Lastnosti orodnega jekla 3Cr2W8V (H21) za vroče delo

Pri Aobo Steel se zavedamo, da je izbira pravega materiala ključnega pomena za učinkovitost in dolgo življenjsko dobo vaših orodij. Z več kot 20-letnimi izkušnjami kovanja in obsežnim znanjem o orodnem jeklu želimo zagotoviti jasne informacije o orodnem jeklu 3Cr2W8V, znanem tudi kot H21. To je običajno orodno jeklo za vroče delo in razumevanje njegovih tehničnih podrobnosti je pomembno za njegovo učinkovito uporabo.

1. Kemična sestava orodnega jekla 3Cr2W8V

Orodno jeklo 3Cr2W8V je legirano jeklo, ki ga določa njegova kemična sestava. Čeprav se standardi lahko nekoliko razlikujejo, so glavni legirni elementi:

• Ogljik (C): običajno 0,30% – 0,40%
• Krom (Cr): običajno 2.20% – 2.70%
• Volfram (W): običajno 7.50% – 9.00%
• vanadij (V): običajno 0,20% – 0,50%

Omejitve so določene tudi za nečistoče, kot sta fosfor (P) in žveplo (S), da se ohrani kakovost materiala.

2. Enakovredni razredi orodnega jekla 3Cr2W8V

Pri pridobivanju materialov po vsem svetu lahko naletite na različna imena za iste ali podobne vrste jekla. Ekvivalenti za orodno jeklo 3Cr2W8V vključujejo:

• evropski (EN): X30WCrV9-3 (1.2581)
• ZDA (AISI): H21
• Japonska (JIS): SKD5
• Nemčija (DIN): 1.2581, X30WCrV9-3
• Češka (CSN): 19721

Upoštevajte, da se lahko kemična sestava med standardi nekoliko razlikuje. Vedno preverite podatkovni list določenega materiala, da potrdite, da ustreza vašim natančnim potrebam.

3. Lastnosti orodnega jekla 3Cr2W8V

Legirni elementi dajejo orodnemu jeklu 3Cr2W8V lastnosti, ki so bistvene za delo pri visokih temperaturah:

• Vroča trdota: Dobro ohranja trdoto in trdnost pri visokih temperaturah, običajno do približno 650 °C, in je odporen proti deformacijam.
• Odpornost na toplotno obrabo in utrujenost: Odporen je na obrabo in obremenitve, ki jih povzročajo ponavljajoči se cikli segrevanja in hlajenja, ki so običajni pri vročem delu.
• Visokotemperaturna žilavost: Ponuja razumno žilavost pri delovnih temperaturah, kar pomaga preprečevati razpoke pod obremenitvijo.

4. Uporaba orodnega jekla 3Cr2W8V

Zahvaljujoč tem lastnostim se orodno jeklo 3Cr2W8V uporablja za:

• Vroče kovanje: Prebijalci in matrice, zlasti tam, kjer udarne obremenitve niso pretirano visoke.
• Vroče iztiskanje: Orodja, kot so matrice in trni, zlasti za bakrove zlitine.
• Tlačno litje: Tradicionalno se uporablja za tlačno litje aluminija in bakrovih zlitin, čeprav lahko novejša jekla v nekaterih primerih nudijo daljšo življenjsko dobo.
• Drugo vroče delo: Vroča strižna rezila in vroča orodja za obrezovanje.

5. Pomen toplotne obdelave

Doseganje optimalne zmogljivosti orodnega jekla 3Cr2W8V zahteva natančnost toplotna obdelava. Tipičen postopek vključuje:

1. Avsteniziranje: Ogrevanje na 1050°C-1100°C.
2. Kaljenje: Običajno se za proizvodnjo trde, martenzitne strukture uporablja kaljenje v olju. Višje temperature avstenitizacije lahko povečajo kaljivost, vendar zahtevajo skrbno kontrolo, da preprečite popačenje ali razpoke. Za večje dele se lahko uporabi kaljenje s plinom, ki mu včasih sledi olje.
3. Kaljenje: Izdelano dvakrat ali trikrat, običajno med 560 °C – 580 °C, da uravnovesite trdoto in žilavost.

Ta postopek običajno daje trdoto 49-52 HRC. Posebna zdravljenja se lahko prilagodijo; na primer, nižje temperature kaljenja se lahko uporabljajo za aplikacije v hladnem, ki zahtevajo prečiščeno zrnato strukturo in izboljšano žilavost.

6. Izboljšanje učinkovitosti s površinsko obdelavo

Površinska obdelava lahko znatno podaljša življenjsko dobo orodij 3Cr2W8V:

• Nitriranje / Nitriranje s kisikom: Poveča trdoto površine in odpornost proti obrabi. Nitriranje s kisikom je pokazalo dobre rezultate pri kalupih za tlačno litje aluminija.
• PVD premazi (npr. TiN): Dodajte površinsko trdoto, zmanjšajte trenje in izboljšajte odpornost proti obrabi.
• Obdelava s paro: Ustvari zaščitno oksidno plast, ki izboljša odpornost proti koroziji.
• boroniziranje: Poveča odpornost proti obrabi; včasih se uporablja v povezavi z ionskim nitriranjem za matrice za vroče iztiskanje.
• Elektrokemična prevleka (krom): Izboljša odpornost proti obrabi in zmanjša oprijem materiala pri tlačnem litju.

7. Potencialni izzivi in najboljše prakse

Čeprav je učinkovito, se morajo uporabniki zavedati možnih težav z orodnim jeklom 3Cr2W8V:

• Razbijanje: Zaradi višje vsebnosti zlitine je lahko nagnjen k pokanju na točkah napetosti, kot so ostri koti ali spremembe preseka, ali zaradi toplotnega šoka. Nujno je pravilno predgretje in izogibanje hitremu ohlajanju.
• Obraba/utrujenost (tlačno litje): Lahko pride do obrabe lepila, oksidacije, površinskih vdolbin in toplotne utrujenosti.
• Materialne napake: Težave, kot so razogljičenje ali naogljičenje med toplotno obdelavo ali nepravilno kovanje in žarjenje, lahko povzročijo zgodnjo odpoved.

Pri Aobo Steel nam naše 20+ letne izkušnje s kovanjem in sodelovanje z več kot 40 stabilnimi dobavitelji omogočajo učinkovito upravljanje teh dejavnikov z natančno izbiro materiala, obdelavo in nadzorom toplotne obdelave.

8. Alternativne jeklene možnosti

Če orodno jeklo 3Cr2W8V ne ustreza v celoti vašim zahtevam, so morda bolj primerni drugi razredi:

• 4Cr5MoSiV1 (H13): Ponuja izboljšano žilavost in odpornost proti toplotni utrujenosti, pogosto se uporablja kot nadomestek.
• Osnovna jekla (npr. 6Cr4W3Mo2VNb, 5Cr4Mo3SiMnVAl): Ti zagotavljajo visoko trdnost in žilavost tako za vroča kot za hladna delovna orodja.
• Specializirana jekla za tlačno litje: Optimiziran za odpornost na toplotno utrujenost pri tlačnem litju aluminija.
• Hitrorezna jekla (razredi modificiranih/PM): Velja za aplikacije z visoko obrabo, ki zahtevajo dobro žilavost.

Izbira pravega jekla z Aobo Steel

Izbira optimalnega jekla je odvisna od vašega specifičnega procesa: delovne temperature, vrste obremenitve, materiala, ki ga obdelujete, in želene življenjske dobe orodja.

Aobo Steel ima izkušnje in znanje, da vam pomaga oceniti, ali je 3Cr2W8V najbolj primeren ali bi drug razred zagotovil večjo vrednost. Obrnite se na nas, da se pogovorimo o vaših specifičnih potrebah po aplikaciji. Obiščite nas na www.aobosteel.com.