Oțel 9SiCr Prezentare tehnică

Oțel 9SiCr Prezentare tehnică: Este un oțel de scule slab aliat, iar caracteristicile sale cheie provin din siliciul (Si) și cromul (Cr) fiind principalele elemente de aliere. Compoziția chimică tipică, în procente în greutate (wt%), se încadrează în general în aceste intervale, deși veți vedea ușoare variații între diferitele standarde.

1. Compoziție chimică din oțel pentru scule 9SiCr

• Carbon (C):85% până la 0,95%.
• Siliciu (Si): De obicei, de la 1.20% la 1.60%, deși unele standarde precum DIN 90CrSi5 german specifică de la 1.05% la 1.25%.
• Mangan (Mn): De obicei, 0,30% până la 0,60%. Din nou, standardul german ar putea arăta un interval puțin mai mare (de la 0,60% la 0,80%).
• Crom (Cr): În general, de la 0,95% la 1,25%, cu standardul german de la 1,05% la 1,30%.
• Fosfor (P) și sulf (S): Acestea sunt impurități, de obicei menținute la un nivel scăzut, cu limite maxime adesea stabilite la ≤0,030% pentru ambele.

Este bine să cunoaștem echivalentele din diferite standarde internaționale: 9SiCr se potrivește cu AISI L3 (SUA), DIN 90CrSi5 / 1.2067 (Germania), BS BL3 (Marea Britanie), ГОСТ 9ХС (Rusia) și UNE 100Cr6 (Spania). În sistemul chinezesc (ISC), este T30100.

2. Proprietăți fizice ale oțelului 9SiCr

Referitor la proprietăți fizice:

2.1 Densitate: Aproximativ 7,80 g/cm³.

2.2 Temperaturi critice: Acestea sunt vitale pentru planificarea tratamentului termic:

• Ac1 (începutul formării austenitei la încălzire): ~770°C
• Accm (cementitul se dizolvă complet): ~870°C
• Ar1 (începutul formării perlitei la răcire): ~730°C
• Ms (martensite start): ~160°C
• Mf (finisare martensite): ~ -30°C

2.3 Proprietăți magnetice: Forța coercitivă este de aproximativ 795,8 A/m, iar inducția magnetică de saturație este de 1,78 până la 1,82 T.

2.4 Coeficientul de expansiune liniar: Deși valorile specifice nu au fost în materialul sursă furnizat, acesta este un factor critic pentru piesele de precizie, mai ales având în vedere schimbările de temperatură în timpul tratamentului termic și al utilizării.

3. Tratament termic

Tratament termic este crucială pentru obținerea proprietăților mecanice corecte din 9SiCr. Procesul standard implică călirea (călirea) și revenirea.

3.1 Opțiuni de tratare pre-încălzire

• Recoacerea după forjare: Se încălzește la 790-810°C, se menține 1-2 ore, se lasă cuptorul să se răcească sub 550°C, apoi se răcește cu aer. Rezultă o duritate 197-241 HBW. Recoacere izotermă (încălzire similară, menținere la 700-720°C) atinge același interval de duritate și de obicei dă o structură de perlită sferoidă.
• Revenirea la temperatură înaltă: Se încălzește la 600-700°C timp de 2-4 ore, apoi se răcește în cuptor sau cu aer. Folosit pentru a elimina stresul de la lucrul la rece.
• Normalizare: Se încălzește la 900-920°C, apoi se răcește cu aer. Rafinează granulele din oțel supraîncălzit și îndepărtează carburile din rețea, rezultând o duritate 321-415 HBW.
• stingere și temperare (pretratare alternativă): Se încălzește la 880-900°C, se stinge cu ulei, apoi se temperează la 680-700°C (2-4 ore) pentru o duritate 197-241 HBW. Piesele forjate pot fi uneori stinse direct din căldura de forjare urmată de revenire la temperatură ridicată.

3.2 Întărire (călire)

Temperatura recomandată este de 860-880°C.

• Stingerea uleiului: Răciți în ulei (poate diferite temperaturi), apoi răciți cu aer. Duritate: 62-65 HRC.
• Stingerea băii cu sare/alcalină: Folosiți o baie topită (150-200°C) pentru anumite perioade, apoi răciți cu aer. Duritate: 59-63 HRC. Aceste metode ajută la minimizarea deformării în piesele complexe. Structura după călire este în principal martensită, carburi fine și unele austenită reținută.

3.3 Tratament la rece

Pentru unelte de înaltă precizie, stabile dimensional, un tratament la rece (-70°C) la scurt timp după călire poate crește ușor duritatea (0-1 HRC). Cel mai bine se face într-o oră de la stingere.

3.4 Revenirea

Acest pas ameliorează stresul și reglează fin duritatea și duritatea. Rezultate tipice:

• 140-160°C Temperatură: 62-65 HRC
• 160-180°C Temperatură: 61-63 HRC
• 180-200°C Temperatură: 60-62 HRC
• 200-220°C Temperatură: 58-62 HRC

Temperaturile mai ridicate de revenire reduc duritatea și mai mult. Călirea dublă (de exemplu, 180°C, apoi o temperatură mai mare, cum ar fi 240°C) poate îmbunătăți semnificativ duritatea și durata de viață a sculei.

4. Proprietăți mecanice ale oțelului 9SiCr

The proprietăți mecanice de 9SiCr depind foarte mult de tratamentul termic. După călire și călire la temperatură scăzută, oferă duritate ridicată (poate rămâne în jur de 60 HRC chiar și după călire la 300-400°C), întărire bună și rezistență bună la uzură. Rezistența la încovoiere după o stingere la 850°C este de aproximativ 2250 MPa. Cu toate acestea, pentru unele lucrări foarte solicitante, rezistența sa la compresiune și rezistența la uzură ar putea să nu fie suficiente.

5. Aplicații din oțel pentru scule 9SiCr

În ceea ce privește aplicațiile, 9SiCr este o alegere versatilă pentru matrițele de lucru la rece și uneltele care necesită rezistență ridicată la uzură cu deformare minimă în timpul tratamentului termic. Utilizările comune includ:

• Scule de tăiere cu viteză redusă (unde rezistența la uzură este cheia).
• Matrițe complexe pentru lucru la rece: alezoare manuale, lame de forfecare, matrițe de filetare, role de laminare/îndreptare la rece, matrițe de laminare a filetului, matrițe de ambutisare adâncă, matrițe de ștanțare, matrițe de îndreptare la rece.
• Instrumente și instrumente de măsurare de precizie.
• Ștanțare mici/medii, ștanțare la rece și matrițe de ștanțare.
• Piese de matriță din plastic (când oțelurile carbon nu sunt suficiente).
• Matrice de extrudare și presare la rece.
• Matrice cu came, poanson, matrițe de tăiat.
• Filiere de tragere, matrițe de formare, matrițe de extrudare, role.
• Știfturi de evacuare.
• Matrite mari, complexe, de inalta precizie din plastic.
• Lame de forfecare (de exemplu, lame mari care ating 57-60 HRC cu deformare controlată prin călire/călire izotermă).

6. Comparații și considerații ale oțelului 9SiCr

În comparație cu oțelurile de bază carbon pentru scule, 9SiCr oferă o călibilitate, tenacitate și rezistență la uzură mai bune. Dezavantajele sale includ sensibilitatea la decarburare în timpul încălzirii și duritatea la recoacere relativ mare.

• O calitate precum Cr8MoWV3Si (cu mai mulți formatori de carbon și carbură) ar putea fi luată în considerare dacă aveți nevoie de o rezistență și mai mare la uzură și duritate.
• Pentru matrițele mari în care se preferă un tratament termic mai simplu, un oțel de întărire cu aer precum 7CrSiMnMoV ar putea fi o alternativă.
• Tratamentele de suprafață (cum ar fi nitrurarea combinată cu călirea) pot prelungi durata de viață a matrițelor de 9SiCr în aplicații precum curgerea la rece.
• Tratamentul termomecanic poate îmbunătăți rezistența și plasticitatea dacă rezistența mare la încovoiere este critică.

În cele din urmă, determinarea dacă 9SiCr este alegerea potrivită depinde în totalitate de cerințele specifice ale aplicației - tipul de operație, materialul care este prelucrat, durata de viață așteptată a sculei și complexitatea piesei sunt toți factori importanți. Putem discuta în continuare nevoile dumneavoastră specifice pentru a ne asigura că utilizați cea mai bună calitate de oțel și cel mai bun tratament termic pentru situația dvs.