Wat is gereedschapsstaal?

Gereedschapsstaal is een staalsoort met mechanische eigenschappen waardoor het een wenselijk materiaal voor gereedschappen is. Gereedschapsstaal is opmerkelijk vanwege zijn hardheid, vermogen om een ​​scherpe rand te behouden of weerstand tegen schade door slijtage en vervorming. Er zijn een aantal legeringen en koolstofstaal, meestal gemaakt door een product van warmtebehandeling en afschrikken, die geschikt zijn als gereedschapsstaal. Gereedschapsstaal wordt in veel verschillende kwaliteiten gemaakt en kan worden gebruikt om gereedschappen te maken zoals stempels, matrijzen en bijlen. Naast het maken van gereedschappen, wordt het ook gebruikt in andere toepassingen die materialen vereisen met de mechanische eigenschappen van gereedschapstaal.

De verschillende soorten gereedschapsstaal worden vaak geclassificeerd volgens een systeem genaamd de SAE-staalsoorten of AISI / SAE-staalsoorten, gecreëerd door de Society of Automotive Engineers (nu SAE International) en het American Iron and Steel Institute. Het categoriseert elk type staal met een letter die de eigenschappen of productiemethode aangeeft, zoals W-klasse voor watergehard staal of S-klasse voor schokbestendig staal. Elk staaltype binnen deze brede categorieën krijgt vervolgens een individueel nummer dat volgt op de letter.

De meest voorkomende vorm van gereedschapsstaal is W-klasse, een vorm van koolstofstaal die populair is vanwege de lage kosten. Sommige soorten staal van W-kwaliteit omvatten ook silicium, molybdeen of mangaan om de taaiheid van het staal te vergroten. Het wordt watergehard genoemd omdat water wordt gebruikt tijdens het afschrikken, een stap in het productieproces van veel staalsoorten waarbij het verwarmde staal snel in temperatuur wordt verlaagd. Gereedschapsstaal van W-klasse is hard, maar heeft de neiging bros te zijn en bestand tegen temperaturen boven 302 ° F (150 ° C). W-klasse gereedschapsstaal wordt vaak gebruikt om messen zoals scheermessen en scheermessen te maken; machineonderdelen voor machines die geen hoge temperaturen tegenkomen of produceren; en gereedschappen zoals hamers, boren en beitels.

Rangen A, O en D zijn staalsoorten geproduceerd door koudbewerking, een proces waarbij het staal wordt onderworpen aan mechanische spanning totdat het plastische vervorming ondergaat, een permanente verandering in de microstructuur van het staal. Dit proces verhoogt de treksterkte en hardheid van het staal terwijl het de ductiliteit verlaagt, en de resulterende vormen van staal worden vaak gebruikt voor doeleinden zoals messen en werktuigmachines. Staal van O-kwaliteit is oliegehard, terwijl A-klasse luchtgehard is, methoden die minder vervorming in het staal veroorzaken dan waterhardend. Staal van D-kwaliteit bevat een grote hoeveelheid chroom, die 10 tot 18 procent van de legering samenstelt. Naast chroom zijn staal van A-, O- en D-kwaliteit vaak gelegeerd met andere metalen, waaronder mangaan, wolfraam en vanadium, en met niet-metalen zoals zwavel en fosfor.

Staal van H-kwaliteit is warmwerkend gereedschapsstaal, ontstaan ​​door plastische vervorming in staal door langdurige blootstelling aan hoge temperaturen. Deze staalsoorten hebben een hoge sterkte en hardheid, maar lichte vervormingen door het proces van koeling en thermische krimp maken ze minder geschikt dan koudbewerkend staal voor toepassingen met zeer nauwe technische toleranties. Chroom, wolfraam en molybdeen zijn veel voorkomende legeringselementen in staal van deze kwaliteit.

De T- en M-kwaliteiten zijn soorten hogesnelheidstaal, dat zich onderscheidt door zijn vermogen om hoge hardheid bij hoge temperaturen te behouden. Deze eigenschap maakt het zeer geschikt voor gebruik in aangedreven snijgereedschappen en stempelmatrijzen, waar het door zijn weerstand tegen de warmte die wordt geproduceerd door wrijving, bij hogere snelheden werkt dan andere staalsoorten. Staal van T-kwaliteit is vernoemd naar het hoge wolfraamgehalte, terwijl staal van M-kwaliteit een grote hoeveelheid molybdeen bevat. Aanvullende legeringselementen die gebruikelijk zijn in deze staalsoorten omvatten vanadium, chroom en kobalt.

S-kwaliteit staal zijn gereedschapsstaal dat zich onderscheidt door hun hoge schokbestendigheid. Ze hebben minder koolstof dan andere staallegeringen, wat hun weerstand tegen slijtage vermindert maar hun taaiheid verhoogt. Staal van S-kwaliteit wordt gebruikt in apparatuur zoals jackhammers die bestand moeten zijn tegen zware schokken.

Sommige soorten gereedschapsstaal hebben zeer gespecialiseerde kenmerken of doeleinden. F-staal is een soort watergehard staal, zoals W-staal, maar heeft een superieure slijtvastheid. P-kwaliteit staal, of kunststof vormstaal, wordt gebruikt in spuitgiet- en spuitgietmachines. Speciaal staal van L-kwaliteit, of laaggelegeerd staal, is een zeer taaie staalsoort met weinig legeringsmateriaal en een zeer hoog ijzergehalte.