ORODNJE JEKLO H13 | 1.2344 | skd61

4. Toplotna obdelava

Jeklo H13 toplotna obdelava Postopek je večstopenjski postopek, zasnovan za razvoj želene mikrostrukture in mehanskih lastnosti. Vsak korak igra ključno vlogo pri končni zmogljivosti orodja.

4.1 Predgrevanje: bistveni prvi korak za jeklo H13

Pred glavno fazo kaljenja je predgrevanje jekla H13 ključnega pomena. Priporočamo temperaturo predgrevanja približno 815 °C (1500 °F). Ta korak ima dva glavna namena:

• Zagotavljanje enakomerne porazdelitve temperature po celotni komponenti, ko se ta približuje višji temperaturi avstenitizacije.

• Zmanjšanje toplotnega šoka, ki lahko škoduje celovitosti jekla.

4.2 Avstenitizacija (kaljenje): Doseganje optimalne mikrostrukture

Avsteniziranje je jedro procesa kaljenja, kjer se jeklo H13 segreje, da se njegova mikrostruktura pretvori v avstenit. Za učinkovito toplotno obdelavo jekla H13:

• Priporočena temperatura avstenitizacije: Ciljno območje med 1020 °C in 1065 °C (približno 1875 °F do 1950 °F).

• Čas zadrževanja: Jeklo vzdržujte pri temperaturi avstenitizacije približno 1 uro na vsakih 25 mm (1 palec) debeline materiala. Ključnega pomena je, da se držite pravilne temperature avstenitizacije in časa zadrževanja. Prenizke (npr. 890 °C) ali previsoke (npr. 1150 °C) temperature ali nezadostno namakanje lahko negativno vplivajo na ključne lastnosti, kot je žilavost. Na trdoto jekla H13 po kaljenju neposredno vplivajo tako pogoji avstenitizacije kot tudi hitrost ohlajanja, ki sledi.

4.3 Kaljenje: Pomen zračnega hlajenja pri toplotni obdelavi jekla H13

H13 je posebej zasnovano kot jeklo, ki se kali na zraku. Zato se zrak kaljenje od temperature avstenitizacije je določena metoda. Ta nadzorovan postopek hlajenja ponuja različne prednosti:

• Dosega kaljenje do konca, tudi pri večjih prerezih.

• V primerjavi z agresivnejšimi metodami kaljenja s tekočino ima za posledico minimalne preostale napetosti, kar je koristno za dimenzijsko stabilnost in življenjsko dobo.

4.3 Popuščanje: Doseganje vrhunske zmogljivosti in vzdržljivosti jekla H13

Kaljenje je verjetno najpomembnejša faza v ciklu toplotne obdelave jekla H13, še posebej zato, ker je H13 sekundarno kaljeno jeklo. To pomeni, da svoje optimalne lastnosti, zlasti trdoto in trdnost, razvije pri povišanih obratovalnih temperaturah, ko je popuščeno pri temperaturah nad vrhom sekundarnega kaljenja, ki se običajno pojavi okoli 510 °C (950 °F).

Ključni vidiki popuščanja jekla H13 vključujejo:

• Sekundarno kaljenje: Doseženo z izločanjem finih, dispergiranih karbidov zlitine (predvsem V8C7, skupaj s tipi M2C, M6C in M7C3). Ti z vanadijem bogati MC karbidi so glavni dejavniki trdnosti jekla.

• Prednosti popuščanja pri visokih temperaturah (nad ~510 °C / 950 °F):

  • Zagotavlja znatno zmanjšanje napetosti po strjevanju.

  • Stabilizira mikrostrukturo in mehanske lastnosti za zanesljivo delovanje pri povišanih obratovalnih temperaturah.

  • Omogoča predgrevanje komponent za nadaljnje operacije, kot sta varjenje ali toplo obdelavo, pri temperaturah do 55 °C (100 °F) pod predhodno temperaturo popuščanja, ne da bi to bistveno vplivalo na trdoto.

• Priporočena praksa: Za optimalne rezultate je treba jeklo H13 po kaljenju (npr. po kaljenju pri 1020 °C) dvakrat popustiti pri visoki temperaturi.

• Doseganje trdote: Končna trdota je določena z izbrano temperaturo popuščanja. Na primer, popuščanje pri približno 610 °C lahko doseže trdoto okoli 45 HRC.

• Pozor: Popuščanju pri nižjih temperaturah (npr. 250 °C) se je treba izogibati, saj lahko to povzroči zmanjšanje žilavosti in poslabša odpornost jekla na nadaljnje popuščanje.

• Večstopenjsko popuščanje: V nekaterih primerih lahko uporaba večstopenjskega popuščanja ponudi dodatne prednosti v primerjavi z enim samim ciklom popuščanja.

• Spremembe dimenzij: Upoštevajte, da bo temperatura popuščanja vplivala na končne dimenzije jeklene komponente H13.

Tudi bainitne mikrostrukture, ki se lahko oblikujejo med počasnejšim hlajenjem večjih H13 profilov, bodo po ustreznem popuščanju pokazale znatno sekundarno utrjevanje in zaradi izločanja karbidov dosegle raven trdote, primerljivo s popuščenim martenzitom.

4.4 Ključni dejavniki za uspešno toplotno obdelavo jekla H13

Poleg primarnih faz je treba za zagotovitev najboljših rezultatov toplotne obdelave jekla H13 skrbno upoštevati še več dejavnikov:

• Površinsko razogljičenje: Med visokotemperaturnimi procesi, ki so vključeni v toplotno obdelavo jekla H13, obstaja nevarnost površinskega razogljičenja, če atmosfera v peči ni ustrezno nadzorovana. To lahko povzroči mehko površinsko plast z zmanjšano odpornostjo proti obrabi in utrujenostno trdnostjo.

• Priprava površine: Za povečanje odpornosti proti termičnim razpokam, zlasti pri zahtevnih vročih delih, razmislite o tehnikah priprave površine, kot sta poliranje ali mehansko abrazivno obrabo končnega orodja.

• Posebno homogenizacijsko žarjenje (opomba: ni standardna normalizacija): Standardna normalizacija na splošno ni priporočljiva za jeklo H13. Vendar pa se za izboljšanje mikrostrukturne homogenosti lahko uporabi poseben toplotni cikel. To vključuje:

  1. Predgretje na približno 790 °C (1450 °F).

  2. Počasno, enakomerno segrevanje do temperature avstenitizacije od 1040 °C do 1065 °C (od 1900 °F do 1950 °F).

  3. Vzdrževanje približno 1 uro na 25 mm (1 palec) debeline.

  4. Hlajenje na zraku. Po tej specifični homogenizacijski obdelavi je nujno, da takoj sledi popolno sferoidizacijsko žarjenje, ko se jeklo približa sobni temperaturi ali jo doseže. To je specializiran postopek in prinaša tveganje za razpoke, zlasti če atmosfera peči ne preprečuje površinskega razogljičenja.

4.5 Toplotna obdelava jekla H13: Povzetek priporočenih parametrov

Za hiter pregled so spodaj povzeti tipični parametri za toplotno obdelavo jekla H13. Upoštevajte, da so to splošne smernice in da bo morda treba prilagoditi natančne parametre glede na geometrijo posameznega sestavnega dela, opremo in želene končne lastnosti.

Z natančnim nadzorom vsake faze procesa toplotne obdelave jekla H13 lahko proizvajalci dosledno proizvajajo orodja z visoko trdnostjo, žilavostjo in odpornostjo proti toplotni utrujanju, ki so potrebna za zahtevna vroča delovna okolja.