Thép công cụ L6 | 1.2714 | SKT4

3. Xử lý nhiệt thép công cụ L6

Xử lý nhiệt hiệu quả là rất quan trọng để tối đa hóa hiệu suất và tuổi thọ của các thành phần thép công cụ L6. Là một loại thép công cụ hợp kim thấp crom-niken đa năng, L6 mang lại sự cân bằng độc đáo giữa độ bền và khả năng chống mài mòn khi được xử lý đúng cách. 

3.1 Các giai đoạn chính trong quá trình xử lý nhiệt thép công cụ L6

3.1.1 Ủ

Sau bất kỳ quy trình gia công nóng nào như rèn, thép công cụ L6 phải được ủ đúng cách. Bước này rất quan trọng để chuẩn bị vật liệu cho quá trình gia công và làm cứng tiếp theo.

• Quá trình: Thép L6 phải trải qua quá trình ủ mềm hoặc cầu hóa. Không nên chuẩn hóa. Quá trình xử lý này tinh chỉnh cấu trúc vi mô của thép, cải thiện khả năng gia công và đảm bảo phản ứng nhất quán trong giai đoạn tôi cứng.
• Trách nhiệm của nhà cung cấp: Thông thường, quá trình ủ này được thực hiện bởi nhà máy thép, đảm bảo thép công cụ L6 được cung cấp ở điều kiện tối ưu cho quá trình xử lý tiếp theo của bạn.

3.1.2 Giảm căng thẳng

Để giảm thiểu sự biến dạng trong quá trình tôi luyện tiếp theo và cải thiện độ ổn định tổng thể của các bộ phận thép công cụ L6, việc giảm ứng suất là một biện pháp được khuyến khích.

• Sau khi gia công thô: Điều này đặc biệt có lợi cho các thành phần L6 có hình dạng phức tạp, khoang sâu hoặc sau khi loại bỏ vật liệu đáng kể trong quá trình gia công thô. Phạm vi nhiệt độ được khuyến nghị để giảm ứng suất này là 650°C đến 730°C (1200°F đến 1350°F).
• Sau các hoạt động thứ cấp: Một quá trình tôi luyện giảm ứng suất cũng được khuyến khích mạnh mẽ sau các hoạt động như mài, hàn hoặc Gia công bằng tia lửa điện (EDM). Đối với điều này, hãy chọn nhiệt độ tôi luyện thấp hơn khoảng 14°C đến 28°C (25°F đến 50°F) so với nhiệt độ được sử dụng trong chu kỳ tôi luyện cuối cùng của bộ phận.

3.1.3 Làm nóng trước khi đông cứng

Việc gia nhiệt trước cẩn thận và có kiểm soát là điều cần thiết để ngăn ngừa sốc nhiệt và giảm nguy cơ nứt khi thép công cụ L6 được nung đến nhiệt độ tôi cứng.

• Hướng dẫn chung: Nhiệt độ làm nóng trước thường được khuyến nghị ở mức khoảng 650°C (1200°F).
• Đối với các phần lớn hơn hoặc phức tạp: Nên nung thép L6 từ từ và đồng đều trong phạm vi nhiệt độ tới hạn, khoảng 650°C đến 760°C (1200°F đến 1400°F). Điều này đảm bảo nhiệt độ đồng đều trên toàn bộ thành phần, giảm thiểu ứng suất bên trong trước khi austenit hóa.

3.1.4 Làm cứng: Austenit hóa và làm nguội

Quá trình tôi luyện là quá trình mang lại độ bền và khả năng chống mài mòn cần thiết cho thép công cụ L6. Quá trình này bao gồm hai giai đoạn chính: austenit hóa (nung nóng đến nhiệt độ tôi luyện) và làm nguội (làm nguội nhanh).

a. Austenit hóa:

• Nhiệt độ chuẩn: Nhiệt độ austenit hóa điển hình cho thép công cụ L6 là khoảng 830°C (1525°F).
• Phạm vi nhiệt độ: Nhiệt độ austenit hóa có thể được tăng lên tới khoảng 955°C (1750°F) mà không làm hạt austenit thô đi nghiêm trọng, nếu không sẽ làm giảm độ dẻo dai của thép.

b. Làm nguội:

• Phương tiện chính: Làm nguội bằng dầu là phương pháp tiêu chuẩn và được ưa chuộng đối với thép dụng cụ L6 do khả năng đạt được độ cứng tốt đồng thời giảm thiểu biến dạng.
• Phương tiện truyền thông thay thế: Đối với các bộ phận L6 có thiết kế đơn giản hoặc mặt cắt ngang rất nặng, có thể cân nhắc làm nguội bằng nước hoặc nước muối. Đáng chú ý là các loại L6 có chứa molypden thể hiện khả năng làm cứng cao đến mức đôi khi có thể làm cứng bằng không khí hiệu quả.
• Khách quan: Mục đích của quá trình tôi là làm nguội thép nhanh chóng từ nhiệt độ austenit hóa. Quá trình làm nguội nhanh này tạo điều kiện cho quá trình chuyển đổi pha austenit thành martensite, đây là cấu trúc vi mô cứng mong muốn trong thép công cụ. Lựa chọn đúng môi trường tôi và đảm bảo khuấy trộn đầy đủ là những yếu tố quan trọng để đạt được quá trình tôi đồng đều và thành công. Quá trình khuấy trộn giúp duy trì tốc độ làm nguội đồng đều trên toàn bộ bề mặt của chi tiết và ngăn ngừa sự hình thành các túi hơi cách nhiệt, dẫn đến độ cứng đồng đều hơn.

3.1.5 Ủ

Làm nguội là bước không thể thiếu sau khi tôi thép công cụ L6. Quá trình xử lý nhiệt này bao gồm việc nung lại thép đã tôi ở nhiệt độ trung gian để giảm ứng suất bên trong, giảm độ giòn và đạt được sự cân bằng mong muốn cuối cùng về độ cứng và độ dẻo dai.

a. Điều chỉnh độ cứng:

Độ cứng cuối cùng của thép công cụ L6 tỷ lệ nghịch với nhiệt độ tôi; khi nhiệt độ tôi tăng, độ cứng giảm, nhưng độ dẻo dai nói chung được cải thiện. Các loại L6 chứa molypden thể hiện khả năng chống làm mềm tốt hơn ở nhiệt độ tôi cao hơn.

b. Độ cứng ứng dụng cụ thể:

• Đối với các ứng dụng như cưa gỗ, độ cứng tôi luyện thường đạt từ 45 đến 50 HRC.
• Các ứng dụng khác, chẳng hạn như một số khuôn và đột dập, có thể yêu cầu mức độ cứng cao hơn từ 58 đến 62 HRC, đạt được bằng cách sử dụng nhiệt độ tôi thấp hơn.

c. Cải thiện độ dẻo:

Độ dẻo kéo của thép công cụ L6 có xu hướng cải thiện khi nhiệt độ tôi luyện trên 315°C (600°F).

d. Cân nhắc về kích thước:

Điều quan trọng là phải nhận ra rằng các thay đổi về kích thước (cả co lại và giãn nở) xảy ra trong quá trình tôi luyện. Những thay đổi này là do các biến đổi về cấu trúc vi mô và sự giảm ứng suất bên trong. Đối với các ứng dụng đòi hỏi độ ổn định về kích thước cao, nhiều chu kỳ tôi luyện là thông lệ phổ biến. Các chu kỳ bổ sung này có thể giúp đảm bảo sự biến đổi hoàn toàn của bất kỳ austenit giữ lại nào và cung cấp thêm sự giảm ứng suất bên trong, góp phần tạo nên độ ổn định về kích thước vượt trội theo thời gian.

3.2 Tóm tắt các nhiệt độ xử lý nhiệt chính cho thép công cụ L6

3.3 Tính chất đạt được thông qua xử lý nhiệt thép công cụ L6

Thép công cụ L6 được xử lý nhiệt đúng cách thể hiện một số đặc tính mong muốn:

• Độ bền và khả năng gia công tốt: L6 được biết đến với độ bền tuyệt vời, giúp nó có khả năng phục hồi khi va đập, cùng khả năng gia công tốt khi đã ủ.
• Khả năng chống mài mòn thích hợp: Nhờ có hàm lượng carbon, L6 có khả năng chống mài mòn tốt, đặc biệt thích hợp cho các ứng dụng không liên quan đến nhiệt độ cao.
• Rủi ro biến dạng thấp: Thép dụng cụ L6 có khả năng biến dạng và nứt tương đối thấp trong quá trình tôi cứng, đặc biệt là khi tôi trong dầu.
• Khả năng chống thoát cacbon: Không có xu hướng thoát cacbon rõ rệt trong chu kỳ tôi cứng.
• Giới hạn nhiệt độ: Điều quan trọng cần lưu ý là thép công cụ L6 có độ cứng nóng tương đối thấp và khả năng chống mềm ở nhiệt độ cao, do đó thường không phù hợp cho các ứng dụng dịch vụ ở nhiệt độ cao.