Įrankių plienas reiškia įvairius anglies ir legiruotojo plieno, kurie ypač tinka įrankiams gaminti, įvairovę. Jo tinkamumą lemia išskirtinis kietumas, atsparumas dilimui ir deformacijai bei gebėjimas išlaikyti pjovimo briauną aukštesnėje temperatūroje. Todėl įrankių plienas tinkamas naudoti formuojant kitas medžiagas.
Yra šešios įrankių plienų grupės: kietėjantis vandeniu, šaltas įrankių plienas, atsparus smūgiams, greitaeigis, karšto apdirbimo ir specialios paskirties/plastikinių formų plienas. Grupės pasirinkimas priklauso nuo kainos, darbo temperatūros, reikalingo paviršiaus kietumo, stiprumo, atsparumo smūgiams ir kietumo reikalavimų. Kuo griežtesnės eksploatavimo sąlygos (aukštesnė temperatūra, abrazyvumas, korozija, apkrova), tuo didesnis lydinio kiekis ir dėl to įrankiniam plienui reikalingas karbidų kiekis.
1. Vandens grūdinimo grupė
Taip pavadintas dėl savo esminės savybės – būti grūdintas vandenyje. Ši įrankių plieno grupė iš esmės yra paprastas plienas, turintis daug anglies. Jis dažnai naudojamas dėl mažos kainos.
W grupės įrankių plienas gavo savo pavadinimą dėl savo esminės savybės – būti gesinamas vandeniu. W grupės plienas iš esmės yra lygus daug anglies plienas. Ši įrankių plieno grupė yra plačiausiai naudojama dėl mažos kainos, palyginti su kitomis. Jie puikiai tinka mažoms dalims ir pritaikymams, kuriuose nėra aukštos temperatūros; virš 150 laipsnių (302 laipsnių F) jis pradeda pastebimai minkštėti. Jų grūdinimas yra mažas, todėl W grupės įrankių plienas turi būti greitai gesinamas, o tam reikia naudoti vandenį. Šie įrankių plienai gali pasiekti didelį kietumą (didesnį nei HRC 66) ir yra gana trapūs, palyginti su kitais įrankių plienais. W plienas vis dar parduodamas, daugiausia spyruoklėms, tačiau jų naudojamas daug mažiau nei XIX a. ir XX amžiaus pradžioje. Taip yra iš dalies dėl to, kad W plienas gesinimo metu deformuojasi ir trūkinėja daug labiau nei aliejumi arba oru grūdintas plienas.
2. Šaltojo darbo grupė
Tai trijų įrankių plienų grupė: alyva gesintas, gesintas oru ir daug anglies ir chromo. Šios grupės plienai pasižymi dideliu kietumu ir atsparumu dilimui, vidutinio kietumo. Jie dažnai naudojami gaminant dideles dalis arba dalis, kurioms sukietėjus keliami minimalūs iškraipymo reikalavimai.
Tiek alyvos gesinimas, tiek oro gesinimas sumažina iškraipymus ir padidėjusį įtempimą, kurį sukelia greitas gesinimas vandenyje, todėl mažesnė tikimybė, kad įtrūks.
2.1. aliejaus grūdinimas
Labai paplitęs alyvos kietėjimo plienas yra O1 plienas. Tai labai geras šalto apdirbimo plienas, iš jo gaminami labai geri peiliai ir šakės. Jis gali būti sukietintas iki maždaug 57-61 HRC.
2.2. oro grūdinimas
Pirmasis oru kietėjantis įrankinis plienas buvo kietėjantis plienas, kuris tuo metu buvo žinomas kaip kietėjantis oru plienas.
Šiuolaikiniai kietėjantys oru plienai pasižymi nedideliu iškraipymu terminio apdorojimo metu dėl didelio chromo kiekio. Jų apdirbamumas yra geras, jie turi pusiausvyrą tarp atsparumo dilimui ir kietumo (ty tarp D ir smūgiams atsparių klasių).
23. Didelis anglies-chromo kiekis,
2.3.1. D tipas
D tipo, iš šalto apdirbimo įrankių plieno klasės, yra nuo 10 iki 13 procentų chromo. Šie plienai išlaiko savo kietumą iki 425 laipsnių (797 laipsnių F) temperatūros. Dažniausiai naudojamas šių įrankių plienas yra kalimo štampai, liejimo blokai ir tempimo štampai. Dėl didelio chromo kiekio kai kurie D tipo įrankių plienai paprastai laikomi nerūdijančiais arba pusiau nerūdijančiais, nors jų atsparumas korozijai yra labai ribotas, nes dauguma jų chromo ir anglies komponentų nusodinami karbidų pavidalu.
D2 įrankių plienas yra labai atsparus dėvėjimuisi, bet ne toks tvirtas kaip žemesnio legiruoto plieno. D2 mechaninės savybės yra labai jautrios terminiam apdorojimui. Jis plačiai naudojamas šlyties peiliams, obliavimo peiliams ir pramoniniams pjovimo įrankiams gaminti; kartais naudojamas peilių ašmenims.
| KAM | A2–A10 | Oro grūdinimas, vidutiniai lydiniai |
| D. | D2–D7 | Didelis anglies ir chromo kiekis |
| ARBA | O1–O7 | Grūdintas aliejumi, mažai anglies dioksido |
2.3.2. Tipas 1.2767
ISO 1.2767, dar žinomas kaip DIN X 45 NiCrMo 4, AISI 6F7 ir BS EN 20 B, yra oru grūdintas įrankių plienas, kurio pirminis legiravimo elementas yra nikelis. Jis turi gerą tvirtumą, stabilius grūdelius ir yra labai poliruojamas. Jis pirmiausia naudojamas štampams didelio įtempimo plastiko liejimo įpurškimo programose. Kiti pritaikymo būdai yra pjovimo štampai, kalimo štampai ir pramoniniai peiliai.
Šios plieno rūšys taip pat priklauso šalto apdirbimo plieno grupei.
| AISI kodas | AISI žymėjimas | Įrankio plieno tipas |
| W | W1–W7 | Didelio anglies kiekio vandenyje grūdintas plienas |
| W1A–1B | Anglies | |
| W2–W3 | Anglies vanadis | |
| W4–W5 | Anglies chromas | |
| w7 | Anglies chromo vanadis |
3. Atsparumo smūgiams grupė
Ši klasė pasižymi dideliu atsparumu smūgiams ir geru grūdinimu. Jis sukurtas taip, kad būtų atsparus smūgiams esant žemai ir aukštai temperatūrai. Jis taip pat turi labai didelį atsparumą smūgiams ir santykinai mažą atsparumą dilimui.
Karbido lydiniai užtikrina reikiamą atsparumą dilimui, grūdinimą ir karšto darbo charakteristikas. Šios šeimos plienai pasižymi labai dideliu atsparumu smūgiams ir santykinai mažu atsparumu dilimui ir gali pasiekti gana didelį kietumą (HRC 58/60). JAV kietumas paprastai būna nuo 1 iki 2 procentų silicio ir 0,5-1 procentų molibdeno. Europoje smūginiame pliene paprastai yra nuo 0,5 iki 0,6 procentų anglies ir apie 3 procentų nikelio. Nikelis nuo 1,75 iki 2,75 procento vis dar naudojamas kai kuriuose didelio stiprumo mažai legiruotuose (HSLA) ir smūginiuose plienuose, tokiuose kaip L6, 4340 ir švedų pjūklų plienas, tačiau jis yra palyginti brangus. Jo panaudojimo pavyzdys yra grąžtų, skirtų keltuvams, gamyba.
4. Didelės spartos grupė
T ir M tipo įrankių plienas naudojamas pjovimo įrankiams, kur būtina išlaikyti stiprumą ir kietumą esant aukštai temperatūrai.
Greitaeigis plienas (HSS arba HS) yra įrankių plieno pogrupis, dažniausiai naudojamas grąžtuose ir pjovimo įrankiuose. Dažnai naudojamas ant elektrinių pjūklų ir grąžtų. Jis pranašesnis už senesnius didelio anglies kiekio įrankių plienus, kurie buvo plačiai naudojami iki XX amžiaus ketvirtojo dešimtmečio, nes gali atlaikyti aukštesnes temperatūras neprarasdamas savo atsparumo (kietumo). Ši savybė leidžia HSS pjauti greičiau nei didelio anglies plieno, todėl greitaeigis plienas vadinamas. Kambario temperatūroje, kai paprastai rekomenduojamas terminis apdorojimas, HSS klasės paprastai pasižymi dideliu kietumu (virš HRC60) ir atsparumu dilimui (paprastai susiję su volframo ir vanadžio kiekiu, paprastai naudojamu HSS), palyginti su anglies ir įprastų įrankių plienais.
| m | M1, M7, M10 | Molibdenas |
| M30, M33, M34, M42, M43, M46, M47 | Molibdenas, kobaltas | |
| M2, M3, M4 | Molibdenas, volframas | |
| M6, M15, M35, M36< M41, M44, M45 | Molibdenas, volframas, kobaltas | |
| tu | T1, T2, T3, T7, T9 | Volframas |
| T4, T5, T6, T8, T15 | volframas, kobaltas |
5. Karšta darbo grupė
H grupės įrankių plienai buvo specialiai sukurti, kad išlaikytų stiprumą ir kietumą ilgą laiką veikiant aukštai temperatūrai.
Karšto apdirbimo plienai yra plieno grupė, naudojama medžiagoms pjaustyti arba formuoti aukštoje temperatūroje. H grupės įrankių plienai buvo sukurti siekiant išlaikyti stiprumą ir kietumą ilgai veikiant aukštesnėje temperatūroje. Šie įrankių plienai yra mažai anglies dioksido ir vidutinio iki didelio legiruoto, užtikrinantys gerą kietumą ir atsparumą karščiui bei gerą atsparumą dilimui dėl didelio karbido kiekio. Plienuose nuo H1 iki H19 yra 5 procentai chromo; H20–H39 yra pagrįsti 9-18 procentų volframo kiekiu ir 3-4 procentų chromo kiekiu; H40–H59 yra molibdeno pagrindu.
| h | H10, H11, H12, H13 | chromas, molibdenas |
| H14, H16, H19, H23 | chromas, volframas | |
| H20, H21, H22, H24, H25, H26 | Volframas | |
| H15, H41, H42, H43 | Molibdenas |
6. Specialiosios paskirties grupė / Plastikinės liejimo formos plienas
P tipo įrankių plienas yra trumpas plastikinių formų plienas. Jie suprojektuoti taip, kad atitiktų cinko liejimo ir plastikinių liejimo štampų reikalavimus. Įprastos plieno rūšys, tokios kaip P20, 420 ir kt.
L tipo įrankių plienas yra specialios paskirties mažai legiruoto įrankių plieno trumpinys. L6 yra labai kietas.
F tipo įrankių plienas yra grūdintas vandenyje ir žymiai atsparesnis dilimui nei W tipo įrankių plienas.
| F | F1 | Daug anglies, mažai lydinių |
| F2, F3 | Volframas | |
| L | L1, L3, L7 | Anglies > 0,65 proc., Chromas |
| L2 | Anglies<0,65%, Cromo | |
| L6 | Anglis > 0,65 proc., Nikelis | |
| S | S1, S3 | Volframas |
| S2, S4, S5, S6 | Silicis | |
| S7 | Chrome | |
| P | P1- P20, P21 | Mažai anglies dvideginio liejimo plienas |
Įrankiniai plienai – tai metalurginiu požiūriu „švarus“ labai legiruotas plienas, kuris lydomas santykinai žemoje temperatūroje elektrinėse krosnyse ir gaminamas ypatingą dėmesį skiriant homogeniškumui. Jie gali būti toliau rafinuojami naudojant argono/deguonies dekarbonizaciją (AOD), vakuuminius metodus arba šlako rafinavimą (ESR). Dėl to įrankių plienas dažnai nurodomas didelio stiprumo arba atsparus dilimui. Dėl didelio legiruoto kiekio įrankių plienas turi būti kruopščiai valcuojamas arba kaliamas, kad būtų gauti patenkinami strypiniai gaminiai.
Siekiant sukurti geriausias savybes, įrankių plienas visada yra termiškai apdorojamas. Kadangi terminio apdorojimo metu dalys gali išsikraipyti, tikslios dalys turi būti pusgaminės, termiškai apdorotos ir baigtos. Labai tikėtina, kad gesinant skysčiu gali atsirasti rimtų iškraipymų, todėl reikėtų pasirinkti tokį lydinį, kuris užtikrintų reikiamas mechanines savybes su mažiausiai stipriu gesinimu.
Jei jums reikia įrankių plieno arba turite klausimų apie įrankių plieną, palikite komentarą arba susisiekite su mumis bet kuriuo metu.
