Proprietăți și aplicații ale oțelului pentru scule D2

Ce este D2 Tool Steel? Este un conținut ridicat de carbon, crom, oțel pentru scule pentru lucru la rece. Este cunoscut în special pentru rezistența sa bună la uzură și capacitățile de întărire profundă. Când discutăm despre specificațiile oțelului D2, vom vorbi despre Compoziție de oțel D2, tratament termic și duritate, aplicatii si performante, compararea oțelurilor D2 cu alte oțeluri din seria D, situații comune în care oțelul D2 trebuie luat în considerare pentru înlocuire, și dezavantajele oțelului D2.

1. Compoziție chimică din oțel pentru scule D2

2. Tratament termic Și duritatea Specificații pentru oțel pentru scule D2

2.1 Preîncălzire

Preîncălzirea este crucială pentru oțelurile cu conținut ridicat de crom, cum ar fi D2, datorită conductivității termice mai scăzute. Această etapă previne fisurarea în timpul fazei principale de încălzire, asigurând o distribuție uniformă a temperaturii și eliberând tensiunile interne.

• Temperatura recomandata: Se încălzește încet și uniform la 1200°F (650°C). Un interval de 1200–1250 °F (649–677 °C) este uneori folosit pentru a elibera materialul neîntărit.
• Timp de înmuiere: Țineți la temperatură aproximativ 10-15 minute pentru o secțiune de 3″ (75 mm). Secțiunile mai mari necesită o înmuiere mai lungă. Pentru ameliorarea stresului, un ghid este de 2 ore pe inch (4,7 min/mm) de grosime, urmată de răcirea lentă a cuptorului.

2.2 Austenitizare (întărire)

Austenitizare transformă microstructura oțelului în austenită și dizolvă carburile de aliaj, care sunt necesare pentru călire.

• Temperatura de intarire: Încălziți oțelul D2 la 1850°F (1010°C).
• Timp de înmuiere: Țineți la temperatura de austenitizare timp de 1 oră pe inch (25 mm) de secțiune transversală pentru a asigura o transformare completă și uniformă.
• Controlul atmosferei: Pentru a preveni decarburarea (pierderea carbonului de suprafață), austenitizarea se efectuează într-o atmosferă neutră controlată, vid sau cuptor cu sare neutră. Alternativ, înfășurați piesa în siguranță în folie de oțel inoxidabil (Tipul 309, grosimea de 0,002 in./0,05 mm este potrivită pentru temperaturi de până la 2240°F/1227°C).

2.3 stingere

D2 este un oțel de călire cu aer, care simplifică călirea și minimizează deformarea în comparație cu metodele de călire cu ulei sau apă.

• Metodă: Răciți oțelul în aer nemișcat după ce îl scoateți din cuptor.
• Temperatura țintă: Lăsați oțelul să se răcească la aproximativ 150°F (65°C) înainte de călire.
• Îndreptare: Dacă este necesar, îndreptarea se poate face după ce oțelul se răcește la aproximativ 1050 ° F (565 ° C), dar înainte de a se transforma în martensită (aproximativ 400 ° F / 205 ° C). Pentru a preveni stresul și distorsiunea, evitați răcirea rapidă sau neuniformă sub acest punct de transformare.

2.4 temperare

temperare este esențial pentru a reduce fragilitatea inerentă oțelului ca stins, pentru a reduce tensiunile și pentru a crește duritatea, menținând în același timp duritatea necesară. Călirea dublă este recomandată pentru oțelul D2.

• Primul temperament: Se încălzește la 960°F (515°C). Țineți timp de 2 ore pe inch (25 mm) de secțiune transversală.
• Răcire: Lăsați piesa să se răcească complet la temperatura camerei după prima temperare.
• Al doilea temperament: Reîncălziți la 900°F (480°C). Țineți timp de 2 ore pe inch (25 mm) de secțiune transversală.
• Duritate așteptată: După a doua temperare și răcire, se obține o duritate tipică de 58 HRC. Acest proces dublu de revenire rafinează structura cerealelor, îmbunătățind potențial rezistența la uzură.
• Alternativă (Single Temper): O singură temperare de aproximativ 400°F (205°C) produce o duritate mai mare (aproximativ 62 HRC), dar în general oferă mai puțină duritate și rezistență la uzură în comparație cu călirea dublă.

2.5 Eliberarea stresului (după întărire)

Dacă oțelul D2 întărit este supus unor șlefuiri semnificative, sudură sau prelucrare prin descărcare electrică (EDM), o temperatură de reducere a tensiunilor este foarte recomandată pentru a preveni fisurarea sau defecțiunile cauzate de solicitările reziduale.

• Temperatură: Se încălzește încet la o temperatură de 25 până la 50 ° F (14 până la 28 ° C) de mai jos temperatura finală de revenire utilizată. O abordare alternativă pentru reducerea generală a stresului implică încălzirea la 1200–1250 °F (649–677 °C).
• Timp de înmuiere: Țineți 1-2 ore pe inch (25,4 mm) de grosime.
• Răcire: Se răcește încet în cuptor la temperatura camerei.

2.6 Considerații importante pentru tratamentul termic D2

• Deformare: În timp ce D2 oferă o stabilitate bună, distorsiunile pot apărea din cauza încălzirii sau răcirii neuniforme sau a geometriei componente complexe. Preîncălzirea atentă, austenitizarea uniformă și stingerea controlată a aerului minimizează acest risc.
• Austenita reținută: Unele austenite pot rămâne netransformate după stingere. Călirea dublă ajută la transformarea acestei austenite reținute în martensită, îmbunătățind stabilitatea dimensională. Tratamentele sub zero (criogenice) pot reduce și mai mult austenita reținută pentru aplicații solicitante.
• Decarburarea: Protejarea suprafeței de oțel în timpul încălzirii, folosind o atmosferă controlată sau folie de folie, este vitală pentru a preveni un strat exterior moale și pentru a menține duritatea completă.

3. Specificația aplicațiilor și performanței din oțel pentru scule D2

În primul rând, așa cum am menționat, oțelul D2 este un oțel cu conținut ridicat de carbon și crom. Aceste elemente din aliaj fac oțelul D2 extrem de dur și rezistent la uzură.

În al doilea rând, conținutul ridicat de crom îmbunătățește călibilitatea oțelului D2. Călibilitatea se referă la capacitatea unui oțel de a fi călit prin tratament termic. Această întărire profundă uniformă oferă rezistență la uzură și deformare în aplicații solicitante.

Pe baza acestor proprietăți, oțelul D2 este utilizat pe scară largă în aplicațiile de scule de lucru la rece.

3.1 Matrice de golire

Oțelul D2 este renumit pentru rezistența și duritatea excepționale la uzură, făcându-l ideal pentru matrițe care decupează sau perfora forme din foi de metal. Matriță pentru diferite materiale, de la materiale de ecartament mai subțire (t≤3mm) până la foi mai groase. Mai mult decât atât, este potrivit în special pentru matrițele de ștanțare utilizate cu materiale abrazive, cum ar fi foile de oțel siliconic și foile de aluminiu.

3.2 Moare de piercing

La fel ca ștanțarea, duritatea mare și rezistența la uzură a oțelului D2 îl fac o alegere bună pentru perforarea găurilor în tablă.

3.3 Matrice de formare la rece

Capacitatea oțelului D2 de a rezista la solicitări mari de compresiune și de a rezista la uzură îl face potrivit pentru operațiuni de formare la rece la temperatura camerei. Acestea includ aplicații precum extrudarea la rece și curățarea la rece, care necesită menținerea formei și rezistența la uzură la presiune ridicată.

3.4 Matrice de desen

Matrițele sunt implicate în procesul de desenare a tablei. Oțelul D2 este potrivit pentru a rezista uzurii asociate cu frecarea experimentată în timpul tragerii.

3.5 Matrice de rulare a filetului

Matrițele sunt implicate în procesul de tragere a tablei, iar oțelul D2 este potrivit pentru a rezista uzurii asociate cu frecarea experimentată în timpul tragerii.

3.6 Formarea rolelor

În operațiunile de laminare în care metalul este modelat prin trecere, duritatea oțelului D2 asigură ca rolele să își mențină profilul și să reziste la uzură în timpul producției pe termen lung.

3.7 Ecarte

Atunci când se aplică instrumente de măsurare, stabilitatea dimensională a oțelului D2 după tratamentul termic, împreună cu capacitățile sale mari de rezistență la uzură, sunt cruciale pentru menținerea preciziei pe o perioadă lungă de timp.

3.8 Dispozitive de tăiat și lame de forfecare

Marginile ascuțite ale sculelor de tăiere și forfecare din oțel D2 își păstrează ascuțirea pentru perioade lungi de timp datorită durității ridicate a materialului și rezistenței la uzură. Acest lucru se aplică diferitelor grosimi de materiale, dar trebuie să luăm în considerare atât echilibrul, cât și duritatea pentru materialele mai groase.

Trebuie să ne amintim că, în timp ce oțelul D2 oferă o rezistență excelentă la uzură și duritate pentru lucru la rece, tenacitatea sa ar trebui luată în considerare pentru aplicații care implică sarcini de impact foarte mari sau solicitări semnificative de încovoiere.