Tính chất của thép công cụ làm việc nóng 3Cr2W8V (H21)

Tại Aobo Steel, chúng tôi nhận ra rằng việc lựa chọn đúng vật liệu là rất quan trọng đối với hiệu suất và tuổi thọ của các công cụ của bạn. Với hơn 20 năm kinh nghiệm rèn và kiến thức sâu rộng về thép công cụ, chúng tôi muốn cung cấp thông tin rõ ràng về Thép công cụ 3Cr2W8V, còn được gọi là H21. Đây là loại thép công cụ gia công nóng thông dụng và việc hiểu các chi tiết kỹ thuật của nó rất quan trọng để sử dụng hiệu quả.

1. Thành phần hóa học của thép công cụ 3Cr2W8V

Thép công cụ 3Cr2W8V là thép hợp kim được xác định theo thành phần hóa học của nó. Mặc dù các tiêu chuẩn có thể thay đổi đôi chút, các thành phần hợp kim chính là:

• Cacbon (C): Thông thường 0,30% – 0,40%
• Crom (Cr): Thông thường 2.20% – 2.70%
• Vonfram (W): Thông thường 7.50% – 9.00%
• Vanadi (V): Thông thường 0,20% – 0,50%

Các tạp chất như phốt pho (P) và lưu huỳnh (S) cũng bị hạn chế để duy trì chất lượng vật liệu.

2. Cấp thép công cụ tương đương 3Cr2W8V

Khi tìm nguồn vật liệu trên toàn cầu, bạn có thể gặp phải các tên gọi khác nhau cho cùng một loại thép hoặc các loại thép tương tự. Các loại tương đương cho Thép công cụ 3Cr2W8V bao gồm:

• Châu Âu (EN): X30WCrV9-3 (1.2581)
• Hoa Kỳ (AISI): H21
• Nhật Bản (JIS): SKD5
• Đức (DIN): 1.2581, X30WCrV9-3
• Cộng hòa Séc (CSN): 19721

Xin lưu ý rằng thành phần hóa học có thể thay đổi đôi chút giữa các tiêu chuẩn. Luôn kiểm tra bảng dữ liệu vật liệu cụ thể để xác nhận nó đáp ứng chính xác nhu cầu của bạn.

3. Tính chất của thép công cụ 3Cr2W8V

Các nguyên tố hợp kim mang lại cho Thép công cụ 3Cr2W8V những đặc tính cần thiết cho công việc ở nhiệt độ cao:

• Độ cứng nóng: Nó vẫn giữ được độ cứng và độ bền tốt ở nhiệt độ cao, thường lên tới khoảng 650°C, chống biến dạng.
• Khả năng chống mài mòn và mỏi do nhiệt: Nó chịu được sự mài mòn và ứng suất do các chu kỳ làm nóng và làm nguội lặp đi lặp lại thường thấy trong quá trình gia công ở nhiệt độ cao.
• Độ bền ở nhiệt độ cao: Có độ bền hợp lý ở nhiệt độ làm việc, giúp ngăn ngừa nứt khi chịu ứng suất.

4. Ứng dụng thép công cụ 3Cr2W8V

Nhờ những đặc tính này, Thép công cụ 3Cr2W8V được sử dụng cho:

• Rèn nóng: Đấm và khuôn, đặc biệt là khi tải trọng va đập không quá cao.
• Đùn nóng: Các dụng cụ như khuôn và trục, đặc biệt là đối với hợp kim đồng.
• Đúc khuôn: Theo truyền thống, thép này được sử dụng để đúc khuôn hợp kim nhôm và đồng, mặc dù trong một số trường hợp, thép mới hơn có thể có tuổi thọ cao hơn.
• Công việc nóng khác: Lưỡi cắt nóng và dụng cụ cắt tỉa nóng.

5. Tầm quan trọng của xử lý nhiệt

Để đạt được hiệu suất tối ưu từ Thép công cụ 3Cr2W8V đòi hỏi phải có sự chính xác xử lý nhiệt. Một quá trình điển hình bao gồm:

1. Austenit hóa: Đun nóng đến nhiệt độ 1050°C-1100°C.
2. Làm nguội: Thông thường, tôi dầu được sử dụng để tạo ra cấu trúc martensitic cứng. Nhiệt độ austenit hóa cao hơn có thể làm tăng khả năng tôi nhưng cần kiểm soát cẩn thận để tránh biến dạng hoặc nứt. Tôi khí, đôi khi theo sau là dầu, có thể được sử dụng cho các phần lớn hơn.
3. Làm nguội: Thực hiện hai hoặc ba lần, thường ở nhiệt độ từ 560°C – 580°C, để cân bằng độ cứng và độ dai.

Quá trình này thường tạo ra độ cứng 49-52 HRC. Có thể điều chỉnh các phương pháp xử lý cụ thể; ví dụ, có thể sử dụng nhiệt độ tôi thấp hơn cho các ứng dụng gia công nguội đòi hỏi cấu trúc hạt tinh tế và độ dẻo dai được cải thiện.

6. Nâng cao hiệu suất với phương pháp xử lý bề mặt

Xử lý bề mặt có thể cải thiện đáng kể tuổi thọ của dụng cụ 3Cr2W8V:

• Thấm nitơ / Thấm nitơ bằng oxy: Tăng độ cứng bề mặt và khả năng chống mài mòn. Thấm nitơ oxy đã cho thấy kết quả tốt đối với khuôn đúc nhôm.
• Lớp phủ PVD (ví dụ: TiN): Tăng độ cứng bề mặt, giảm ma sát và cải thiện khả năng chống mài mòn và trầy xước.
• Xử lý hơi nước: Tạo lớp oxit bảo vệ, cải thiện khả năng chống ăn mòn.
• Boron hóa: Tăng cường khả năng chống mài mòn; đôi khi được sử dụng kết hợp với thấm nitơ ion cho khuôn đùn nóng.
• Mạ điện hóa (Crôm): Cải thiện khả năng chống mài mòn và giảm độ bám dính của vật liệu trong quá trình đúc khuôn.

7. Những thách thức tiềm ẩn và các biện pháp thực hành tốt nhất

Mặc dù hiệu quả, người dùng nên lưu ý những vấn đề tiềm ẩn với Thép công cụ 3Cr2W8V:

• Nứt: Hàm lượng hợp kim cao hơn có thể khiến nó dễ bị nứt tại các điểm chịu lực, chẳng hạn như các góc nhọn hoặc thay đổi tiết diện, hoặc do sốc nhiệt. Việc làm nóng trước đúng cách và tránh làm nguội nhanh là điều cần thiết.
• Độ mòn/mỏi (Đúc khuôn): Có thể xảy ra hiện tượng mòn keo, oxy hóa, lõm bề mặt và mỏi do nhiệt.
• Lỗi vật liệu: Các vấn đề như thoát cacbon hoặc thấm cacbon trong quá trình xử lý nhiệt hoặc rèn và ủ không đúng cách có thể dẫn đến hỏng hóc sớm.

Tại Aobo Steel, hơn 20 năm kinh nghiệm rèn và hợp tác với hơn 40 nhà cung cấp ổn định cho phép chúng tôi quản lý hiệu quả các yếu tố này thông qua quá trình lựa chọn vật liệu, gia công và kiểm soát xử lý nhiệt tỉ mỉ.

8. Các lựa chọn thép thay thế

Nếu Thép công cụ 3Cr2W8V không đáp ứng đầy đủ các yêu cầu của bạn, các loại khác có thể phù hợp hơn:

• 4Cr5MoSiV1 (H13): Có độ bền và khả năng chống mỏi nhiệt tốt hơn, thường được dùng thay thế.
• Thép cơ bản (ví dụ: 6Cr4W3Mo2VNb, 5Cr4Mo3SiMnVAl): Chúng cung cấp độ bền và độ dẻo dai cao cho cả dụng cụ gia công nóng và nguội.
• Thép đúc khuôn chuyên dụng: Được tối ưu hóa cho khả năng chống mỏi nhiệt trong đúc khuôn nhôm.
• Thép tốc độ cao (Cấp độ sửa đổi/PM): Được xem xét cho các ứng dụng chịu mài mòn cao cần độ bền tốt.

Chọn đúng loại thép với Aobo Steel

Việc lựa chọn loại thép tối ưu phụ thuộc vào quy trình cụ thể của bạn: nhiệt độ vận hành, loại tải, vật liệu gia công và tuổi thọ mong muốn của dụng cụ.

Aobo Steel có kinh nghiệm và kiến thức để giúp bạn đánh giá xem 3Cr2W8V có phù hợp nhất hay không hoặc loại khác có giá trị hơn không. Liên hệ với chúng tôi để thảo luận về nhu cầu ứng dụng cụ thể của bạn. Ghé thăm chúng tôi tại www.aobosteel.com.