Инструментальная сталь: состав, производство и промышленные применения

Инструментальная сталь — это тип углеродисто-легированной стали. Как можно догадаться из названия, она часто используется для изготовления, модификации или ремонта ручных инструментов или станочных матриц. Инструментальные стали примечательны своей твердостью, устойчивостью к абразию и деформации. Они могут удерживать режущий край при очень высоких температурах, поэтому они часто используются в формовке других материалов через резку, прессование, чеканку или экструзию. Их абразионная устойчивость придает им применение в производстве форм для литья под давлением.

Группы инструментальной стали

Инструментальные стали категоризируются в шесть групп. Выбор группы зависит от факторов прочности, вязкости, поверхностной твердости, ударной устойчивости, рабочей температуры и стоимости. Шесть групп: водозакаляемые, холоднорабочие, ударопрочные, быстрорежущие, горячорабочие и специального назначения.

Как делается инструментальная сталь?

Производство инструментальных сталей происходит при тщательно контролируемых условиях для производства требуемого качества. Инструментальная сталь имеет углеродное содержание между 0.5% и 1.5%. Процесс производства вводит легирующие элементы, образующие карбиды, обычно вольфрам, хром, ванадий и молибден.

Первичное плавление

Инструментальная сталь часто делается из около 75% лома — смеси заводского лома и купленного лома. Очень важно избежать загрязнения лома, особенно металлами, которые не могут быть окислены, как никель, кобальт и медь. Большинство производства инструментальной стали делается через плавление в дуговой электрической печи (EAF).

Есть два этапа: лом быстро плавится в печи. Горячий металл переносится в отдельную ковш или конвертерное сосуд для очистки. Этот процесс известен как вторичная очистка, и он позволяет большую эффективность и обработку больших объемов.

Очищенный металл затем переносится в литейную станцию и разливается в слитки. Полученные слитки обычно отжигаются (нагреваются и медленно охлаждаются) для предотвращения трещин.

Электрошлаковое переплавление

Электрошлаковое переплавление или очистка (ESR) — это прогрессивный процесс плавления, используемый для производства слитков с гладкими поверхностями и без труб (дырок) или пористости (несовершенств). ESR слитки дают улучшенную горячую обрабатываемость, лучшие выходы обработки, увеличенную чистоту, лучшую поперечную вязкость на растяжение и усталостные свойства.

Первичное распредел

Метод распредел, используемый для инструментальных сталей, использует либо открытую гидравлическую прессовку, либо ротационную ковальную машину. Эти процессы крайне универсальны и могут производить длины 6-13 м (20-43 фута) в квадратах, прямоугольниках, полых или ступенчатых поперечных сечениях. Конечный продукт очень высокого качества, имея мало трещин, задиров или швов, и высокая степень прямолинейности может быть достигнута.

Прокатка

В современном производстве стали до 26 прокатных станов используются в ряд. Металл нагревается газовой пusher, walking-beam печью или высокомощной индукционной печью. Быстрый нагрев используется для предотвращения декарбуризации (потери углеродного содержания). Процесс автоматизирован компьютерами и измерительные устройства используются для мониторинга допуска диаметра и качества поверхности металла. Через этот процесс, катушка стального листа может быть произведена менее чем за 12 минут.