Gereedschapsstaal is een onbezongen held, die indirect bijna elk aspect van het moderne leven raakt. Veel van de alledaagse voorwerpen die we tegenkomen, worden geponst, geperst, gevormd, getrokken of gevormd met behulp van gereedschapsstaal dat sterker, taaier en harder moet zijn dan de voorwerpen die ze helpen creëren.
Door de jaren heen hebben metallurgen formules van gelegeerd staal aangepast om aan specifieke behoeften of werkomstandigheden te voldoen. Als gevolg hiervan bestaan er tientallen soorten gereedschapsstaal.
De specifieke eigenschappen van S7-, D2- en A2-gereedschapsstaal, die vandaag de dag tot de populairste in industriële en productietoepassingen behoren, worden hieronder in meer detail besproken. De AISI/SAE gereedschapsstaalcode deelt gereedschapsstaal echter in op basis van basistoepassings- en materiaaleigenschappen.
Aanvullende materiaal-, verwerkings- en toepassingsinformatie voor een groot aantal soorten gereedschapsstaal is hier beschikbaar.
S7 gereedschapsstaal eigenschappen
S7 gereedschapsstaal is een veelzijdige formulering die geschikt is voor zowel koud als warm werk. Het heeft een relatief lage koolstofconcentratie in vergelijking met D2 en A2 staal (0,45 – 0,55%) en beduidend minder chroom (3,00 – 3,50%). Het heeft een uitstekende slagvastheid en schokbestendigheid en een behoorlijke weerstand tegen verweking bij hoge temperaturen. S7 is relatief minder slijtvast maar zeer taai. Het is goed bestand tegen vervorming tijdens warmtebehandeling.
Het is de zachtste van de staalsamenstellingen die in dit artikel worden vergeleken, en bereikt een typische hardheidsrange tussen 48 – 58 HRC. De “sweet spot” hardheid is 54 – 56 HRC en een vloeigrens van 235 ksi bij een temperatuur van 500 graden Fahrenheit. Op deze niveaus bereikt het een goede balans tussen sterkte en taaiheid.
S7 gereedschapsstaal eigenschappen maken het een voorkeurstype voor klinknagels, inkepingen, blank maken van koudvervormen en buigmatrijzen; bull riveters, betonbrekers, deuvels, boorplaten en naven.
D2 gereedschapsstaal eigenschappen
Deze luchthardende, koudvervormde formulering heeft zeer hoge concentraties koolstof en chroom (1,40 – 1,60% en 11,00 – 13,00%, respectievelijk). Het is zeer slijtvast en de hoge concentratie chroom zorgt voor een milde corrosiebestendigheid.
D2 is minder taai dan S7 en A2 gereedschapsstaal, maar heeft een behoorlijke stabiliteit tijdens de warmtebehandeling. Het is moeilijk te bewerken en te slijpen en biedt een gemiddelde tot hoge weerstand tegen verweking bij gebruik bij hoge temperaturen. D2 kan een geschatte hardheid bereiken tussen 54 – 61 HRC en heeft een geschatte druksterkte van ongeveer 275 ksi tot ongeveer 319 ksi naarmate de hardheid toeneemt.
D2 gereedschapsstaal wordt vaak gebruikt voor het maken van stempels, koudvormstempels, stansstempels, stansvormen, trimstempels en draadwalsvormen voor toepassingen waarbij uitzonderlijke taaiheid niet noodzakelijk is.
A2-gereedschapsstaal eigenschappen
A2 is ook een luchthardend gereedschapsstaal, maar bevat minder dan de helft chroom (4,75 – 5,50%) en iets minder koolstof (0,95 – 1,05%) dan D2. Het is zeer slijtvast en matig taai. Net als D2, is het ongelooflijk bestand tegen vervorming tijdens de warmtebehandeling en is matig bewerkbaar en slijpbaar.
Populaire hardheidsbereiken voor A2 lopen tussen 57 – 62 HRC met een vloeigrens bereik tussen 185 ksi – 230 ksi.
Deze formulering wordt vaak aangetroffen in coining, extrusie, trimmen, draadrol en grote blanking matrijzen; lange ponsen, rollen, master hubs, doornen, schaarbladen, slitters en precisie gereedschappen.
S7, D2 en A2 gereedschapsstaal worden meestal altijd doorgehard in vacuüm ovens om schone, gladde oppervlakte profielen te behouden.
De rol van de warmtebehandelaar
De juiste warmtebehandeling is van vitaal belang voor de prestaties van gereedschapsstaal. Zonder deze behandeling zouden kritieke industriële gereedschappen zoals ponsen, vormen, blanks of scharen hun repetitieve werk niet succesvol kunnen uitvoeren.
Wij hanteren een diagnostische aanpak wanneer iemand naar ons toekomt met een uitdaging op het gebied van gereedschapsstaal. Onze metallurgen, die goed op de hoogte zijn van de eigenschappen van S7, D2, A2 en ander gereedschapsstaal, stellen veel vragen, zoals:
- Wat is het doel van het onderdeel?
- Wat is de materiaalopbouw?
- Met welke materialen werkt het samen?
- Hoe vaak wordt het gebruikt?
- Als het onderdeel faalde, hoe faalde het?
- Welke specifieke datapunten kunt u delen over het reguliere gebruik of tijdens het falen?
Wij kunnen helpen bij de diagnose van het probleem op basis van wat we te weten komen. Misschien is een kleine wijziging in het ontwerp nodig. Misschien moet u een ander gereedschapsstaal gebruiken met toleranties die beter bij uw toepassing passen. Misschien moet u alternatieve fabricageprocessen overwegen. Hoe dan ook, wij begeleiden u.
Dat komt omdat het onze missie is om een superieure productkwaliteit te leveren en tegelijkertijd waarde aan uw bedrijf toe te voegen. Onze inleidende gids over warmtebehandeling kan u helpen meer te weten te komen over hoe wij die missie bereiken. Als u meer vragen hebt over hoe u een uitdaging op het gebied van gereedschapsstaal in uw fabriek kunt aanpakken, neem dan nu contact met ons op.