Что такое инструментальная сталь

Как вы могли догадаться, инструментальная сталь зарабатывает свое имя тем, что в основном используется для инструментов. Если вы затем представите себе стальную отвертку, плоскогубцы или гаечный ключ, вы будете правы, но предметы, созданные из инструментальной стали, состоят из гораздо большего. В сталелитейной промышленности инструментальная сталь также относится к станкам, в том числе используемым для производства других металлических изделий. Чтобы соответствовать стандартам этого требовательного использования, инструментальная сталь известна своей чрезвычайно твердой, устойчивой к истиранию и деформации, а также своей способностью удерживать режущую кромку. В то время как химический состав стали важен, метод производства должен тщательно контролироваться для достижения надлежащих качеств, ожидаемых в инструментальной стали.

Группы инструментальной стали

Инструментарная сталь подразделяется на шесть групп, все из которых изготовлены из углеродистой стали, легированной одним или несколькими из этих основных элементов: молибден, вольфрам, хром и ванадий. Большая часть инструментальной стали происходит из переработанного стального лома, но не весь стальной лом подходит для инструментальной стали. Металлолом сплава, содержащий элементы, которые сопротивляются окислению (например, никель, кобальт или медь), будет препятствовать развитию карбидов в структуре металла, а карбиды имеют решающее значение для создания инструментальной стали. Чтобы обеспечить оптимальное сочетание металла, инструментальная сталь обычно состоит из 75% металлолома, дополненного приобретенным стальным ломом.

Первый шаг-первичная плавка, где лом нагревается до расплава. Чаще всего это делается в электродуговой печи (eaf) из-за того, что это более недорогой способ производства. Тем не менее, это ключ, чтобы избежать загрязнения во время процесса плавления для создания высококачественной стали. В то время как eaf широко используется для изготовления инструментальной стали, существует некоторый риск загрязнения пылью или следами стойких к окислению металлов из предыдущих партий. Для высококачественной инструментальной стали для плавки стали используется альтернативный метод, известный как электрошлаковая рафинировка (esr). Вместо печи ESR использует электрические токи для перегрева и медленного плавления металла. В то время как более дорогой процесс, esr будет производить более изысканный тип стали без видимых дефектов поверхности.

После плавления и легирования сталь заливается в формы для слитков, а затем выковывается в желаемые формы. Это где шесть групп инструментальной стали определяются по их обработке:

• Закалка воды: также известная как инструментальная сталь w-group, определяющее свойство этой группы-закаленное водой. Закалка в воде создает риск деформации или растрескивания стали с ее быстрым охлаждением и приводит к относительно хрупкому металлу. По этой причине закаленная в воде инструментальная сталь не считается подходящей для высокотемпературного промышленного использования; как только температура приближается к 300 градусам по Фаренгейту, происходит заметное размягчение стальных деталей. Типичные детали сделанные из стали в-группы включают ножницы, более небольшие ручные инструменты, и весны.

• Ударопрочность: инструментальная сталь s-группы отличается своей прочностью и способностью выдерживать многократные удары. Это достигается за счет использования низкоуглеродистой стали во время ее производства, так как более высокое содержание углерода приводит к более твердого, но более хрупкого продукта. Сплавлять с кремнием, вольфрамом, и хромием дает дополнительные сопротивление носки и прочность на растяжение. Затем он закаляется в масле, что обеспечивает более мягкое охлаждение, чем вода, и помогает производить металл с высокой степенью прочности. Изделия из инструментальных сталей s-группы включают в себя матрицы для посуды, ударные молотки для гвоздей и лезвия для ножниц, используемые при резке тяжелой стальной пластины.

• Высокая скорость: эта группа в основном используется для режущих инструментов, для которых требуется очень твердый и устойчивый к истиранию тип стали. Вольфрам, хром и ванадий позволяют стали выдерживать очень высокие температуры, такие как тепловое трение, создаваемое при резке других металлов. Ему также удается удерживать режущую кромку при многократном использовании, что обеспечивает более высокие скорости при резке без необходимости паузы для затачивания. Сталь hs можно найти в различных режущих инструментах, таких как сверла, пильные полотна и фрезы.

• Горячая работа: стали горячей обработки (h-группа) используются для резки и формования материалов при очень высоких температурах. Для достижения стали, которая может выдерживать длительное воздействие интенсивного тепла, стали H-группы изготавливаются из низкоуглеродистой стали с более высоким процентом легирования. Это дает инструментальную сталь с большим количеством карбидов, что придает ей хорошую общую прочность и износостойкость. Наиболее распространенным использованием стали для горячей обработки является производство других металлических изделий, потому что она может выдерживать тепло, необходимое для ковки и литья других металлов. Он используется в оборудовании, таком как штампы под давлением, экструзионное и кузнечное оборудование.

• Холодная работа: этот тип инструментальной стали сужается далее на три группы, известные как серия a (воздушная затвердевшая), серия o (масляная затвердевшая) и серия d (с высоким содержанием углерода/хрома). Все три предназначены для использования для резки или формования материалов при низких температурах.

• Специального назначения: в эту группу входят инструментальные стали с легирующими элементами, такими как никель, которые обычно сопротивляются образованию карбидов. Дополнительное время и усилия, необходимые для производства этих инструментальных сталей, делают их слишком дорогими для общих целей, поэтому они производятся для конкретного использования. Инструментальную сталь специального назначения можно найти в пластиковых пресс-формах, цинковом литье под давлением и сверлах.