Tính chất của thép công cụ 4CrW2Si

Thép công cụ 4CrW2Si là thép công cụ hợp kim có Crom (Cr), Vonfram (W) và Silic (Si) là các nguyên tố hợp kim chính. Loại này được biết đến với hiệu suất trong các ứng dụng công cụ cụ thể đòi hỏi sự cân bằng giữa độ bền, độ cứng và độ dẻo dai, đặc biệt là trong điều kiện va đập.

1. Thành phần hóa học của thép công cụ 4CrW2Si (GB/T 1299—2000)

Thành phần hóa học tiêu biểu của thép 4CrW2Si là:

• Cacbon (C): 0.35% – 0.45%
• Silic (Si): 0.80% – 1.10%
• Mangan (Mn):≤ 0,40%
• Crom (Cr): 1.00% – 1.30%
• Vonfram (W): 00% – 2.50%
• Phốt pho (P): ≤ 0,030%
• Lưu huỳnh (S): ≤ 0,030%
• Đồng (Cu): ≤ 0,25% (Giới hạn điển hình)
• Niken (Ni): ≤ 0,25% (Giới hạn điển hình)

2. Tính chất của thép công cụ 4CrW2Si

2.1 Điểm mạnh

• Độ bền và độ cứng tốt, đặc biệt ở nhiệt độ cao.
• Đạt được độ dẻo dai cao sau khi được tôi luyện thích hợp.
• Có khả năng làm cứng và chịu được nhiệt độ cao.
• Độ nhạy tương đối thấp với quá trình khử cacbon, biến dạng và nứt trong quá trình xử lý nhiệt so với các loại thép công cụ khác.
• Trong khi hàm lượng cacbon cơ bản mang lại độ cứng ban đầu vừa phải, quá trình thấm cacbon sau đó là làm nguội giúp tăng đáng kể độ cứng bề mặt trong khi vẫn duy trì độ bền lõi, tạo ra các đặc tính cơ học tổng thể tuyệt vời cho các ứng dụng đòi hỏi khắt khe.

2.2 Những cân nhắc

• Loại thép này dễ bị khử cacbon; cần phải kiểm soát chặt chẽ quá trình xử lý nhiệt.
• Việc quản lý sự biến dạng dập tắt có thể cần được chú ý đặc biệt.
• Một số loại thép công cụ hợp kim với molypden (Mo) hoặc niken (Ni) có khả năng chống mài mòn và độ bền va đập thấp hơn.

3. Ứng dụng thép công cụ 4CrW2Si

4CrW2Si phù hợp với các công cụ và khuôn hoạt động dưới tải trọng va đập cao. Các ứng dụng phổ biến bao gồm:

• Dụng cụ khí nén (năng lượng gió)
• Khuôn cắt và phôi composite
• Khuôn dập
• Kéo cắt lạnh
• Khuôn rèn nóng ứng suất trung bình
• Khuôn đúc khuôn (dành cho các ứng dụng không vượt quá nhiệt độ vừa phải)
• Lưỡi cắt kim loại lạnh
• Dao cạo cho khuôn cán ren
• Khối khuôn để cắt và dập nguội
• Chốt đẩy và đục
• Dụng cụ làm mộc
• Khuôn dập nóng nhỏ hơn

Sau khi thấm cacbon và tôi, nó cũng có thể được sử dụng cho:

• Khuôn dập nguội chịu lực nặng
• Máy đột dập nguội hạng nặng cỡ lớn và vừa
• Khuôn ép chính xác

4. Hướng dẫn xử lý nhiệt thép công cụ 4CrW2Si

4.1 Ủ / Xử lý trước

• Ủ tiêu chuẩn: Đun nóng đến 800-820°C, giữ trong 3-5 giờ. Làm nguội lò xuống dưới 550°C, sau đó làm mát bằng không khí. Độ cứng mục tiêu: 229-285 HBW (Cấu trúc: Pearlite dạng hạt + carbide nhỏ).
• Ủ ở nhiệt độ cao (để cải thiện khả năng gia công): Đun nóng đến 710-740°C, giữ trong 3-6 giờ. Làm mát lò hoặc làm mát bằng không khí.

4.2 Làm cứng (làm nguội)

• Nhiệt độ dập tắt: 860-900°C
• Môi trường làm nguội: Dầu (thường là 20-40°C)
• Độ cứng mong đợi (khi tôi): ≥53HRC

4.3 Làm nguội

• Làm nguội ngay sau khi tôi để đạt được tính chất mong muốn và giảm ứng suất.
• Đối với độ cứng cao (Giảm ứng suất/Ổn định): Làm nguội ở 200-250°C (Dầu hoặc muối nóng chảy). Làm mát bằng không khí. Độ cứng dự kiến: 53-58 HRC.
• Để tăng độ bền (giảm độ cứng): Tôi ở nhiệt độ 430-470°C (Lò không khí, tắm muối hoặc kiềm nóng chảy) và làm mát bằng không khí. Độ cứng dự kiến: 45-50 HRC.
• (Lưu ý: Độ cứng giảm khi nhiệt độ tôi tăng. Ví dụ: Sau khi làm nguội bằng dầu ở 880°C, tôi ở 100°C trong 2 giờ ≈ 54 HRC; tôi ở 600°C trong 2 giờ ≈ 32 HRC.

5. Khuyến nghị rèn thép công cụ 4CrW2Si

5.1 Nhiệt độ gia nhiệt:

• Thỏi: 1180-1200°C
• Phôi: 1150-1170°C

5.2 Nhiệt độ rèn ban đầu:

• Thỏi: 1150-1180°C
• Phôi: 1120-1150°C

5.3 Nhiệt độ rèn hoàn thiện: ≥850°C

5.4 Làm mát sau khi rèn: Nên làm nguội chậm.