STAL NARZĘDZIOWA M35 | 1.3243 | SKH55

3. Przewodnik po obróbce cieplnej stali narzędziowej M35

Właściwa obróbka cieplna jest kluczowa dla uzyskania pożądanych właściwości stali narzędziowej M35. Głównym celem tego procesu jest przekształcenie wyżarzanej struktury stali M35 (głównie węglików ferrytycznych i stopowych) w hartowaną i odpuszczoną strukturę martenzytyczną zawierającą niezbędne węgliki dla optymalnej wydajności narzędzia skrawającego. Zazwyczaj obejmuje to cztery główne etapy: podgrzewanie wstępne, austenityzacja, hartowanie i odpuszczanie.

3.1 Podgrzewanie wstępne

Podgrzewanie wstępne jest niezbędnym krokiem w przypadku stali narzędziowych wysokostopowych, takich jak M35. Służy ono do minimalizacji szoku termicznego i wyrównania temperatury w całej części przed zastosowaniem wyższych temperatur austenityzacji.

1. Zalecana temperatura podgrzewania: W przypadku stali narzędziowej M35 zalecana temperatura wstępnego podgrzewania wynosi 815°C (1500°F).
2. Rozważania:

• W przypadku skomplikowanych lub większych narzędzi często korzystny jest wieloetapowy proces podgrzewania wstępnego.
• Jeśli część M35 jest umieszczana w piecu już nagrzanym do temperatury wstępnego nagrzania, dobrą praktyką jest najpierw umieszczenie części na górze pieca, aby pozbyć się schłodzenia, co jeszcze bardziej zmniejszy ryzyko szoku termicznego i pęknięć.

3.2 Austenityzowanie (hartowanie)

Podczas austenityzacji stal M35 jest podgrzewana do wysokiej temperatury w celu rozpuszczenia złożonych węglików stopowych w austenit faza, która jest niezbędna do rozwinięcia jej ostatecznych właściwości. Stale narzędziowe szybkotnące są zazwyczaj podgrzewane do temperatur w zakresie od 1150°C do 1290°C (2100°F do 2350°F), w zależności od konkretnego gatunku.

• Zalecana temperatura austenityzowania dla M35: 1190°C (2175°F).
• Czas utrzymania: Czas utrzymywania w tak wysokiej temperaturze jest zazwyczaj krótki i wynosi około 2 do 6 minut, w zależności od konfiguracji i rozmiaru narzędzia. Na przykład przekrój o grubości 6 cali może być trzymany przez około 5 do 6 minut.
• Środowisko pieca: Do austenityzacji M35 często preferuje się stosowanie kąpieli solnej lub pieca z kontrolowaną atmosferą, aby zapobiec degradacji powierzchni, np. utlenianiu lub odwęgleniu.

3.3 Hartowanie

Po austenityzacji stal M35 jest szybko chłodzona (hartowana), co umożliwia przekształcenie austenitu w martenzyt.

• Zalecane media gaszące dla M35: Hartowanie w oleju lub kąpieli solnej.
• Hartowanie w kąpieli solnej: Zazwyczaj kąpiel solna jest utrzymywana pomiędzy 540°C do 650°C (1000°F do 1200°F). Następnie część jest chłodzona powietrzem. Hartowanie w kąpieli solnej pomaga zminimalizować odkształcenia i naprężenia szczątkowe dzięki jednorodności temperatury.
• Hartowanie olejowe: Bezpośrednie hartowanie w oleju nie jest zawsze stosowane; czasami stal jest najpierw schładzana do temperatury pośredniej (np. około 1000°C) przed hartowaniem w oleju, aby uniknąć pęknięć hartowniczych.
• Szybkość chłodzenia: Chłodzenie musi przebiegać wystarczająco szybko w zakresie temperatur krytycznych, aby zapewnić pożądaną przemianę w strukturę martenzytyczną.

3.4 Hartowanie

Odpuszczanie jest kluczowym ostatnim krokiem. Struktura M35 po hartowaniu (martenzyt i austenit szczątkowy) jest silnie naprężona i krucha. Odpuszczanie zwiększa wytrzymałość stali, łagodzi naprężenia wewnętrzne i wspomaga wtórne hartowanie poprzez wytrącanie węglików stopowych. W przypadku stali szybkotnących odpuszczanie przekształca również austenit szczątkowy w świeży martenzyt, który następnie również musi zostać odpuszczony.

Gatunek M35 zawierający kobalt charakteryzuje się zazwyczaj wyższym zakresem twardości roboczej (65–67 HRC) i wykazuje większą twardość po odpuszczeniu oraz twardość na gorąco w porównaniu do gatunku M2. Odpuszczanie stali szybkotnących odbywa się zazwyczaj w temperaturze od 530°C do 570°C (od 980°F do 1060°F).

• Cykle odpuszczania dla M35: Wymaga wielokrotne cykle hartowania, zazwyczaj 2 do 4 razy, aby zapewnić właściwą przemianę austenitu szczątkowego i odpuszczenie nowo powstałego martenzytu.
• Czas namaczania: Każdy cykl obejmuje podgrzanie do pożądanej temperatury i namaczanie przez zwykle 2-4 godziny na każdy cal przekroju poprzecznego.
• Chłodzenie po odpuszczaniu: Zwykle odbywa się w powietrzu.
• Chronometraż: Odpuszczaj stal możliwie jak najszybciej po jej schłodzeniu po hartowaniu (najlepiej zanim osiągnie temperaturę pokojową, np. pomiędzy 52°C i 65°C lub 125°F i 150°F) aby zapobiec pękaniu.
• Chłodzenie z temperatury odpuszczania: Zaleca się powolne chłodzenie w celu zminimalizowania naprężeń szczątkowych.

3.5 Temperatury odpuszczania stali narzędziowej M35 i uzyskana twardość:

3.6 Opcjonalnie: obróbka schłodzenia stali M35

Obróbka ujemna może być przeprowadzona po hartowaniu, szczególnie w przypadku stali wysokowęglowych i wysokostopowych, takich jak M35, w celu dalszej transformacji austenitu szczątkowego w martenzyt. Może to zwiększyć twardość, odporność na zużycie i stabilność wymiarową.

• Procedura: Polega na schłodzeniu do -30°C do -120°C.
• Podejmować właściwe kroki: Jeśli stosuje się leczenie w temperaturze poniżej zera, należy natychmiast przeprowadzić hartowanie aby złagodzić stres wywołany transformacją.