Įrankių plienas sukurtas taip, kad būtų itin patvarus, atsparus dilimui ir tvirtumas, todėl yra nepakeičiamas štampavimo štampuose, pjovimo įrankiuose ir didelio{0}}įtempimo pramonėje. Raktas, leidžiantis išnaudoti visas jų galimybes, yra tikslus terminis apdorojimas-kruopščiai kontroliuojamas procesas, kurio metu neapdorotas legiruotas plienas paverčiamas itin-kietu, didelio našumo{4}}įrankiu.
Įrankinio plieno grūdinimo metalurginis pagrindas
Įrankių plienas savo savybes įgyja dėl legiruojančių elementų, tokių kaip chromas, volframas, molibdenas ir vanadis, kurie terminio apdorojimo metu sudaro kietus karbidus. Procesas paprastai apima tris svarbius etapus:
1. Austenitinimas– Plieno kaitinimas iki tikslios temperatūros (paprastai nuo 900 laipsnių iki 1250 laipsnių, priklausomai nuo rūšies), kad ištirptų karbidai ir susidarytų vienoda austenitinė struktūra. Perkaitimas gali sukelti grūdų grubumą, o per mažas kaitinimas palieka neištirpusius karbidus, kurie sumažina kietumą.
2. Gesinimas– Greitas aušinimas aliejuje, polimere ar oru, kad austenitas virstų martensitu – itin{0}}kieta, bet trapia faze. Aušinimo greitis turi būti atidžiai kontroliuojamas, kad būtų išvengta įtrūkimų ar iškraipymų.
3. Grūdinimas– Pakaitinimas iki 150–600 laipsnių, siekiant sumažinti vidinius įtempius, pagerinti kietumą ir stabilizuoti mikrostruktūrą. Norint užtikrinti pastovų kietumą, dažnai naudojami keli grūdinimo ciklai.
Svarbūs įrankinio plieno terminio apdorojimo būdai
Skirtingoms įrankių plieno rūšims reikia pritaikytų terminio apdorojimo metodų:
● Šalto darbo įrankių plienas (D2, A2, O1)– Pasiekite iki 62 HRC kietumą, naudodami aukštos-temperatūrinės austenitizavimą ir gesinimą alyva. Gilus kriogeninis apdorojimas (-196 laipsniai) dar labiau padidina atsparumą dilimui, paverčiant išlikusį austenitą.
● Karšto darbo įrankių plienas (H13, H11)– Optimizuoti atsparumui šiluminiam nuovargiui, šie plienai grūdinami aukštesnėje temperatūroje (500–600 laipsnių), kad būtų išlaikytas kietumas (45–52 HRC), kartu išvengiant ankstyvo gedimo naudojant aukštą -šilumą.
● Greitaeigiai plienai (M2, M42){0}}– Norint pasiekti 64–68 HRC, reikia austenitizuoti beveik 1200 laipsnių kampu, o po to greitai gesinti. Antrinis grūdinimas grūdinimo metu padidina raudoną kietumą (išlaikomas kietumas aukštesnėje temperatūroje).
Pažangios terminio apdorojimo technologijos
Šiuolaikinėje įrankinio plieno gamyboje naudojami pažangiausi{0}}būdai, siekiant maksimaliai padidinti našumą:
● Vakuuminis terminis apdorojimas– Apsaugo paviršiaus dekarbonizaciją ir oksidaciją, o tai labai svarbu tiksliiesiems įrankiams.
● Paspauskite Quenching– Sumažina didelių štampų iškraipymą, aušinimo metu taikant mechaninį slėgį.
● Indukcinis grūdinimas– Vietinis kaitinimas, skirtas pasirinktinai grūdinti pjovimo briaunas, nepažeidžiant šerdies kietumo.
Kokybės kontrolė ir našumo patvirtinimas
Norint užtikrinti pastovų kietumą ir mikrostruktūrą, reikia atlikti griežtus bandymus:
● Rockwell ir mikrokietumo bandymai– Tikrina paviršiaus ir šerdies kietumą.
● Metalografinė analizė– Nagrinėja karbido pasiskirstymą ir martensito susidarymą.
● Likutinės įtampos matavimas– Aptinka vidinius įtempius, kurie gali sukelti ankstyvą gedimą.
Įrankių plieno terminis apdorojimas yra tikslus mokslas, subalansuojantis kietumą, kietumą ir matmenų stabilumą. Pasirinkę teisingą austenitinimo temperatūrą, gesinimo terpę ir grūdinimo ciklą, gamintojai gali pagaminti štampavimo štampus ir pjovimo įrankius, kurie atlaiko didelį susidėvėjimą ir mechaninį įtempimą. Tobulėjant terminio apdorojimo technologijoms, įrankių plienas ir toliau didina našumo ribas pramonėje.
