Stal narzędziowa D6 | 1.2436 | SKD2

3. Obróbka cieplna

3.1 Podgrzewanie wstępne

Podgrzewanie stali D6 przed główną fazą hartowania jest kluczowe, zwłaszcza w przypadku większych lub złożonych narzędzi. Ten krok minimalizuje szok termiczny, zmniejszając ryzyko pęknięć lub odkształceń w późniejszym czasie.

• Zamiar: Aby równomiernie i powoli nagrzać stal, przygotowując ją w ten sposób do wyższych temperatur austenityzacji.
• Typowa praktyka: Stosuj jeden lub dwa etapy podgrzewania wstępnego, zazwyczaj w zakresie od 650°C do 760°C (od 1200°F do 1400°F).
• Czas utrzymania: Upewnij się, że całe narzędzie równomiernie osiąga temperaturę wstępnego nagrzania. Dostosuj czas na podstawie najgrubszej sekcji (ogólna wskazówka może wynosić 10–15 minut, ale kluczowy jest przekrój).

3.2 Austenityzowanie (hartowanie)

Jest to krytyczny etap nagrzewania, podczas którego mikrostruktura stali przekształca się w austenit, przygotowując ją do hartowania.

• Zamiar: Rozpuszczenie węglików i uzyskanie odpowiedniej zawartości węgla w fazie austenitu.
• Temperatura: Zwykle waha się od 950°C do 1050°C (od 1740°F do 1920°F). 
• Czas namaczania: Trzymaj się austenityzowanie temperatura przez okres wystarczający do zakończenia transformacji. Powszechną wytyczną jest 1 godzina na 25 mm (1 cal) grubości. Niewystarczający czas prowadzi do niepełnego utwardzenia, podczas gdy zbyt długi czas może powodować wzrost ziarna i zmniejszać wytrzymałość.

3.3 Hartowanie

Gaszenie, przekształca austenit w twardy martenzyt.

• Metoda podstawowa: Stal narzędziowa D6 to stal hartowana w oleju. Hartowanie w oleju zapewnia wystarczająco szybkie chłodzenie do hartowania, a jednocześnie jest mniej agresywne niż woda, co znacznie zmniejsza ryzyko pękania i odkształceń.
• Alternatywny: Hartowanie powietrzem jest czasami możliwe, ale zazwyczaj daje niższą twardość. Rozważ tę opcję tylko wtedy, gdy minimalizacja zniekształceń jest absolutnym priorytetem, a niższy poziom twardości jest akceptowalny.
• Procedura: Zanurz część w oleju, aż osiągnie temperaturę pokojową lub nieznacznie wyższą (około 65°C / 150°F).

3.4 Hartowanie

Hartowana stal, w szczególności martenzyt, jest krucha i zawiera naprężenia wewnętrzne. Odpuszczanie jest niezbędne do poprawy wytrzymałości i złagodzenia tych naprężeń.

• Zamiar: Aby zmniejszyć kruchość i zwiększyć wytrzymałość.
• Zalecenie: W przypadku stali D6 zaleca się podwójne hartowanie w celu zapewnienia maksymalnego odprężenia i stabilności wymiarowej.
• Temperatura: Konkretna temperatura odpuszczania zależy od pożądanej końcowej twardości. Wyższe temperatury sprawiają, że stal D6 ma niższą twardość, ale większą wytrzymałość. Typowe zakresy to od 150°C do 550°C (od 300°F do 1020°F). 
• Czas: Utrzymywać w temperaturze odpuszczania przez około 2 godziny na każde 25 mm (1 cal) grubości. każdy cykl hartowania.

3.5 Osiąganie lepszych wyników i unikanie problemów

Właściwa kontrola procesu ma kluczowe znaczenie dla osiągnięcia udanej obróbki cieplnej.

3.5.1 Stabilność wymiarowa

Podczas gdy niektóre stale serii D wykazują dobrą stabilność podczas hartowania na powietrzu, typowe hartowanie w oleju stali D6 zwiększa ryzyko odkształceń. Aby to zminimalizować:

• Stosuj właściwe cykle podgrzewania wstępnego.
• Podczas austenityzacji należy zadbać o równomierne nagrzewanie.
• Stosuj prawidłowe techniki chłodzenia i mieszania oleju.
• Należy rozważyć odprężenie po obróbce zgrubnej, przed końcową obróbką cieplną.

3.5.2 Odprężanie (utwardzanie po utwardzeniu)

Operacje takie jak intensywne szlifowanie, spawanie lub obróbka elektroerozyjna mogą powodować naprężenia po hartowaniu.

• Kiedy potrzebne: Jeśli po utwardzeniu wykonano znaczną ilość prac, należy zastosować cykl odprężania.
• Temperatura: Zwykle od 15°C do 30°C (od 25°F do 50°F) poniżej ostateczna temperatura odpuszczania.
• Czas: Przytrzymać przez 1–2 godziny na każde 25 mm (1 cal) grubości.

3.5.3 Typowe problemy związane z obróbką cieplną

Nieprawidłowe procedury mogą spowodować:

• Wyśmienity: Często spowodowane szokiem termicznym (niewystarczające podgrzanie wstępne lub zbyt gwałtowne hartowanie).
• Zniekształcenie: Spowodowane nierównomiernym nagrzewaniem/chłodzeniem lub naprężeniami wewnętrznymi.
• Niewystarczająca twardość: Skutki nieprawidłowej temperatury/czasu austenityzacji lub niewystarczającego hartowania.

4. Zastosowania stali D6

Ze względu na wysoką odporność na zużycie stal narzędziowa D6 jest stosowana przede wszystkim do:

• Wykrojniki do długich serii produkcyjnych
• Stemple do formowania na zimno i umiera
• Elementy narzędzi narażone na silne ścieranie
• Zastosowania, w których zachowanie ostrości krawędzi podczas długotrwałego użytkowania ma kluczowe znaczenie

5. Porównanie z innymi stalami narzędziowymi

5.1 D6 kontra D2

• Odporność na zużycie: D6 zazwyczaj zapewnia większą odporność na zużycie.
• Wytrzymałość: D2 ogólnie zapewnia lepszą wytrzymałość.
• Hartowanie: Materiał D6 jest hartowany głównie w oleju; materiał D2 jest hartowany na powietrzu, co zapewnia lepszą stabilność wymiarową podczas obróbki cieplnej.
• Obróbka skrawaniem: D2 jest ogólnie łatwiejszy w obróbce skrawaniem i szlifowaniu.

5.2 D6 przeciwko. D3

• Oba rodzaje stali to stale wysokowęglowe i chromowe, hartowane w oleju, znane ze swojej wyjątkowo wysokiej odporności na zużycie.
• Mogą występować drobne różnice w składzie (czasem W lub V w stali narzędziowej D6).
• Obróbka cieplna D3 może być trudna, dlatego jego produkcja jest obecnie mniej powszechna.

5.3 D6 kontra D7

• Stal D7 zawiera dodatek wanadu, co potencjalnie zapewnia jeszcze wyższą odporność na ścieranie niż stal narzędziowa D6.
• D7 z reguły charakteryzuje się niższą wytrzymałością niż D6 i wymaga wyższych temperatur hartowania.

6. Rozważania przy wyborze stali narzędziowej D6

Stal D6 jest doskonałym wyborem do konkretnych zastosowań wymagających maksymalnej odporności na zużycie w narzędziach do obróbki na zimno. Należy jednak dokładnie rozważyć:

• Niższa wytrzymałość: Nie nadaje się do zastosowań o dużej sile uderzenia.
• Przetwarzanie: Trudniejsze do obróbki mechanicznej i szlifowania.
• Obróbka cieplna: Hartowanie w oleju wymaga starannej kontroli procesu w celu zachowania stabilności wymiarowej.
• Dostępność: Może być trudniej dostępna niż stal narzędziowa D2.

7. Oceny równoważne