O1 STAL NARZĘDZIOWA | 1.2510 | SKS3

AOBO STEEL – Zaufany globalny dostawca stali narzędziowej

Wyślij zapytanie teraz

Stal narzędziowa O1 to niskostopowa stal narzędziowa obrabiana na zimno. Posiada pewien stopień hartowności i odporności na zużycie, przy minimalnym odkształceniu hartowniczym. Dystrybucja węglika jest równomierna, a cząsteczki są drobne. Producenci zazwyczaj używają stali narzędziowej O1 do produkcji matryc do wykrawania na zimno o małych przekrojach poprzecznych, złożonych kształtach oraz różnych wskaźnikach i narzędziach pomiarowych. Odpowiednie gatunki stali O1 to DIN 1.2510 (Niemcy), JIS-SKS3 (Japan), and GB 9CrWMn (Chiny).

1. Zastosowania

• Matryce i stemple: Wykrojniki, Wykrojniki, Wykrojniki, Wykrojniki formujące, Tłoczenie ogólne (stemple i wykrojniki do krótkich/średnich serii), Wykrojniki do walcowania gwintów, Wykrojniki do przycinania na zimno
• Narzędzia do cięcia i obróbki: Narzędzia warsztatowe ogólnego przeznaczenia (ekonomiczny wybór), Ostrza nożyc (szczególnie mniejsze), Gwintowniki, Rozwiertaki, Frezy frezowe, Piły tarczowe, Frezy tarczowe, Wiertła
• Formy i części precyzyjne: Plastic mold components (inserted cavities, master hubs), Gauges, Master tools
• Narzędzia ogólne i części eksploatacyjne: Cams, Bushings, Guides, Plain sliding bearings, Cam followers, Burnishing tools, Knurling tools, Feed rolls, Roll forming tooling (moderate runs)

2. Skład stali O1¹

The O1 tool steel equivalent grades’ composition

3. Właściwości

• Twardość: Twardość stali O1 Jest 57-64 Rockwell C (HRC) poprzez hartowanie w oleju. Wraz ze wzrostem temperatury odpuszczania twardość maleje. Na przykład po odpuszczaniu w temperaturze 900°F (482°C) twardość może zostać zmniejszona do 47 HRC. 
• Wytrzymałość (rozciąganie i granica plastyczności): Stal narzędziowa O1 wykazuje wytrzymałość na rozciąganie 846 MPa i granica plastyczności 0,2% wynosząca 829 MPa, przy ogólnej granicy plastyczności wynoszącej 758 MPaW przypadku konkretnego składu O1 wytrzymałość na rozciąganie może wynosić nawet 1725 MPa (250 ksi) po odpuszczeniu w temperaturze 800°F (425°C), a spada przy wyższych temperaturach odpuszczania.
• Ciągliwość i wytrzymałość: Stal O1 wykazuje zauważalne zwężenie przed pęknięciem, ze znaczną redukcją powierzchni przy pęknięciu wynoszącą prawie 20%. Jej powierzchnia pęknięcia zwykle wykazuje tryb miseczkowo-stożkowy. Podczas gdy ma ogólnie średnią wytrzymałość, wykazuje lepszą udarność w porównaniu do innych stali typu O w typowym zakresie twardości roboczej od 57 do 64 HRC. Ciągliwość zwykle poprawia się wraz ze wzrostem temperatury odpuszczania.
• Moduł sprężystości: 211 GPa.
• Stabilność wymiarowa: Gwoda stabilność wymiarowa podczas obróbki cieplnej. Po schłodzeniu oleju z prawidłowej temperatury hartowania, rozszerza się on zazwyczaj o około 0,0015 cala na cal (0,0015 mm/mm). Jednak czynniki takie jak geometria części i odkształcenia (gięcie, wyginanie lub skręcanie) mogą wpływać na ostateczne zmiany wymiarów.
• Obróbka skrawaniem: Bardzo dobry obrabialność. Jeżeli obrabialność stali o zawartości węgla 1% jest ustawiona na 100, obrabialność stali O1 wynosi 90.

4. O1 Obróbka cieplna

Ten obróbka cieplna O1 steel generally involves four primary steps: preheating, austenitizing (hardening), quenching, and tempering.

4.1 Podgrzewanie wstępne

Podgrzewanie wstępne jest niezbędnym etapem dla praktycznie wszystkich stali narzędziowych, w tym O1. Z metalurgicznego punktu widzenia nie przyczynia się ono bezpośrednio do reakcji hartowania, ale pełni kilka kluczowych funkcji:

1. Zmniejsza szok termiczny: Umieszczenie zimnego narzędzia w gorącym piecu może spowodować szok termiczny, prowadzący do nadmiernych odkształceń lub pęknięć. Podgrzewanie wstępne minimalizuje to ryzyko.
2. Łagodzi naprężenia: Pomaga łagodzić naprężenia powstające podczas procesów obróbki skrawaniem lub formowania.
3. Zwiększa wydajność pracy sprzętu: poprzez ujednolicenie temperatury narzędzia przed piecem wysokotemperaturowym, skraca się czas potrzebny na umieszczenie go w piecu austenitycznym.
4. Zmniejsza degradację powierzchni: Jeśli piec wysokotemperaturowy nie jest neutralny, wstępne podgrzanie zmniejsza nawęglanie i odwęglanie.

Temperatura wstępnego podgrzewania wynosi 1200°F (650°C)Stal powinna być utrzymywana w tej temperaturze przez 10 do 15 minut, or until it is uniformly heated throughout its cross-section. Please NIE moczyć stal narzędziową zbyt długo w tej temperaturze, ponieważ może to zaburzyć strukturę molekularną. Na podstawie naszego doświadczenia, jeśli umieszczasz część w rozgrzanym piecu (do 1200°F/650°C), najpierw umieść ją na górze pieca, aby usuń wszelkie chłody, co pomaga ograniczyć szok termiczny i obniżyć ryzyko pęknięć.

4.2 Austenityzowanie (hartowanie)

Po podgrzaniu wstępnym ustaw temperaturę pieca na temperaturę austenityzacji, która wynosi 1500°F (815°C). Musimy podgrzać materiał, aż osiągnie on tę temperaturę, co można potwierdzić, obserwując jego kolor pasujący do pieca. Gdy temperatura będzie stała, zacznij obliczać czas namaczania. Namaczanie przez dodatkowe 5 minut na cal najmniejszego przekroju poprzecznego. Chociaż stal O1 może zostać uszkodzona przez nadmierne namaczanie, jej tolerancja jest ogólnie wyższa w porównaniu do stali wysokostopowych.

4.3 Gaszenie²

Stal O1 jest klasyfikowana jako stal typu O, ponieważ jest to stal, która wykorzystuje olej jako medium hartownicze. Olej jako medium hartownicze jest wolniejszy niż woda, ale bezpieczniejszy, zmniejszając naprężenia wewnętrzne i tendencję do pękania i odkształcania. Po hartowaniu należy ją schłodzić do temperatury od 125 do 150°F (od 52 do 65°C). Po osiągnięciu tego zakresu temperatur należy natychmiast przeprowadzić odpuszczanie.

4.4 Odpuszczanie

Po hartowaniu stal jest w stanie wysokiego naprężenia i podatna na pękanie. Odpuszczanie służy do:

1. Złagodzenie naprężeń wewnętrznych: Zmniejsza naprężenia wewnętrzne powstające podczas hartowania, które mogą powodować kruchość.
2. Zwiększenie wytrzymałości: Odpuszczanie znacznie zwiększa wytrzymałość stali.
3. Transform Retained Austenite: It transforms retained austenite from the quenching step into fresh martensite.

Ta stal zazwyczaj wymaga tylko jednego procesu hartowania, ale w niektórych przypadkach mogą być konieczne dwa procesy hartowania. Dwa procesy hartowania mogą udoskonalić strukturę ziarna, aby zwiększyć wytrzymałość, dzięki czemu nadaje się do części o złożonych szczegółach lub wymagających wysokiej wytrzymałości.

Pojedyncza temperatura odpuszczania wynosi 350°F (175°C), a czas wygrzewania 2 godziny na każdy cal (25 mm) przekroju.

Jeżeli wykonuje się drugie odpuszczanie, temperatura powinna być nieco niższa, zazwyczaj 160°C (325°F), a część należy pozostawić do ostygnięcia do temperatury pokojowej pomiędzy dwoma procesami odpuszczania.

Twardość stali narzędziowej O1 po hartowaniu wynosi 64-65 HRC. Po odpuszczeniu w temperaturze 350°F (177°C) twardość wynosi 62-63 HRC, a w temperaturze 400°F (204°C) twardość wynosi 62 HRC.

Interesuje Cię stal narzędziowa O1? Wypełnij poniższy formularz, aby skontaktować się z nami już dziś! Odpowiemy w ciągu 12 godzin!

5. Porównaj stal O1 z innymi stalami

5.1 A2 Vs. O1 Tool Steel

Oferujemy bezpośrednie porównanie kluczowych właściwości i charakterystyk stali narzędziowych do pracy na zimno O1 i A2. Aby uzyskać więcej informacji na ten temat, zapoznaj się z Stal narzędziowa A2 kontra O1

5.2 O1 kontra stal O2

Aby uzyskać szczegółowe informacje na ten temat, zapoznaj się z Stal O1 kontra O2

5.3 Stal narzędziowa O1 w porównaniu z D2

Aby uzyskać szczegółowe informacje na ten temat, zapoznaj się z Stal narzędziowa O1 kontra D2

O1 to stal łatwiejsza w obróbce skrawaniem i bardziej wytrzymała, o ogólnie wyższych parametrach wytrzymałości na rozciąganie, natomiast D2 zapewnia znacznie lepszą odporność na zużycie i stabilność wymiarową po obróbce cieplnej ze względu na utwardzanie w powietrzu i wyższą zawartość dodatków stopowych, zwłaszcza węglików chromu.

5.4 O1 stal narzędziowa w porównaniu do 1095

Chociaż zarówno stal narzędziowa O1, jak i stal 1095 są stalami wysokowęglowymi, które mogą osiągnąć dużą twardość, O1 jest stalą narzędziową bardziej stopową, zaprojektowaną do hartowania w oleju, zapewniającą głębsze hartowanie, lepszą stabilność wymiarową i nieco lepszą odporność na zużycie. 1095, będąc zwykłą stalą węglową, opiera się na hartowaniu w wodzie w celu uzyskania maksymalnej twardości, co prowadzi do płytkiego hartowania i większego ryzyka odkształceń i pęknięć; oferuje jednak doskonałą obrabialność.

6. Limitation of O1 tool steel

• Low Resistance to Softening at Elevated Temperatures. O1 tool steel is categorized as a cold-work steel, meaning its applications are limited to low temperatures, typically room temperature. It possesses a low resistance to softening when exposed to elevated temperatures. If used in hot-work applications, it is prone to annealing or cracking due to thermal shock loading.
• Limited Carbide Content for Wear Resistance. O1 is a low-alloy tool steel with a low alloy content and almost no carbides in its microstructure. Unlike high-carbon, high-chromium steels (D-grades) that rely on coarse carbides for superior wear resistance, O1’s wear resistance primarily depends on its hardness, which is derived from its high-carbon martensitic matrix. This makes it less suitable for applications requiring extremely high abrasive wear resistance compared to steels like D2 or D3.
• Susceptibility to Cracking During Quenching. O1 is susceptible to cracking from thermal shock during oil quenching, especially in parts with sharp corners or intricate designs, such as those with holes close to the edge. While oil quenching is considered safer and results in less distortion than water quenching, rapid heating to forging temperatures also makes O1 steels somewhat sensitive to cracking.
• Odwęglanie. O1 tool steel is prone to decarburization during heat treatment. To prevent this, it should be annealed and/or hardened in a controlled neutral atmosphere, vacuum, or neutral-salt furnace. While it is generally considered highly resistant to decarburization compared to some other steel types, precautions are still necessary.
• Hardenability and Section Size Limitations. While O1 has sufficient hardenability for small to moderate sections to achieve full hardness when oil quenched, its hardenability may not be enough for very large tools and dies.
• Dimensional Changes During Heat Treatment. When O1 steel is oil quenched at the correct quenching temperature, its dimensions may expand by approximately 0.0015 inches/inch (0.0015 mm/mm).
• Retained Austenite Issues. Overheating during austenitizing can lead to an increased amount of retained austenite in quenched O1 parts, which can compromise dimensional stability and contribute to cracking.

7. Surface Treatment

• Boriding (Boronizing). After quenching, O1 steel undergoes boronizing treatment at a temperature of 850-950°C. This process forms an extremely hard, wear-resistant layer of iron borides (FeB and Fe2B) with a hardness value between 1450 and 5000 HV. Boronized O1 steel has three times the wear resistance of untreated steel.
• Physical Vapor Deposition (PVD) Coatings. The PVD process for O1 steel is carried out at relatively low temperatures (200–500°C) to minimize tempering effects on the core. Thin films of hard materials such as titanium nitride (TiN) or titanium carbide (TiC) are deposited onto the surface of O1 tool steel. PVD coatings exhibit extremely high hardness (2000 HV for TiN and 3500 HV for TiC) and chemical inertness, reducing pitting wear and preventing chip adhesion to the tool.
• Hard Chromium Plating. This is a commonly used electroplating process for tool steel. O1 steel can be electroplated with a chromium layer up to 25 µm thick.
• Azotowanie. A thermochemical diffusion process that introduces nitrogen into the tool surface, creating a hard layer (0.013 to 0.05 mm thick). It’s typically applied after finishing grinding at temperatures between 400°C and 550°C.

8. Formy i wymiary dostaw

Dostarczana przez nas stal narzędziowa O1 jest dostępna w różnych formach, w tym pręty okrągłe, blachy, płyty, płaskowniki, pręty kwadratowe i bloki. Wymiary płaskownika wahają się od: szerokość 20–600 mm × grubość 20–400 mm × długość 1000–5500 mm. Wymiary pręta okrągłego wahają się od średnicy 20–400 mm × długość 1000–5500 mm. Wymiary bloku uzyskuje się poprzez cięcie płaskownika.

W przypadku mniejszych rozmiarów, takich jak pręty okrągłe o średnicy mniejszej niż 70 mm, stosujemy proces walcowania na gorąco. W przypadku rozmiarów większych niż 70 mm oferujemy produkty kute.

Testy UT: wrzesień 1921-84 D/d, E/e. 

Wykończenie powierzchni: oryginalne czarne, łuszczone, obrabiane maszynowo/toczone, polerowane, szlifowane lub frezowane wykończenie powierzchni.

Stan zapasów: Nie utrzymujemy zapasów stali narzędziowej O1. Organizujemy produkcję na podstawie zamówień klientów.

Czas dostawy: Materiały do pieców łukowych elektrycznych (EAF) to 30-45 dni. Materiały ESR to około 60 dni.

1. Davis, JR (red.). (1998). Metals handbook desk edition (wydanie 2., s. 815). ASM International. ↩︎
2. Bryson, WE (2007). Obróbka cieplna, dobór i zastosowanie stali narzędziowych (str. 91). Wydawnictwo Hanser. ↩︎

Najczęściej zadawane pytania