1. Egenskaper för kallbearbetningsstål
Den viktigaste egenskapen hos kallbearbetningsstål är dess slitstyrka. Den grundläggande metoden för att förbättra slitstyrkan är att öka hårdheten hos stål. Kallbearbetande verktygsstål härdas i allmänhet och härdas och används i ett hårdhetstillstånd på cirka 60HRC. Att öka C-halten i stål kan öka hårdheten. Dessutom kan tillsats av Cr, Mo, V, W och andra karbidgenererande element, så att stålet innehåller M7C3, M6C, MC och andra hårda karbider, ytterligare förbättra stålets slitstyrka. Men när mängden karbid är stor minskar stålets seghet och utmattningsbeständighet. Därför är det nödvändigt att välja lämpligt kallbearbetningsstål beroende på användningen.
2. Kolverktygsstål
Stålet med en C-halt på 0.55 % ~ 1.50 % och lite Si och Mn är kolverktygsstål. Det finns 11 kvaliteter av kolverktygsstål i JIS. Kolverktygsstål härdas vid 750 ~ 840 grader och härdas vid 150 ~ 200 grader, och hårdheten kan nå 54 ~ 63HRC. På grund av de få legeringselementen i kolverktygsstålet är härdbarheten dålig, så det är nödvändigt att utföra vattenkylning. Och även om vattnet kyls, kan mitten av arbetsstycket inte härdas, bara ytan är härdad och hårdheten i mitten är fortfarande låg. Den vanligaste JIS-kolverktygsstålsorten är SK105 (1,05C-0.2Si-0.25Mn). SK105 används för skärverktyg, stålstänger, jiggar och stansar.
3. Legerat verktygsstål
JIS klassificerar legerat verktygsstål i fyra kategorier: skärverktygsstål, slagtåligt verktygsstål, kallbearbetningsstål, varmbearbetningsstål. Bland dem finns det 10 kvaliteter av kallbearbetningsstål. Dessutom finns det många modifierade stålsorter baserade på JIS-stål. Följande är en kort beskrivning av egenskaperna hos representativa kvaliteter av legerat verktygsstål.
3.1 Låglegerat verktygsstål
Innehållet av legeringselement i kallbearbetningsstål är relativt låglegerat verktygsstål, och de vanligaste kvaliteterna är SKS93 (1.05C-0.95Mn-0.4Cr) och SKS3 (0.95C{{10}}.05Mn-0.75Cr). Mn-halten i dessa två kvaliteter är ca 1 %, SKS93 innehåller 0,4Cr, SKS3 innehåller 0,75Cr, vilket förbättrar stålets härdbarhet. Dessutom innehåller SKS3 även 0,75 % W för att förbättra härdbarhet och seghet. Låglegerat verktygsstål används för skäregg, mätare, form, etc.
3.2 Högt C och högt Cr kallbearbetningsstål
Den mest kända kvaliteten på kallbearbetningsstål med högt C och högt Cr är SKD11 (1,5C-12Cr-1Mo-serien). Den största egenskapen hos SKD11 är dess goda slitstyrka. På grund av det höga Cr-innehållet finns en grov Cr-karbid (M7C3) i moderfasen, vilket förbättrar slitstyrkan. SKD11:s härdbarhet är god, och jämn kärnhårdhet kan erhållas genom luftkylning. Släckningstemperaturen för SKD11 är 1000 ~ 1040 grader. Detta är den vanligen använda härdningstemperaturen för vakuumvärmebehandlingsugnar. Det kallbearbetade verktygsstålet med bättre slitstyrka än SKD11 är SKD1 (2C-12Cr-serien). C- och Cr-innehållet i SKD1 är mer än i SKD11, så mängden grova Cr-karbider är också mer, vilket gör SKD1 till ett verktygsstål med hög slitstyrka. På grund av den stora mängden Cr-karbider är segheten och utmattningsbeständigheten inte lika bra som SKD11. Eftersom härdningstemperaturen för SKD1 är 950 grader, vilket skiljer sig från den vanliga härdningstemperaturen, och härdbarheten är dålig, måste den oljesläckas. Så SKD1 används sällan.
3.3 8%Cr kallbearbetande verktygsstål
Även om 8% Cr-stål inte ingår i JIS-standarder, används det flitigt. På basis av SKD11 justeras stålets sammansättning och huvudsammansättningen är 1C-8Cr-2Mo. Bakgrunden till 8%Cr är att på 1970-talet var EDM-bearbetning av kylda och härdade formstål mycket vanligt, men problemet med sprickor orsakade av EDM-bearbetning dök upp. Den främsta orsaken till sprickan är att det onormala lagret inte avlägsnas tillräckligt, men den härdande restspänningen och segheten är också otillräcklig. Den kvarvarande spänningen kan effektivt elimineras genom att använda högtemperaturhärdning. Men SKD11 efter högtemperaturhärdningsbehandling kan inte få den erforderliga hårdheten, och segheten är inte bra. Därför, på basis av SKD11, minska C och Cr för att förbättra segheten, lägga till mer Mo, så att stålet också kan erhålla hög hårdhet på 62HRC efter högtemperaturhärdning, så bildandet av 8% Cr-stål. Slitstyrkan på 8%Cr är inte lika bra som SKD11, men på grund av dess utmärkta omfattande prestanda används den fortfarande i stor utsträckning för närvarande, och det är standardkvaliteten för kallbearbetningsstål parallellt med SKD11. Sedan dess har en förbättrad kvalitet av 8% Cr-stål utvecklats.
