Kaj je orodno jeklo?

Opredelitev orodnega jekla

Kar zadeva uporabo, je orodno jeklo jeklo, ki se uporablja za izdelavo različnih orodij, kot so rezalna orodja, kalupi in merila. Med različnimi vrstami jeklenih materialov je bilo prvo razvito in uporabljeno orodno jeklo. V začetku leta 1900 je bila proizvedena večina glavnih orodnih jekel.

Proizvodno gledano, v primerjavi z navadnim ogljikovim jeklom, orodno jeklo izpolnjuje dva pogoja: mešanje legiranega jekla in postopek toplotne obdelave pred uporabo.

Označevanje orodnih jekel

Orodna jekla so po vsem svetu označena v skladu z različnimi sistemi, kar otežuje natančne definicije in primerjave. Standard ASTM, ki se pogosto uporablja v ZDA, dodeljuje črko in številko za označevanje posebnih razredov, ki odražajo lastnosti ali aplikacije.

Vrsta	Simbol	Primeri ocen
Utrjevanje z vodo	W	W1
Odporen na udarce	S	S7
Hladna obdelava z oljem	O	O1, O2
Utrjevanje na zraku v hladnem	A	A2
Matrice z visoko vsebnostjo ogljika/kroma	D	D2, D3
Plastični kalupi	p	P20
Vroče delo (krom/volfram)	H	H11, H13
Volfram visoke hitrosti	T	T1,T2
Molibden visoke hitrosti	M	M2

Razvrstitev orodnih jekel

Obstajajo 4 običajne klasifikacije, orodno jeklo za hladno delo, orodno jeklo za vroče delo, plastično kalupno jeklo in hitrorezno jeklo. Predstavljamo enega za drugim.

1. Orodno jeklo za hladno delo se uporablja pri oblikovanju kovine pri sobni temperaturi, izdelavi kalupov, kot so žigosanje, risanje, nanašanje glave, ekstrudiranje, vtiskovanje in valjčni kalupi. Razdeljen je v tri vrste. So nizkolegirano orodno jeklo za hladno delo (npr. jeklo AISI 01), morodno jeklo iz srednje zlitine za hladno delo (npr. jeklo A2) in Visokolegirano orodno jeklo za hladno delo (npr. jeklo D2. To jeklo je pogosto kategorizirano tudi kot orodno jeklo z visoko vsebnostjo ogljika in kroma. Njegova vsebnost ogljika je 1,4%~1,6%)
2. 2. Orodno jeklo za vroče delo se uporablja za kovinske kalupe pri visokih temperaturah, kot so vroče kovanje, ekstrudiranje, tlačno litje in striženje. Ta jekla običajno vsebujejo legirne elemente, kot so volfram, molibden, krom in vanadij, ki lahko izboljšajo visokotemperaturno delovanje kalupov. Na Kitajskem se tipično vroče delo H13 pogosto uporablja v tovarnah aluminijevih zlitin za gradbene materiale. Orodno jeklo za vroče delo delimo na tri vrste glede na vsebnost zlitin in uporabo. So nizkolegirano jeklo za vroče delo (npr. 5CrNiMo, 5CrMnMo),  srednje legirano vroče obdelano jeklo (npr. H13, H11, H12, H10) in Visokolegirano jeklo za vroče delo (npr. H21)
3. Hitrorezno jeklo se uporablja pri izdelavi rezalnih orodij. Pri uporabi te kovine pri rezanju lahko ohrani svojo trdoto in ostrino pri visokih hitrostih in visokih temperaturah, zato jo imenujemo hitrorezno jeklo. Razlog je v tem, da dodajanje volframa, kroma, molibdena, kobalta, vanadija in drugih legiranih jekel daje odlično odpornost proti obrabi in rdečo trdoto pri visokih temperaturah.
4. Plastično jeklo je material, ki se uporablja za izdelavo kalupov za izdelavo plastičnih izdelkov. Ker različni plastični izdelki potrebujejo različne vrste kalupov, je jeklo za plastične kalupe na voljo v številnih specializiranih različicah. Tukaj so pogoste vrste:

• Ogljikovo konstrukcijsko jeklo: Osnovno in se uporablja za preproste kalupe.
• Karburizirano jeklo: Obdelano, da je površina trša.
• Predkaljeno jeklo (npr. P20, P20+Ni): Utrjen pred časom za lažjo obdelavo.
• Starostno utrjeno jeklo: Sčasoma postane močnejši.
• Jeklo, odporno proti koroziji: Odporen proti koroziji, idealen za posebne plastike.
• Jeklo za prosto rezanje (npr. P20+S): Enostaven za obdelavo.
• Martenzitno jeklo: Ponuja dobro žilavost in trdnost.
• Zrcalno polirano jeklo: Zagotavlja izjemno gladko površino za visokokakovostne kalupe.

Preprost vodnik za izbiro kalupnega jekla

Tukaj je poenostavljen in reorganiziran vodnik za izbiro kalupnega jekla. Osredotoča se na njegovo zmogljivost pri uporabi in enostavnost obdelave med proizvodnjo.

---

Uporaba zmogljivosti (kako deluje kalup)

Ta razdelek pokriva, kako dobro se kalup obdrži v delovnih pogojih.

• Moč
  • Trdota: Kalupi morajo biti odporni proti deformacijam. Jeklo za matrice za hladno delo ima običajno trdoto približno 60HRC, medtem ko je jeklo za matrice za vroče delo v razponu od 40-55HRC. Tudi pri enaki trdoti se lahko različne jeklene sestave različno obnesejo.
  • Rdeča trdota: Pri kalupih za vroče delo mora trdota vzdržati visoke temperature. Navadno ogljikovo jeklo zdrži 180-250°C, medtem ko krom-molibden jeklo zdrži 550-600°C.
  • Tlačna in upogibna trdnost: Kalupi morajo vzdržati pritisk in upogibanje. Preskusi trdnosti bolje odražajo uporabo v realnem svetu kot samo trdota.
• Žilavost
  • Kalupi morajo biti odporni na udarce brez razpok ali drobljenja. Žilavost je odvisna od sestave jekla, čistosti, velikosti zrn in toplotne obdelave. Gre za kompromis med žilavostjo, močjo in odpornostjo proti obrabi.
• Odpornost proti obrabi
  • Kalupi morajo vzdržati trenje in obrabo. Visoka trdota in dobro porazdeljeni karbidi zmanjšujejo obrabo zaradi mehanskega delovanja, oksidacije ali taljenja.
• Odpornost na toplotno utrujenost
  • Kalupi za vroče delo morajo prenašati visoke temperature in ponavljajoče se cikle segrevanja-hlajenja brez razpok. Ključni dejavniki vključujejo življenjsko dobo zaradi toplotne utrujenosti (čas pred nastankom razpok), hitrost rasti razpok in lomno žilavost (odpornost proti širjenju razpok).
• Odpornost na ugriz
  • Kalupi se morajo izogibati lepljenju ali "varjenju" z obdelovancem. Boljša odpornost se meri s tornimi testi.

Učinkovitost postopka (kako enostavno je izdelati kalup)

Ta razdelek se osredotoča na to, kako uporabno je jeklo med proizvodnjo.

• Obdelovalnost
  • Vroče delo: Jeklo se mora zlahka oblikovati pri visokih temperaturah.
  • Hladno delo: Vključuje rezanje, brušenje in poliranje. Kalupno jeklo je trdo in težko za obdelavo, vendar dodajanje elementov, kot sta žveplo ali svinec, lahko izboljša obdelovalnost.
• Kaljivost in kaljivost
  • Sposobnost gašenja: Jeklo se mora utrditi enakomerno, zlasti pri velikih kalupih. To je odvisno od njegove sestave.
  • Kaljivost: Trdota je odvisna predvsem od vsebnosti ogljika, ki je ključnega pomena za kalupe za hladno obdelavo.
• Temperatura gašenja in deformacija toplotne obdelave
  • Široko temperaturno območje kaljenja poenostavlja proizvodnjo. Kalupi, še posebej precizni, se morajo med toplotno obdelavo minimalno deformirati.
• Občutljivost za oksidacijo in razogljičenje
  • Segrevanje lahko povzroči oksidacijo ali izgubo ogljika, kar zmanjša trdoto in odpornost proti obrabi. Jeklo je na to občutljivo in potrebuje posebno obdelavo, kot je obdelava z vakuumom.

Uporaba orodnega jekla

Glede na prijavo smo ORODNA JEKLA, ki jih ponuja naše podjetje, kategorizirali.

Kategorija	Razred jekla	Glavna področja uporabe	Posebni primeri uporabe
Orodno jeklo za hladno delo	D2	Matrice in orodja za hladno delo	Matrice za žigosanje, matrice za oblikovanje, orodja za rezanje, matrice za hladno iztiskanje, ročna orodja
	D3	Matrice in orodja za hladno delo	Matrice za žigosanje, matrice za oblikovanje, orodja za rezanje, matrice za hladno iztiskanje, ročna orodja
	A2	Utrinke in rezalna orodja za hladno delo	Prebijalci, matrice za vtiskovanje, matrice za oblikovanje, orodja za rezanje lesa
	O1	Orodja in matrice za delo v hladnem za splošno uporabo	Rezalna orodja za splošno uporabo, matrice za vtiskovanje, rezalna orodja, vzmeti
	O2	Orodja in matrice za delo v hladnem za splošno uporabo	Rezalna orodja za splošno uporabo, matrice za vtiskovanje, rezalna orodja, vzmeti
Orodno jeklo, odporno na udarce	S7	Visoko udarna orodja za delo v mrazu	Luknjači, škarje, matrice za kratke izvedbe, matrice za vtiskovanje
Orodno jeklo za vroče delo	H11	Matrice in orodja za visokotemperaturno obdelavo	Matrice za vroče kovanje, kalupi za tlačno litje, orodja za vroče rezanje, orodja za iztiskanje
	H13	Matrice in orodja za visokotemperaturno obdelavo	Matrice za vroče kovanje, kalupi za tlačno litje, orodja za vroče rezanje, orodja za iztiskanje
Hitrorezno orodno jeklo	M2	Orodja za hitro rezanje	Svedri, rezkalniki, žagini listi, orodja za vrezovanje navojev, broše
	M35	Orodja za hitro rezanje (vsebuje kobalt, večja rdeča trdota)	Svedri, rezkalniki, žagini listi, orodja za vrezovanje navojev, broše
	M42	Orodja za hitro rezanje (vsebuje kobalt, večja rdeča trdota)	Svedri, rezkalniki, žagini listi, orodja za vrezovanje navojev, broše
Kalupno jeklo	P20	Kalupi za brizganje plastike	Kalupi za brizganje plastike, podstavki za kalupe, kalupi za tlačno litje, veliki okvirji za kalupe
	P20+Ni	Kalupi za brizganje plastike (izboljšana odpornost proti koroziji)	Kalupi za brizganje plastike, podstavki za kalupe, kalupi za tlačno litje, veliki okvirji za kalupe
	P20+S	Kalupi za brizganje plastike (izboljšana obdelovalnost)	Kalupi za brizganje plastike, podstavki za kalupe, kalupi za tlačno litje, veliki okvirji za kalupe