturze, a następnie schłodzić, zazwyczaj w powietrzu.
• Podwójne hartowanie: W przypadku D2 zdecydowanie zalecamy podwójne hartowanie. Zapewnia to lepsze odprężanie, poprawia wytrzymałość i pomaga przekształcić część austenitu szczątkowego, aby uzyskać lepszą stabilność.
  • Typowy cykl:
    1. Pierwsze hartowanie: Podgrzać do około 515 °C (960°F). Trzymać przez 2 godziny na każde 25 mm (1 cal) grubości. Ostudzić do około 65° C (150° F).
    2. Drugie hartowanie: Podgrzać do nieco niższej temperatury, około 480 °C (900 °F). Trzymać przez taki sam czas (2 godziny na 25 mm / 1 cal).
• Twardość kontra wytrzymałość: Temperatura odpuszczania decyduje o końcowym bilansie.
  • Niższe temperatury (np. 200°C / 390°F) skutkują większą twardością (ok. 60 HRC).
  • Wyższe temperatury odpuszczania zwiększają wytrzymałość, ale nieznacznie zmniejszają twardość. Wybierz temperaturę w oparciu o specyficzne potrzeby Twojej aplikacji.

Odprężanie (po utwardzeniu)

Jeżeli część D2 zostanie poddana znacznemu szlifowaniu, Muzyka elektronicznalub spawania po hartowaniu i odpuszczaniu, zdecydowanie zalecane jest przeprowadzenie dodatkowej operacji odprężania.

• Temperatura: Podgrzewaj część powoli i równomiernie do temperatury około 14°C do 28°C (25°F do 50°F) poniżej ostateczna temperatura hartowania.
• Czas utrzymania: Moczyć przez odpowiednią ilość czasu (np. 1-2 godziny na każdy cal grubości).
• Chłodzenie: Studź powoli, najlepiej w piecu.

Zarządzanie potencjalnymi problemami

Nawet przy starannym przetwarzaniu mogą pojawić się pewne problemy.

Zniekształcenie

Stal D2 jest znana z tego, że ma stosunkowo dobrą stabilność wymiarową podczas obróbki cieplnej w porównaniu do innych stali narzędziowych, z oczekiwaną zmianą około 0,0005 cala/cala. Jednak czynniki takie jak złożona geometria części lub nierównomierne nagrzewanie i chłodzenie mogą nadal powodować odkształcenia lub skręcanie. Zapewnij równomierne nagrzewanie i chłodzenie powietrzem, aby zminimalizować to zjawisko. Ograniczone prostowanie może być możliwe podczas chłodzenia w temperaturze od około 565 °C (1050 °F) do 205 °C (400 °F).

Gaszenie pęknięć

Pękanie podczas hartowania może wystąpić, jeśli chłodzenie jest zbyt szybkie lub nierównomierne, lub jeśli stal ma wady wewnętrzne. Prawidłowe podgrzewanie wstępne i kontrolowane chłodzenie powietrzem to najlepsze sposoby, aby temu zapobiec.

Wniosek

Udane obróbka cieplna Stal narzędziowa D2l wymaga starannej uwagi na przygotowanie, temperaturę, czas i szybkość chłodzenia na każdym etapie: podgrzewanie wstępne, austenityzowanie, hartowanie w powietrzu i podwójne odpuszczanie. Przestrzeganie ustalonych procedur i uwzględnienie konkretnych wymagań Twojej aplikacji zapewni Ci optymalną równowagę właściwości, z których słynie D2. Jeśli masz pytania dotyczące obróbki cieplnej D2 dostarczanej przez Aobo Steel, skontaktuj się z nami.