1. Kjennetegn på kaldbearbeidende verktøystål
Den viktigste egenskapen til kaldbearbeidende verktøystål er slitestyrken. Den grunnleggende metoden for å forbedre slitestyrken er å øke hardheten til stål. Kaldt bearbeidende verktøystål er vanligvis bråkjølt og herdet, og brukt i en hardhetstilstand på omtrent 60HRC. Å øke C-innholdet i stål kan øke hardheten. I tillegg kan tilsetning av Cr, Mo, V, W og andre karbidgenererende elementer, slik at stålet inneholder M7C3, M6C, MC og andre harde karbider, forbedre slitestyrken til stål ytterligere. Men når karbidmengden er stor, reduseres stålets seighet og utmattelsesmotstand. Derfor er det nødvendig å velge passende kaldbearbeidende verktøystål i henhold til bruken.
2. Karbonverktøystål
Stålet med et C-innhold på 0.55 % ~ 1.50 % og litt Si og Mn er karbonverktøystål. Det er 11 kvaliteter av karbonverktøystål i JIS. Karbonverktøystål er bråkjølt ved 750 ~ 840 grader og herdet ved 150 ~ 200 grader, og hardheten kan nå 54 ~ 63HRC. På grunn av de få legeringselementene i karbonverktøystålet er herdbarheten dårlig, så det er nødvendig å utføre vannkjøling. Og selv om vannet er avkjølt, kan ikke midten av arbeidsstykket herdes, bare overflaten er herdet, og hardheten til midten er fortsatt lav. Den mest brukte JIS karbonverktøystålkvaliteten er SK105 (1,05C-0.2Si-0.25Mn). SK105 brukes til skjæreverktøy, stålstenger, jigger og dyser.
3. Legert verktøystål
JIS klassifiserer legert verktøystål i fire kategorier: skjærende verktøystål, slagfast verktøystål, kaldbearbeidende dysestål, varmbearbeidende dysestål. Blant dem er det 10 kvaliteter av kaldbearbeidende formstål. I tillegg finnes det mange modifiserte stålkvaliteter basert på JIS-stål. Det følgende er en kort beskrivelse av egenskapene til de representative kvalitetene av legert verktøystål.
3.1 Lavlegert verktøystål
Innholdet av legeringselementer i kaldbearbeidende formstål er relativt lavlegert verktøystål, og de vanligste kvalitetene er SKS93 (1.05C-0.95Mn-0.4Cr) og SKS3 (0.95C{{10}}.05Mn-0.75Cr). Mn-innholdet i disse to kvalitetene er ca. 1 %, SKS93 inneholder 0,4Cr, SKS3 inneholder 0,75Cr, noe som forbedrer herdbarheten til stålet. I tillegg inneholder SKS3 også 0,75 % W for å forbedre herdbarhet og seighet. Lavlegert verktøystål brukes til skjærekant, gauge, dyse, etc.
3.2 Høy C og høy Cr kaldbearbeidende verktøystål
Den mest kjente kvaliteten på kaldbearbeidende verktøystål med høy C og høy Cr er SKD11 (1,5C-12Cr-1Mo-serien). Den største egenskapen til SKD11 er dens gode slitestyrke. På grunn av det høye Cr-innholdet er det et grovt Cr-karbid (M7C3) i moderfasen, som forbedrer slitestyrken. SKD11s herdbarhet er god, og jevn kjernehardhet kan oppnås ved luftkjøling. Bråkjølingstemperaturen til SKD11 er 1000 ~ 1040 grader. Dette er den ofte brukte bråkjølingstemperaturen til vakuumvarmebehandlingsovner. Kaldtbearbeidende verktøystål med bedre slitestyrke enn SKD11 er SKD1 (2C-12Cr-serien). C- og Cr-innholdet til SKD1 er mer enn SKD11, så mengden av grove Cr-karbider er også mer, noe som gjør SKD1 til et verktøystål med høy slitestyrke. På grunn av den store mengden Cr-karbider er ikke seigheten og utmattelsesmotstanden like god som SKD11. Fordi bråkjølingstemperaturen til SKD1 er 950 grader, som er forskjellig fra den ofte brukte bråkjølingstemperaturen, og herdbarheten er dårlig, må den bråkjøles med olje. Så SKD1 brukes sjelden.
3.3 8%Cr kaldbearbeidende verktøystål
Selv om 8% Cr-stål ikke er inkludert i JIS-standarder, er det mye brukt. På grunnlag av SKD11 justeres stålets sammensetning og hovedsammensetningen er 1C-8Cr-2Mo. Bakgrunnen for 8%Cr er at på 1970-tallet var EDM-behandling av bråkjølt og herdet dysestål veldig vanlig, men problemet med sprekker forårsaket av EDM-behandling dukket opp. Hovedårsaken til sprekken er at det unormale laget ikke fjernes nok, men herdende restspenning og seighet er også utilstrekkelig. Den gjenværende spenningen kan effektivt elimineres ved å bruke høytemperaturtempering. Men SKD11 etter høytemperatur tempereringsbehandling, kan ikke få den nødvendige hardheten, og seigheten er ikke god. Derfor, på grunnlag av SKD11, redusere C og Cr for å forbedre seigheten, legge til mer Mo, slik at stålet også kan oppnå høy hardhet på 62HRC etter høytemperaturtempering, så dannelsen av 8% Cr stål. Slitestyrken på 8% Cr er ikke like god som SKD11, men på grunn av sin utmerkede omfattende ytelse er den fortsatt mye brukt i dag, og det er standardkvaliteten for kaldbearbeidende verktøystål parallelt med SKD11. Siden den gang har en forbedret kvalitet på 8% Cr stål blitt utviklet.
