A2 QUÁ THÉP | 1.2363 | SKD12

5. Xử lý nhiệt

Dưới đây, chúng tôi phác thảo các bước quan trọng và cân nhắc để có được thép công cụ A2 thành công xử lý nhiệt, dựa trên các thông lệ tốt nhất của ngành.

5.1 Chuẩn bị ban đầu

1. Đánh giá tình trạng ban đầu: Trước khi thực hiện bất kỳ xử lý nhiệt nào trên vật liệu A2, điều cần thiết là phải đảm bảo bề mặt vật liệu được tẩy dầu mỡ hoàn toàn.
2. Giảm ứng suất trước khi làm cứng (nếu có): Đối với vật liệu A2 đã trải qua quá trình gia công rộng rãi, chúng tôi đặc biệt khuyên bạn nên xử lý giảm ứng suất để giảm thiểu biến dạng trong quá trình xử lý nhiệt. Quy trình đối với vật liệu chưa tôi: Làm nóng thép từ từ và đồng đều đến 1200–1250°F (649–677°C). Giữ ở nhiệt độ này trong khoảng 2 giờ cho mỗi inch của phần dày nhất. Sau đó làm nguội chậm, tốt nhất là trong lò.

5.2 Bảo vệ thép công cụ A2 trong quá trình xử lý nhiệt

Tính toàn vẹn bề mặt (Ngăn ngừa sự mất cacbon):

Thép công cụ A2 dễ bị khử cacbon khi nung ở nhiệt độ cao. Để ngăn ngừa khử cacbon và đảm bảo tính toàn vẹn của quá trình xử lý nhiệt đối với thép công cụ A2, chúng tôi khuyên bạn nên bọc thép A2 một cách an toàn bằng lá thép không gỉ rồi đặt vào lò nung có kiểm soát khí quyển trung tính hoặc lò nung chân không. Việc niêm phong vật liệu trong lá thép không gỉ là một phương pháp hiệu quả và được áp dụng rộng rãi.

5.3 Các giai đoạn chính của quá trình xử lý nhiệt thép công cụ A2

5.3.1 Làm nóng trước

Mục đích của việc gia nhiệt trước thép công cụ A2 là:

1. Điều chỉnh cấu trúc phân tử của vật liệu.
2. Đảm bảo nhiệt độ của toàn bộ linh kiện đồng đều, giảm sốc nhiệt.
3. Loại bỏ ứng suất bên trong trước khi đạt đến nhiệt độ austenit hóa cao hơn.

Nhiệt độ nung nóng trước cho thép A2 là 1200°F (650°C). Giữ trong 10-15 phút để đảm bảo nhiệt độ của vật liệu phù hợp với nhiệt độ bên trong lò trước khi tiến hành bước tiếp theo. Điều này có thể được xác định bằng cách quan sát xem màu sắc của vật liệu và thành lò có đồng nhất hay không.

5.3.2 Austenit hóa (Làm cứng):

Trong quá trình này, hợp kim cacbua trong vật liệu hòa tan vào trong ma trận, quyết định tính chất tôi cuối cùng của thép A2.
Nhiệt độ làm nguội tiêu chuẩn là khoảng 1775°F (968°C), với một số quy trình từ 1775°F đến 1825°F (970-995°C)Thời gian ngâm là 1 giờ cho mỗi inch (25mm) của mặt cắt ngang dày nhất của bộ phận.
Thời gian ngâm nên KHÔNG quá lâu vì thời gian ngâm quá dài có thể ảnh hưởng tiêu cực đến cấu trúc vi mô của vật liệu.

5.3.3 Làm nguội:

Làm nguội bằng không khí làm giảm đáng kể sốc nhiệt và ứng suất bên trong và là phương pháp làm nguội thông thường nhẹ nhất. Sử dụng giấy bạc để bịt kín các bộ phận cho đến khi tất cả các hiện tượng nóng đỏ có thể nhìn thấy đã hoàn toàn biến mất.

Tuy nhiên, quá trình làm nguội bằng không khí của A2 đã những hạn chế. Nếu kích thước mặt cắt ngang vượt quá khoảng 5 inch (127 mm), có thể làm nguội bằng không khí KHÔNG đạt được sự cứng hoàn toàn.

5.4 Tôi luyện: Tinh chỉnh tính chất của thép công cụ A2

Khi vật liệu thép công cụ A2 được làm mát bằng không khí đến 125-150°F (52-65°C), sự tôi luyện nên bắt đầu ngay lập tức. Việc tôi chậm trễ có thể làm tăng nguy cơ nứt hoặc rút ngắn tuổi thọ của dụng cụ. Nếu cần phải nắn thẳng, có thể thực hiện khi nhiệt độ vật liệu trên 400°F (205°C), tại thời điểm đó quá trình biến đổi martensitic vẫn chưa hoàn tất.

Mục đích của quá trình tôi luyện là:

1. Để loại bỏ ứng suất bên trong vật liệu.
2. Để tăng độ dẻo dai và giảm độ giòn.
3. Giảm thiểu lượng austenit còn lại và chuyển đổi lượng austenit còn lại thành cấu trúc vi mô ổn định hơn.

5.4.1 Nhiệt độ đơn

Làm nóng vật liệu để 400°F (205°C), sau đó ngâm ở nhiệt độ đó trong 2 giờ cho mỗi inch (25 mm) mặt cắt ngangvà cuối cùng để nguội tự nhiên.

Quá trình ram đầu tiên giúp ổn định martensit mới hình thành và chuyển hóa austenit còn lại.

5.4.2 Ủ nhiều lần (Ủ hai lần/ba lần)

Chúng tôi đặc biệt khuyên bạn nên sử dụng quy trình tôi luyện kép hoặc thậm chí là quy trình tôi luyện ba.

Nhiệt độ tôi đầu tiên cho quá trình tôi kép là 400°F (205°C). Nhiệt độ tôi luyện thứ hai là 375°F (190°C). Đảm bảo vật liệu được làm nguội đến nhiệt độ phòng giữa mỗi chu kỳ tôi luyện.

Nhiều chu kỳ tôi luyện có thể tinh chỉnh đáng kể cấu trúc hạt, tăng khả năng chống mài mòn và giảm ứng suất tuyệt vời. Điều này đặc biệt có lợi cho các thành phần có hình dạng phức tạp hoặc góc nhọn.

Nhiệt độ tôi luyện ảnh hưởng trực tiếp đến độ cứng cuối cùng của thép công cụ A2.

5.5 Giảm ứng suất sau khi đông cứng

Sau khi hoàn tất các bước xử lý nhiệt trên, có thể cần xử lý giảm ứng suất bổ sung cho vật liệu A2, đặc biệt là khi vật liệu đã trải qua quá trình mài, hàn hoặc gia công bằng tia lửa điện (EDM).

Phương pháp này bao gồm việc tôi luyện vật liệu ở nhiệt độ thấp hơn 25-50°F (14-28°C) so với nhiệt độ tôi luyện cuối cùng được sử dụng trong quá trình xử lý nhiệt chính.