Domeniul de aplicare al oțelului rapid

Oțelul rapid, ca oțel special pentru scule cu duritate ridicată, rezistență ridicată la uzură și rezistență ridicată la temperaturi ridicate, este utilizat pe scară largă în sculele așchietoare de metal (cum ar fi burghie, freze și tarozi), matrițe pentru prelucrarea la rece (matrice de ștanțare, matrițe de precizie) și componente mecanice în condiții de temperatură ridicată (cum ar fi elementele de fixare ale palelor de turbină). Printre acestea, oțelul rapid care conține cobalt este deosebit de potrivit pentru prelucrarea materialelor dificil de tăiat, cum ar fi aliajele de titan. Oțelul rapid preparat prin tehnologia metalurgiei pulberilor este deosebit de remarcabil în domeniul sculelor așchietoare de precizie și al matrițelor rezistente la uzură datorită distribuției mai uniforme a carburilor.

Un caz tipic de aplicare a oțelului rapid 1.3355/T1 (oțel rapid pe bază de tungsten), luând în considerare caracteristicile sale principale, cum ar fi duritatea ridicată la culoare (menținută la 63 HRC la 740 ℃), rezistența la uzură și rezistența la impact:

Fabricație aerospațială
Scule de tăiere din aliaje pentru temperaturi înalte
Freză cu lamă de turbină din aliaj de titan, cu o duritate de 60 HRC chiar și la temperaturi de așchiere continuă de 650 ℃ și o creștere a duratei de viață a sculei de 3 ori;
Burghiu din aliaj de nichel pentru motoare de aeronave, capabil să reziste la uzură la o viteză de 120 de metri pe minut, cu o toleranță a diametrului găurii de ± 0,01 mm.
Instrument de remediere a mediului extrem
Unelte de reparare pentru componentele reactoarelor nucleare, cu o rată de descreștere a durității roșii mai mică de 5% în medii rezistente la radiații;
Matriță pentru prelucrarea pieselor pentru sonde spațiale, potrivită pentru deformare termică prin cicluri de la -180 ℃ la 300 ℃.

Componentele de bază ale industriei auto
Scule de tăiere a angrenajelor cu sarcină mare
Freza de rulare a angrenajelor pentru cutia de viteze are o durată de viață la o singură rectificare de 800 de bucăți la prelucrarea oțelului de cémentare (duritate 55 HRC);
Tija de foraj pentru găuri adânci a arborelui cotit are o rezistență la torsiune de 1200 MPa și o creștere de 40% a tenacității la fractură.
Matriță de ștanțare de precizie
Matriță de perforare continuă pentru balamalele ușilor auto, cu o durată de viață de peste 500.000 de ori (200.000 de ori pentru matrițele obișnuite) și o reducere cu 70% a ratei de rupere a lamelor;
Matrița de tăiere pentru tablă de oțel de înaltă rezistență (grad 1200 MPa) are un interval de rectificare mărit de 15000 de curse.

Tăiere și matrițe industriale
Unelte de tăiere grele
Sculă așchietoare specială din aliaj de înaltă temperatură, cu o viteză de așchiere de 120 m/min (sculă convențională 60 m/min);
Burghiul din material compozit (matrice încorporată PDC) crește eficiența forajului cu 25% în forajul petrolier.
Matriță de precizie rezistentă la coroziune
Matriță de turnare din fibră de carbon, cu suprafață lustruită oglindă la Ra0,04 μm, rezistentă la coroziunea acidului rezinici;
Matriță de turnare sub presiune pentru sticle de sticlă, duritate la temperatură înaltă 58 HRC, durată de viață a matriței de 1 milion de ori.

Limita cheie de performanță
Procesul de tratament termic:
Stingere:Tratament cu baie de sare la 1270-1290 ℃ (pentru a evita decarburarea)
Revenire triplă: 540-560 ℃ x 3 ori (duritate 63-65 HRC);
Restricții de aplicare:
Tenacitate limitată (valoare la impact 8-12 J/cm²), neadecvat pentru condiții de sarcină la impact mare;

Conținutul ridicat de tungsten are ca rezultat o eficiență de șlefuire cu 30% mai mică în comparație cu oțelul rapid pe bază de molibden.

Principalele cazuri de aplicare ale oțelului rapid 1.3343/M2 sunt rezumate pe baza durității sale ridicate (63-65 HRC), rezistenței la uzură și rezistenței la impact, acoperind trei domenii principale: scule așchietoare, fabricarea matrițelor și componente speciale.

Scule de tăiere de înaltă performanță
Scule de tăiere a materialelor dificil de prelucrat în aviație
Când temperatura de așchiere a frezei cu lamă de turbină din aliaj de titan este mai mare de 650 ℃, duritatea este încă mai mare de 60 HRC, iar durata de viață a sculei este de trei ori mai mare decât cea a oțelului obișnuit pentru scule;
Burghiele din aliaje de înaltă temperatură pe bază de nichel sunt potrivite pentru prelucrarea la o viteză de așchiere de 120 m/min, cu o toleranță a diametrului găurii de ± 0,01 mm.
Prelucrarea angrenajelor de precizie pentru automobile
Mașina de frezat pentru cutia de viteze poate prelucra 800 de bucăți de angrenaje din oțel cementat 55 HRC într-o singură operație de rectificare;
Rezistența la torsiune a tijei de foraj pentru găuri adânci a arborelui cotit este de 1200 MPa, iar tenacitatea la fractură este crescută cu 40%.

Sistem de matriță rezistent la impact
Matriță de ștanțare a foilor metalice
Durata de viață continuă a matriței balamalei ușii mașinii este mai mare de 500.000 de ori (de 200.000 de ori pentru matrițele obișnuite), iar rata de rupere a lamei este redusă cu 70%;
Intervalul de rectificare al matriței de tăiere a plăcii de oțel de înaltă rezistență de 1200 MPa atinge 15000 de curse.
Matriță de formare a materialelor speciale
Suprafața matriței de turnare din rășină de fibră de carbon este lustruită la Ra0,04 μm și rezistentă la coroziunea acidă;
Matrița de perforare de precizie pentru carcasa metalică a telefonului mobil este compatibilă cu perforarea tablei ultra-subțiri de 0,5 mm.

Componente industriale speciale
Instrument pentru condiții extreme de lucru
Rata de atenuare a durității roșii a instrumentului de reparare pentru componentele reactorului nuclear într-un mediu rezistent la radiații este mai mică de 5%;
Eficiența de foraj a burghielor încorporate PDC în forajul petrolier a crescut cu 25%.
Componente structurale ușoare
Laminor la rece pentru tuburi fără sudură de înaltă rezistență, cu o rezistență la tracțiune de 8-10 ori mai mare decât cea a oțelului obișnuit, pentru vehicule electrice, de 1180 MPa;
Inele de rulment rezistente la temperaturi ridicate pentru motoare de aeronave (temperatură de lucru 540 ℃).

Procese cheie și limitări
Parametrii principali ai tratamentului termic:
Stingere:Tratament în baie de sare 1220-1240 ℃ (control strict al decarburării);
Revenire:540-560 ℃ x 3 ori (duritate 63-65 HRC);
Restricții privind limitele aplicației:
Tenacitate limitată (valoare de impact 8-12 J/cm²), iar materiale cu tenacitate mai mare trebuie utilizate pentru condiții de impact supraponderale;
Randamentul de măcinare este cu 20% mai mic pentru clasele de oțel cu conținut mai mic de vanadiu.