THÉP CÔNG CỤ H13 | 1.2344 | skd61

4. Xử lý nhiệt

Thép H13 xử lý nhiệt quá trình là một quy trình nhiều giai đoạn được thiết kế để phát triển cấu trúc vi mô và các tính chất cơ học mong muốn. Mỗi bước đóng vai trò quan trọng trong hiệu suất cuối cùng của công cụ.

4.1 Làm nóng trước: Bước đầu tiên thiết yếu cho thép H13

Trước giai đoạn làm cứng chính, việc nung nóng trước thép H13 là rất quan trọng. Chúng tôi khuyến nghị nhiệt độ nung nóng trước khoảng 815°C (1500°F). Bước này phục vụ hai mục đích chính:

• Đảm bảo phân phối nhiệt độ đồng đều khắp linh kiện khi đạt đến nhiệt độ austenit hóa cao hơn.

• Giảm thiểu sốc nhiệt, có thể gây hại đến tính toàn vẹn của thép.

4.2 Austenit hóa (Làm cứng): Đạt được cấu trúc vi mô tối ưu

Austenit hóa là cốt lõi của quá trình tôi luyện, trong đó thép H13 được nung nóng để chuyển đổi cấu trúc vi mô của nó thành austenit. Để xử lý nhiệt thép H13 hiệu quả:

• Nhiệt độ austenit hóa khuyến nghị: Mục tiêu trong phạm vi từ 1020°C đến 1065°C (khoảng 1875°F đến 1950°F).

• Thời gian giữ: Duy trì thép ở nhiệt độ austenit hóa trong khoảng 1 giờ cho mỗi 25mm (1 inch) độ dày vật liệu. Điều quan trọng là phải tuân thủ đúng nhiệt độ austenit hóa và thời gian giữ. Nhiệt độ quá thấp (ví dụ: 890°C) hoặc quá cao (ví dụ: 1150°C) hoặc ngâm không đủ có thể ảnh hưởng tiêu cực đến các đặc tính quan trọng như độ dẻo dai. Độ cứng sau khi tôi của thép H13 chịu ảnh hưởng trực tiếp bởi cả điều kiện austenit hóa và tốc độ làm nguội tiếp theo.

4.3 Làm nguội: Ý nghĩa của việc làm mát bằng không khí trong quá trình xử lý nhiệt thép H13

H13 được thiết kế đặc biệt như một loại thép tôi bằng không khí. Do đó, không khí dập tắt từ nhiệt độ austenit hóa là phương pháp được chỉ định. Quá trình làm mát được kiểm soát này mang lại những lợi thế riêng biệt:

• Đạt được độ cứng xuyên suốt, ngay cả ở mặt cắt ngang lớn hơn.

• Mang lại ứng suất dư tối thiểu so với các phương pháp làm nguội bằng chất lỏng mạnh hơn, có lợi cho độ ổn định về kích thước và tuổi thọ sử dụng.

4.3 Tôi luyện: Mở khóa hiệu suất và độ bền cao nhất trong thép H13

Làm nguội có thể được coi là giai đoạn quan trọng nhất trong chu trình xử lý nhiệt thép H13, đặc biệt là vì H13 là thép tôi thứ cấp. Điều này có nghĩa là nó phát triển các đặc tính tối ưu, đặc biệt là độ cứng và độ bền ở nhiệt độ sử dụng cao, khi tôi ở nhiệt độ trên đỉnh tôi thứ cấp của nó, thường xảy ra ở khoảng 510°C (950°F).

Các khía cạnh chính của quá trình tôi thép H13 bao gồm:

• Làm cứng thứ cấp: Đạt được thông qua quá trình kết tủa các hợp kim cacbua mịn, phân tán (chủ yếu là loại V8C7, cùng với các loại M2C, M6C và M7C3). Các hợp kim cacbua MC giàu vanadi này là thành phần chính tạo nên độ bền của thép.

• Lợi ích của việc tôi luyện ở nhiệt độ cao (trên ~510°C / 950°F):

  • Giảm đáng kể ứng suất sau khi đông cứng.

  • Ổn định cấu trúc vi mô và tính chất cơ học để có hiệu suất đáng tin cậy ở nhiệt độ vận hành cao.

  • Cho phép làm nóng sơ bộ các thành phần cho các hoạt động tiếp theo như hàn hoặc gia công nóng ở nhiệt độ lên tới 55°C (100°F) thấp hơn nhiệt độ tôi trước đó mà không ảnh hưởng đáng kể đến độ cứng.

• Thực hành khuyến nghị: Để có kết quả tối ưu, thép H13 phải trải qua hai lần xử lý ram ở nhiệt độ cao sau khi tôi (ví dụ: sau khi tôi ở 1020°C).

• Độ cứng đạt được: Độ cứng cuối cùng được xác định bởi nhiệt độ tôi luyện đã chọn. Ví dụ, tôi luyện ở khoảng 610°C có thể đạt được độ cứng khoảng 45 HRC.

• Thận trọng: Nên tránh tôi ở nhiệt độ thấp hơn (ví dụ: 250°C) vì điều này có thể làm giảm độ dẻo dai và làm giảm khả năng chống tôi tiếp theo của thép.

• Ủ nhiều giai đoạn: Trong một số trường hợp, áp dụng phương pháp ủ nhiều giai đoạn có thể mang lại nhiều lợi ích hơn so với một chu kỳ ủ duy nhất.

• Thay đổi về kích thước: Cần lưu ý rằng nhiệt độ tôi luyện sẽ ảnh hưởng đến kích thước cuối cùng của thành phần thép H13.

Ngay cả các cấu trúc vi mô bainit, có thể hình thành trong quá trình làm nguội chậm hơn các phần H13 lớn hơn, cũng sẽ thể hiện quá trình làm cứng thứ cấp đáng kể khi được tôi luyện thích hợp, đạt được mức độ cứng tương đương với martensit tôi luyện do kết tủa cacbua này.

4.4 Những cân nhắc quan trọng để xử lý nhiệt thép H13 thành công

Ngoài các giai đoạn chính, bạn cần chú ý cẩn thận đến một số yếu tố để đảm bảo kết quả tốt nhất từ quá trình xử lý nhiệt thép H13:

• Khử cacbon bề mặt: Trong quá trình xử lý nhiệt độ cao liên quan đến thép H13, có nguy cơ khử cacbon bề mặt nếu bầu không khí lò không được kiểm soát đầy đủ. Điều này có thể dẫn đến lớp bề mặt mềm với khả năng chống mài mòn và độ bền mỏi giảm.

• Chuẩn bị bề mặt: Để tăng khả năng chống nứt nhiệt, đặc biệt là trong các ứng dụng gia công nóng đòi hỏi khắt khe, hãy cân nhắc các kỹ thuật chuẩn bị bề mặt như đánh bóng hoặc mài mòn cơ học trên dụng cụ đã hoàn thiện.

• Ủ đồng nhất đặc biệt (Lưu ý: Không phải chuẩn hóa tiêu chuẩn): Chuẩn hóa tiêu chuẩn thường không được khuyến nghị cho thép H13. Tuy nhiên, có thể sử dụng một chu trình nhiệt cụ thể để cải thiện tính đồng nhất của cấu trúc vi mô. Điều này bao gồm:

  1. Làm nóng trước ở nhiệt độ khoảng 790°C (1450°F).

  2. Làm nóng chậm, đồng đều đến nhiệt độ austenit hóa trong khoảng từ 1040°C đến 1065°C (1900°F đến 1950°F).

  3. Giữ trong khoảng 1 giờ cho mỗi độ dày 25mm (1 inch).

  4. Làm mát bằng không khí. Điều bắt buộc là quá trình đồng nhất hóa cụ thể này phải được thực hiện ngay sau khi ủ cầu hóa hoàn toàn khi thép đạt đến hoặc đạt đến nhiệt độ phòng. Đây là một quy trình chuyên biệt và có nguy cơ nứt, đặc biệt là nếu bầu không khí trong lò không ngăn được quá trình khử cacbon bề mặt.

4.5 Xử lý nhiệt thép H13: Tóm tắt các thông số được khuyến nghị

Để tham khảo nhanh, các thông số điển hình cho xử lý nhiệt thép H13 được tóm tắt dưới đây. Lưu ý rằng đây là hướng dẫn chung và các thông số chính xác có thể cần điều chỉnh dựa trên hình dạng thành phần cụ thể, thiết bị và các đặc tính cuối cùng mong muốn.

Bằng cách kiểm soát cẩn thận từng giai đoạn của quy trình xử lý nhiệt thép H13, các nhà sản xuất có thể liên tục sản xuất ra các công cụ có độ bền, độ dẻo dai và khả năng chống mỏi nhiệt cao, cần thiết cho môi trường làm việc nóng khắc nghiệt.