Thép công cụ DC53 so với D2

Công ty TNHH Thép đặc biệt Daito, ban đầu được phát triển Thép dụng cụ DC53 ở Nhật Bản như một phiên bản cải tiến của thép DC1. DC53 cũng là một chất thay thế chất lượng cao cho Thép công cụ D2. Chúng ta sẽ so sánh DC53 và D2 về mặt mục đích sử dụng.

Thép công cụ D2: Tiêu chuẩn công nghiệp

Thép công cụ D2 là thép có hàm lượng cacbon cao, hàm lượng crom cao, được tôi bằng không khí thép công cụ làm việc nguội đóng vai trò là chuẩn mực để đo lường hiệu suất của các thép công cụ. Là loại thép truyền thống, con người đã sử dụng thép công cụ D2 trong nhiều thập kỷ và nó có tỷ lệ chi phí/hiệu suất rất cao.

Đặc điểm chính của D2

• Độ cứng: Độ cứng tối đa của thép D2 sau ủ là 255 HB. Sau khi thích hợp dập tắt Và sự tôi luyện xử lý, độ cứng làm việc bình thường của nó thường là 58-60 HRC, thậm chí có thể đạt tới 60-62 HRC. Độ cứng sau khi tôi thường là 61-64 HRC.
• Khả năng chống mài mòn và chống mài mòn: D2 có tuyệt vời mặc khả năng chịu nhiệt và chống mài mòn sau khi tôi, đây là một trong những đặc tính quan trọng nhất của thép D2.
• Độ bền: Độ dẻo dai của thép D2 thấp hơn mức trung bình, nhưng vẫn được cân nhắc sử dụng trong các ứng dụng cụ thể đòi hỏi độ dẻo dai.
• Khả năng gia công và khả năng nghiền: D2 được công nhận rộng rãi là loại thép rất khó gia công do độ cứng cao. Điều thú vị là trong một số ứng dụng, độ cứng cao của D2 lại là một lợi thế, vì vậy nó là con dao hai lưỡi. Nếu điểm khả năng gia công và khả năng nghiền của thép có hàm lượng cacbon 1% được đặt ở mức 100 điểm, thì điểm khả năng gia công và khả năng nghiền của thép D2 là 45 điểm.
• Xử lý nhiệt: D2 là thép tôi bằng không khí có đặc điểm là có độ ổn định kích thước tuyệt vời trong quá trình tôi, với tốc độ giãn nở hoặc co lại khoảng 0,0005 inch trên một inch. Nhiệt độ austenit hóa của nó thường nằm trong khoảng từ 1010 đến 1095 °C (1850 đến 2000 °F). Phạm vi nhiệt độ tôi là từ 205 đến 540 °C, với nhiệt độ tôi điển hình của D2 là 200 °C.
• Hành vi gãy xương: Dữ liệu này không được sử dụng phổ biến. Trong quá trình đánh giá các thử nghiệm thực nghiệm trên vật liệu D2, không quan sát thấy hiện tượng thắt nút trước khi gãy, chế độ gãy là gãy bề mặt nhẵn và tốc độ giảm diện tích gãy chỉ là 1,3%. Tài liệu tham khảo: Algarni, M. (2020). Đặc tính cơ học và đặc điểm cấu trúc vi mô của thép công cụ làm việc nguội AISI “D2” và “O1”. Trong A. Di Schino & K. Sugimoto (Biên tập viên), Tính chất cơ học và cấu trúc vi mô của thép rèn (trang 151).

Thép DC53: Thép công cụ gia công nguội cải tiến

Như đã đề cập ở đầu bài viết này, DC53 là loại thép thường được sử dụng để thay thế cho D2. Đây cũng là loại thép công cụ gia công nguội có độ bền cao.

Đặc điểm chính của DC53:

• Độ cứng: Một trong những ưu điểm đáng kể của thép DC53 là sau khi tôi và ram ở nhiệt độ cao 520-530°C có thể đạt được độ cứng 62-63 HRC, thậm chí còn cao hơn thép SKD11. Độ cứng thường dùng của thép DC53 là ≥58 HRC, nhiệt độ ram tương ứng là 550-680°C.
• Độ bền:DC53 có độ dẻo dai cao và so với D2, DC53 có khả năng chống sứt mẻ và gãy tốt hơn trong các ứng dụng liên quan đến va đập hoặc tải trọng không liên tục.
• Khả năng chống mài mòn:DC53 có khả năng chống mài mòn tốt hơn, đặc biệt là trong điều kiện mài mòn thường xuyên.
• Khả năng gia công: So với thép D2, DC53 có ưu điểm là khả năng gia công tuyệt vời, phù hợp để cắt dây. Điều này mang lại cho DC53 lợi thế về chi phí sản xuất và thời gian khi gia công hình dạng khuôn phức tạp đòi hỏi gia công bằng tia lửa điện (EDM) hoặc cắt dây EDM.
• Xử lý nhiệt: DC53 bao gồm quá trình tôi và tôi luyện ở nhiệt độ cao. Nhiệt độ tôi luyện thường là 1000-1050 °C, sau đó là làm mát bằng không khí hoặc dầu. Tôi luyện ở nhiệt độ cao ở 520-530 °C là chìa khóa để đạt được sự cân bằng tối ưu giữa độ cứng và độ dai.
• Ứng dụng: DC53 được sử dụng cho khuôn dập chính xác, khuôn kéo sâu, khuôn cán ren và khuôn dập nguội. Nó cũng phù hợp cho khuôn ép nóng.

So sánh trực tiếp: D2 so với DC53

Khi chúng ta đặt D2 và DC53 cạnh nhau, một số điểm khác biệt quan trọng sẽ xuất hiện:

• 1. Độ cứng và hiệu suất: Cả hai loại thép đều có thể đạt được độ cứng rất cao. Thép D2 thường hoạt động trong phạm vi 58-60 HRC, trong khi thép DC53 có thể đạt 62-63 HRC sau khi tôi luyện ở nhiệt độ cao. Trong các ứng dụng chịu mài mòn cao, DC53 có lợi thế rõ ràng. Sau khi trải qua một số quy trình phủ, độ cứng của DC53 có thể được tăng cường hơn nữa, khiến những lợi thế của nó thậm chí còn rõ rệt hơn.
• 2. Độ bền: DC53 có độ bền cao hơn D2. DC53 được thiết kế để chịu được tải trọng va đập tốt hơn và ít bị khía hoặc gãy giòn hơn. Những điều kiện này có thể không phù hợp với thép D2.
• 3. Khả năng gia công: Như đã đề cập ở trên, DC53 có khả năng gia công cắt dây tuyệt vời so với D2. Thép D2 khó gia công và mài. Đối với hình dạng khuôn phức tạp đòi hỏi phải cắt phức tạp, DC53 có thể giảm đáng kể thời gian sản xuất và chi phí gia công.
• 4. Chống mài mòn:Cả hai loại thép đều có khả năng chống mài mòn tuyệt vời.
• 5. Khả năng gia công nóng: D2 chủ yếu là thép công cụ gia công nguội, nhưng cũng có thể được sử dụng để hoàn thiện nóng các sản phẩm rèn. DC53 có thể được sử dụng trong một số ứng dụng nhiệt độ cao, chẳng hạn như khuôn ép nóng.
• 6. Ứng dụng: Cả hai đều là thép gia công nguội đa năng. So với D2, DC53 có độ dẻo dai và hiệu suất cắt dây tốt hơn, do đó thường được sử dụng trong khuôn dập chính xác và các công cụ có hình dạng phức tạp đòi hỏi khả năng chống nứt cao. D2 vẫn là lựa chọn đáng tin cậy cho các quy trình tạo phôi và tạo hình khối lượng lớn, dài hạn, đặc biệt là trong các ứng dụng đòi hỏi khả năng chống mài mòn và độ ổn định về kích thước.

Tóm lại, nếu cần độ cứng cao và khả năng chống mài mòn cao, đồng thời vẫn duy trì độ dẻo dai (đặc biệt là khả năng chống mẻ hoặc nứt nhỏ), hoặc nếu quy trình sản xuất phụ thuộc nhiều vào EDM cắt dây (gia công phóng điện) trong chế tạo khuôn chính xác, thì DC53 chắc chắn là lựa chọn lý tưởng. Nếu chỉ cần khả năng chống mài mòn cao và độ ổn định kích thước cao, có thể chọn D2 vì giá thị trường của nó thấp hơn DC53.