Stal narzędziowa odnosi się do różnych stali węglowych i stopowych, które są szczególnie odpowiednie do produkcji narzędzi. Jego przydatność wynika z wyjątkowej twardości, odporności na ścieranie i odkształcenia oraz zdolności do utrzymywania krawędzi tnącej w podwyższonych temperaturach. Dlatego stale narzędziowe nadają się do stosowania przy obróbce innych materiałów.
Istnieje sześć grup stali narzędziowych: stale utwardzane w wodzie, stale narzędziowe na zimno, odporne na wstrząsy, szybkotnące, do pracy na gorąco oraz stale specjalnego przeznaczenia/na formy do tworzyw sztucznych. Wybór grupy do wyboru zależy od kosztów, temperatury pracy, wymaganej twardości powierzchni, wytrzymałości, odporności na wstrząsy i wymagań dotyczących udarności. Im surowsze warunki pracy (wyższa temperatura, ścieralność, korozyjność, obciążenie), tym wyższa zawartość stopu, a co za tym idzie ilość węglików wymagana dla stali narzędziowej.
1. Grupa utwardzania wody
Nazwany tak ze względu na jego zasadniczą właściwość konieczności hartowania w wodzie. Ta grupa stali narzędziowych to zasadniczo zwykła stal wysokowęglowa. Jest powszechnie stosowany ze względu na niski koszt.
Stal narzędziowa grupy W bierze swoją nazwę od jej podstawowej właściwości polegającej na hartowaniu w wodzie. Stal grupy W jest zasadniczo gładką stalą wysokowęglową. Ta grupa stali narzędziowych jest najczęściej stosowana ze względu na niski koszt w porównaniu z innymi. Dobrze sprawdzają się w przypadku małych części i zastosowań, w których nie występują wysokie temperatury; powyżej 150 stopni (302 stopni F) zaczyna zauważalnie mięknąć. Ich hartowność jest niska, dlatego stale narzędziowe grupy W muszą być poddawane szybkiemu hartowaniu, co wymaga użycia wody. Te stale narzędziowe mogą osiągać wysoką twardość (powyżej HRC 66) i są dość kruche w porównaniu z innymi stalami narzędziowymi. Stale W są nadal sprzedawane, głównie na sprężyny, ale ich zużycie jest znacznie mniejsze niż w XIX i na początku XX wieku. Dzieje się tak częściowo dlatego, że stale W odkształcają się i pękają znacznie bardziej podczas hartowania niż stale hartowane w oleju lub powietrzu.
2. Zimna grupa robocza
Jest to grupa trzech stali narzędziowych: hartowanych w oleju, hartowanych na powietrzu i wysokowęglowo-chromowych. Stale z tej grupy charakteryzują się wysoką hartownością i odpornością na ścieranie, przy średniej ciągliwości. Są często używane do produkcji dużych części lub części, które mają minimalne wymagania dotyczące odkształcenia po hartowaniu.
Zarówno hartowanie w oleju, jak i hartowanie w powietrzu zmniejsza odkształcenia i zwiększone naprężenia spowodowane szybkim hartowaniem w wodzie, dzięki czemu prawdopodobieństwo wystąpienia pęknięć jest mniejsze.
2.1. utwardzanie olejem
Bardzo popularną stalą hartowaną w oleju jest stal O1. Jest to bardzo dobra stal do pracy na zimno, a także bardzo dobre noże i widelce. Można go utwardzić do około 57-61 HRC.
2.2. utwardzanie powietrzem
Pierwszą stalą narzędziową utwardzaną na powietrzu była stal mushet, która w tamtym czasie była znana jako stal utwardzana na powietrzu.
Nowoczesne stale utwardzane powietrzem charakteryzują się niskimi odkształceniami podczas obróbki cieplnej ze względu na wysoką zawartość chromu. Ich skrawalność jest dobra i mają równowagę między odpornością na ścieranie a ciągliwością (tj. między klasami D i odpornością na uderzenia).
23. Wysoka zawartość węgla-chromu,
2.3.1. typ D
Typ D, należący do klasy stali narzędziowych do pracy na zimno, zawiera od 10 do 13 procent chromu. Stale te zachowują twardość do temperatury 425 stopni (797 stopni F). Najczęstsze zastosowania tych stali narzędziowych to matryce do kucia, bloki do odlewania ciśnieniowego i matryce do ciągnienia. Ze względu na wysoką zawartość chromu niektóre stale narzędziowe typu D są zwykle uważane za nierdzewne lub częściowo nierdzewne, chociaż ich odporność na korozję jest bardzo ograniczona ze względu na wytrącanie się większości składników chromu i węgla w postaci węglików.
Stal narzędziowa D2 jest bardzo odporna na zużycie, ale nie tak wytrzymała jak stale niskostopowe. Właściwości mechaniczne D2 są bardzo wrażliwe na obróbkę cieplną. Jest szeroko stosowany do produkcji ostrzy nożyc, ostrzy do strugarek i przemysłowych narzędzi skrawających; czasami używany do ostrzy noży.
| DO | A2–A10 | Utwardzanie w powietrzu, stopy średnie |
| D. | D2–D7 | Wysoka zawartość węgla i chromu |
| ALBO | O1–O7 | Hartowane olejowo, niskoemisyjne |
2.3.2. Typ 1.2767
ISO 1.2767, znana również jako DIN X 45 NiCrMo 4, AISI 6F7 i BS EN 20 B, jest hartowaną na powietrzu stalą narzędziową z pierwiastkiem stopowym niklu. Charakteryzuje się dobrą ciągliwością, stabilnym ziarnem i bardzo dobrą polerowalnością. Stosowany jest głównie do matryc w zastosowaniach związanych z formowaniem wtryskowym tworzyw sztucznych pod dużymi obciążeniami. Inne zastosowania to wykrojniki, matryce do kucia i ostrza przemysłowe.
Następujące gatunki stali są również częścią grupy stali do pracy na zimno.
| Kod AISI | Oznaczenie AISI | Rodzaj stali narzędziowej |
| W | W1 do W7 | Stal hartowana wodą o wysokiej zawartości węgla |
| W1A–1B | Węgiel | |
| W2–W3 | Węgiel Wanad | |
| W4–W5 | Chrom węglowy | |
| w7 | Węgiel Chromowo-wanadowy |
3. Grupa odporności na wstrząsy
Ta klasa ma wysoką odporność na wstrząsy i dobrą hartowność. Został zaprojektowany tak, aby był odporny na wstrząsy zarówno w niskich, jak i wysokich temperaturach. Charakteryzuje się również bardzo wysoką udarnością i stosunkowo niską odpornością na ścieranie.
Stopy węglików zapewniają niezbędną odporność na ścieranie, hartowność i właściwości pracy na gorąco. Ta rodzina stali ma bardzo wysoką udarność i stosunkowo niską odporność na ścieranie i może osiągnąć stosunkowo wysoką twardość (HRC 58/6{4}}). W Stanach Zjednoczonych wytrzymałość zwykle wynosi od 1 do 2 procent krzemu i 0,{5}} procent molibdenu. W Europie stale amortyzujące zazwyczaj zawierają od 0,5% do 0,6% węgla i około 3% niklu. Nikiel o zawartości od 1,75% do 2,75% jest nadal stosowany w niektórych wysokowytrzymałych stalach niskostopowych (HSLA) i stalach udarowych, takich jak L6, 4340 i szwedzka stal piłowana, ale jest stosunkowo droga. Przykładem jego zastosowania jest produkcja wierteł do młotów pneumatycznych.
4. Grupa dużej prędkości
Stale narzędziowe typu T i M stosowane są na narzędzia skrawające, gdzie konieczne jest zachowanie wytrzymałości i twardości w wysokich temperaturach.
Stal szybkotnąca (HSS lub HS) to podzbiór stali narzędziowych powszechnie stosowanych w wiertarkach i narzędziach skrawających. Często używany na brzeszczotach do pił mechanicznych i wiertarkach. Jest lepszy od starszych wysokowęglowych stali narzędziowych, które były szeroko stosowane do lat czterdziestych XX wieku, ponieważ może wytrzymać wyższe temperatury bez utraty twardości (twardości). Ta właściwość pozwala HSS ciąć szybciej niż stal wysokowęglowa, stąd nazwa stali szybkotnącej. W temperaturze pokojowej, w ogólnie zalecanej obróbce cieplnej, gatunki HSS zazwyczaj wykazują wysoką twardość (powyżej HRC60) i odporność na ścieranie (ogólnie związaną z zawartością wolframu i wanadu typowo stosowaną w HSS) w porównaniu ze stalami węglowymi i zwykłymi stalami narzędziowymi.
| M | M1, M7, M10 | molibden |
| M30, M33, M34, M42, M43, M46, M47 | Molibden, kobalt | |
| M2, M3, M4 | Molibden, wolfram | |
| M6, M15, M35, M36< M41, M44, M45 | Molibden, wolfram, kobalt | |
| Ty | T1, T2, T3, T7, T9 | Wolfram |
| T4, T5, T6, T8, T15 | wolfram, kobalt |
5. Gorąca grupa robocza
Stale narzędziowe grupy H zostały specjalnie opracowane, aby zachować wytrzymałość i twardość podczas długotrwałego działania podwyższonych temperatur.
Stale do pracy na gorąco to grupa stali stosowanych do cięcia lub kształtowania materiałów w wysokich temperaturach. Stale narzędziowe grupy H zostały opracowane w celu zachowania wytrzymałości i twardości podczas długotrwałego narażenia na podwyższone temperatury. Te stale narzędziowe są niskowęglowe i średniostopowe do wysokostopowych, zapewniając dobrą twardość i wytrzymałość na gorąco oraz dobrą odporność na ścieranie dzięki znacznej zawartości węglika. Stale od H1 do H19 zawierają 5% chromu; H20 do H39 są oparte na 9-18 procentach zawartości wolframu i 3-4 procentach zawartości chromu; H40 do H59 są na bazie molibdenu.
| H | H10, H11, H12, H13 | chrom, molibden |
| H14, H16, H19, H23 | chrom, wolfram | |
| H20, H21, H22, H24, H25, H26 | Wolfram | |
| H15, H41, H42, H43 | molibden |
6. Grupa specjalnego przeznaczenia / Stal na formy do tworzyw sztucznych
Stal narzędziowa typu P to skrót od stali na formy do tworzyw sztucznych. Zostały zaprojektowane, aby spełnić wymagania odlewów cynkowych i matryc do formowania wtryskowego tworzyw sztucznych. Typowe gatunki stali, takie jak P20, 420 itp.
Stal narzędziowa typu L jest skrótem od niskostopowej stali narzędziowej specjalnego przeznaczenia. L6 jest bardzo wytrzymały.
Stal narzędziowa typu F jest utwardzana wodą i znacznie bardziej odporna na zużycie niż stal narzędziowa typu W.
| F | F1 | Wysoka zawartość węgla, niskie stopy |
| F2, F3 | Wolfram | |
| Ł | L1, L3, L7 | Węgiel > 0,65 procent, chrom |
| L2 | Węgiel<0,65%, Cromo | |
| L6 | Węgiel > 0,65 procent, nikiel | |
| S | S1, S3 | Wolfram |
| S2, S4, S5, S6 | Krzem | |
| S7 | Chrom | |
| P | P1- P20, P21 | Stal do form o niskiej zawartości węgla |
Stale narzędziowe to „czyste” metalurgicznie stale wysokostopowe, które topi się w stosunkowo niskich temperaturach w piecach elektrycznych i wytwarza się ze szczególną dbałością o jednorodność. Mogą być dalej rafinowane przez odwęglanie argonem/tlenem (AOD), metody próżniowe lub rafinację żużla (ESR). W rezultacie stale narzędziowe są często specyfikowane do krytycznych zastosowań o wysokiej wytrzymałości lub odporności na zużycie. Ze względu na wysoką zawartość stopów, stale narzędziowe muszą być ostrożnie walcowane lub kute, aby uzyskać zadowalające wyroby prętowe.
Aby uzyskać jak najlepsze właściwości, stale narzędziowe są zawsze poddawane obróbce cieplnej. Ponieważ części mogą ulec odkształceniu podczas obróbki cieplnej, części precyzyjne muszą być półwykończone, poddane obróbce cieplnej, a następnie wykończone. Podczas hartowania cieczą bardzo prawdopodobne jest wystąpienie poważnych odkształceń, dlatego należy wybrać stop, który zapewni niezbędne właściwości mechaniczne przy najmniej ostrym hartowaniu.
Jeśli potrzebujesz stali narzędziowych lub masz jakiekolwiek pytania dotyczące stali narzędziowych, zostaw komentarz lub skontaktuj się z nami w dowolnym momencie.
