stal narzędziowa p20 | 1.2311

4. Obróbka cieplna

Stal P20 jest powszechnie dostarczana w postaci stan wstępnie zahartowany, o twardości 28-40 HRCMożna go bezpośrednio obrabiać w skomplikowanych gniazdach form i oddawać do użytku bez dalszej obróbki w wysokiej temperaturze. obróbka cieplnaStan wstępnego utwardzenia pomaga uniknąć odkształceń i zmian wymiarowych, które mogą wystąpić podczas późniejszej obróbki cieplnej.

Chociaż materiał P20 jest zawsze stosowany bezpośrednio w stanie wstępnie utwardzonym, właściwości jego powierzchni można poprawić poprzez dalszą obróbkę cieplną (w szczególności nawęglanie), aby spełnić wymagania konkretnych zastosowań, np. formowania tworzyw sztucznych.

4.1 Nawęglanie

W przypadku zastosowań formowania tworzyw sztucznych materiał P20 jest często nawęglany, a następnie utwardzany po obróbce odcisku formy. Twardość powierzchni po hartowaniu nawęglanych form P20 może sięgać do 65 HRC, przy czym twardość rdzenia wynosi zazwyczaj około 45 HRCGłębokość przypadków można ogólnie kontrolować od 0,030 cala dla mniejszych form do 0,065 cala dla dużych form. Chcielibyśmy przypomnieć, że odporność nawęglonego materiału P20 na zmiękczenie podczas odpuszczania jest stosunkowo niska, podobny do zwykłej stali węglowej.

Temperatura nawęglania powinna NIE przekroczyć 870°C (1600°F)Przekroczenie tej temperatury niekorzystnie wpłynie na właściwości polerujące. Na przykład nawęglanie w temperaturze 845°C (1550°F) spowodowało twardość powierzchni 65,6 HRC i głębokość warstwy wierzchniej 0,36 mm, podczas gdy w temperaturze 900°C (1650°F) twardość powierzchni była nieznacznie niższa i wynosiła 62,5 HRC, a głębokość warstwy wierzchniej 0,41 mm.

Nawęglana stal P20 charakteryzuje się dobrą kombinacją odporności na zużycie, wytrzymałości i polerowalności.

4.2 Podgrzewanie wstępne

Zdecydowanie zalecamy wstępne podgrzanie stali narzędziowej P20 do temperatury 1200°F (650°C).

Celem podgrzewania wstępnego jest przygotowanie cząsteczek w części do transformacji i złagodzenie naprężeń spowodowanych obróbką skrawaniem. Pomaga również wyrównać ciepło w części, umożliwiając rozproszenie naprężeń zanim metal stanie się zbyt miękki w wyższych temperaturach.

4.3 Hartowanie (Austenityzacja)

Temperatura hartowania wynosi 1525°F (830°C). Czas namaczania wynosi 45–60 minut na cal grubości. W przypadku części o grubości mniejszej niż 1 cal zalecamy minimalny czas namaczania wynoszący 45–60 minut. [Informacje na temat austenitu można znaleźć w wyjaśnieniu austenit na Wikipedii.]

4.4 Gaszenie

Materiał Stal P20 jest hartowana w oleju. Hartowanie w oleju ze stosunkowo niskiej temperatury powoduje mniejsze zmiany wymiarów w porównaniu ze stalami hartowanymi w wodzie. Po hartowaniu części powinny być chłodzone do minimum 150°F (66°C) jeśli utwardzane na powietrzu lub 150-200°F (66-93°C) jeśli hartowano w cieczy, a następnie natychmiast odpuszczano.

4.5 Odpuszczanie 

Stal narzędziowa P20 zwykle wymaga podwójnego odpuszczania. Standardowa temperatura odpuszczania wynosi 400°F (205°C).

W przypadku stali P20 hartowanej w oleju 845°C (1550°F) i zahartowane dla 2 godziny w temperaturze 205°C (400°F), powstała twardość wynosi 36-38 HRC, o wytrzymałości na rozciąganie 1310 MPa, granicy plastyczności 1172 MPa, wydłużeniu 13% i zmniejszeniu powierzchni 51%. Jeśli mikrostruktura po hartowaniu jest bainityczna, twardość po odpuszczaniu może być o 4 HRC niższa niż standardowe diagramy odpuszczania.

[Źródło: Roberts, G., Krauss, G. i Kennedy, R. (1998). Stale narzędziowe: 5. edycja.ASM Międzynarodowe.]