A2 PREVEČ JEKLO | 1.2363 | SKD12

5. Toplotna obdelava

Spodaj opisujemo ključne korake in dejavnike za uspešno orodno jeklo A2 toplotna obdelava, na podlagi najboljših praks v panogi.

5.1 Začetna priprava

1. Ocenjevanje začetnega stanja:

Orodno jeklo A2 se običajno dobavlja v žarjenem stanju. To mehko stanje je idealno za strojno obdelavo. Preden začnete s toplotno obdelavo orodnega jekla A2, se prepričajte, da so vsi deli temeljito razmaščeni.

2. Predkaljno odpravljanje napetosti (če je primerno):

Za komponente, ki so bile podvržene obsežni strojni obdelavi, zlasti tiste z znatnim odstranjevanjem materiala ali zapletenimi geometrijami, je pred glavno fazo kaljenja zelo priporočljiv cikel sproščanja napetosti. Ta korak je ključnega pomena za zmanjšanje deformacij med nadaljnjo toplotno obdelavo orodnega jekla A2.

* Postopek za nekaljen material: Jeklo počasi in enakomerno segrejte na 649–677 °C (1200–1250 °F). Pri tej temperaturi držite približno 2 uri na centimeter najdebelejšega dela. Nato ga počasi ohladite, po možnosti v peči.

5.2 Zaščita orodnega jekla A2 med toplotno obdelavo

Površinska celovitost (preprečevanje razogljičenja):

Orodno jeklo A2 je nagnjeno k razogljičenju pri segrevanju na visoke temperature. Da bi to preprečili in zagotovili celovitost toplotne obdelave vašega orodnega jekla A2, je treba dele obdelati na naslednji način:

• Peč z nadzorovano nevtralno atmosfero
• Vakuumska peč
• Z varnim zavijanjem v folijo iz nerjavečega jekla. Tesnjenje delov s folijo iz nerjavečega jekla je široko sprejeta in učinkovita metoda.

5.3 Ključne faze toplotne obdelave orodnega jekla A2

Naslednje faze so bistvene za doseganje želenih lastnosti vašega orodnega jekla A2.

5.3.1 Predgrevanje:

Predgrevanje je nepogrešljiv korak v procesu toplotne obdelave orodnega jekla A2. Služi za:

• Pogojujte molekularno strukturo materiala.
• Izenačite temperaturo po celotni komponenti in zmanjšajte toplotni šok.
• Razpršite notranje napetosti, preden dosežete višje temperature avstenitizacije.
• Priporočena temperatura predgrevanja za A2: 650 °C (1200 °F).
• Čas zadrževanja: Običajno 10–15 minut. Preden nadaljujete z naslednjo fazo, se prepričajte, da se barva dela ujema z notranjostjo peči.

5.3.2 Avstenitizacija (kaljenje):

To je kritična faza segrevanja, kjer se jeklo pretvori v avstenit, bistveni karbidi zlitine pa se raztopijo v matrici. Ta korak določa končne lastnosti utrjevanja.

• Standardna temperatura kaljenja: približno 968 °C (1775 °F). Nekateri protokoli dovoljujejo razpon od 970 do 995 °C (1775–1825 °F).
• Čas namakanja: Čas zadrževanja pri temperaturi avstenitizacije je ključnega pomena. Za jekla, ki se kalijo na zraku, kot je A2, velja splošno pravilo 1 ura na palec (25 mm) najdebelejšega prečnega prereza komponente. Izogibajte se prekomernemu namakanju, saj lahko negativno vpliva na končno mikrostrukturo.

5.3.3 Kaljenje:

Kaljenje je faza hitrega ohlajanja, ki avstenit pretvori v trdi martenzit.

• Metoda: Hlajenje na zraku je najnežnejša pogosta metoda kaljenja, ki znatno zmanjša toplotni šok in notranje napetosti.
• Deli, zaviti v folijo: Če uporabljate ovojnico iz folije iz nerjavečega jekla, jo med hlajenjem na zraku hranite zaprto, dokler se vsa vidna rdeča toplota ne razprši. 
• Upoštevanje velikosti: Kaljenje na zraku ima omejitve. Pri orodnem jeklu A2 je lahko doseganje polne trdote izziv, če prečni prerez pri zračnem hlajenju presega približno 5 palcev (127 mm).

5.3.4 Ravnanje po kaljenju:

Ko se del iz orodnega jekla A2 na zraku ohladi na približno 65 °C, ga je mogoče obdelati.

• Naslednji ključni korak: S popuščanjem začnite takoj, ko se deli ohladijo na to temperaturo med 52 in 65 °C (125–150 °F). Zamujanje s popuščanjem lahko povzroči nestabilno strukturo (zaradi nepopuščenega martenzita in zaostalega avstenita), kar poveča tveganje za razpoke ali skrajša življenjsko dobo orodja.
• Ravnanje (če je potrebno): Manjše ravnanje se lahko izvede, ko je temperatura dela nad 205 °C, preden je martenzitna transformacija v bistvu končana.

5.4 Popuščanje: Izboljšanje lastnosti orodnega jekla A2

Kaljenje je ključni korak po kaljenju v ciklu toplotne obdelave orodnega jekla A2. Služi za:

• Zmanjšajte zaostali avstenit (nepreoblikovan avstenit, ki lahko zmanjša trdoto in povzroči dimenzijsko nestabilnost).
• Pretvorite zaostali avstenit v stabilnejše mikrostrukture.
• Odpravite notranje napetosti.
• Povečajte žilavost in zmanjšajte krhkost.

5.4.1 Prva trpka:

• Tipična temperatura: 205 °C (400 °F).
• Postopek: Segrejte na želeno temperaturo, namakajte in nato običajno ohladite na zraku.
• Čas namakanja: približno 2 uri na palec (25 mm) prečnega prereza. To začetno popuščanje pomaga stabilizirati novo nastali martenzit in preoblikovati preostali avstenit.

5.4.2 Večkratno popuščanje (dvojno/trojno popuščanje):

Za orodno jeklo A2 je zelo priporočljivo dvojno popuščanje, tretje popuščanje pa lahko ponudi dodatne prednosti.

• Prednosti: Znatno izboljša strukturo zrn, izboljša odpornost proti obrabi in zagotavlja vrhunsko lajšanje napetosti. To je še posebej koristno za komponente s kompleksno geometrijo ali ostrimi vogali.
• Običajni cikel dvojnega popuščanja A2: Prvo popuščanje: 205 °C. Drugo popuščanje: 190 °C.
• Pomembno obvestilo: Med cikli popuščanja vedno pustite, da se del ohladi na sobno temperaturo. Izbrana temperatura popuščanja neposredno vpliva na končno trdoto orodnega jekla A2.

5.4.3 Povzetek ključnih parametrov toplotne obdelave orodnega jekla A2

5.5 Odprava napetosti po utrjevanju

Po celotnem ciklu kaljenja in popuščanja vašega orodnega jekla A2 s toplotno obdelavo bo morda potrebno dodatno razbremenitev napetosti. To še posebej velja, če je komponenta podvržena obsežnemu brušenju, varjenju ali elektroerozijski obdelavi (EDM).

PostopekKaljeni material popustite pri temperaturi, ki je za 14–28 °C nižja od končne temperature popuščanja, uporabljene v glavnem ciklu toplotne obdelave.