Hva er verktøystål?
Verktøystål er en type stål med mekaniske egenskaper som gjør det til et ønskelig materiale for verktøy. Verktøystål er bemerkelsesverdig for deres hardhet, evne til å holde en skarp kant eller motstand mot skader fra slitasje og deformasjon. Det er et antall legeringer og karbonstål, vanligvis laget av et produkt av varmebehandling og bråkjøling, som er egnet som verktøystål. Verktøystål er laget i mange forskjellige kvaliteter og kan brukes til å lage verktøy som stampemateriale, konstruksjonsutstyr og akser. I tillegg til å lage verktøy, brukes det også i andre applikasjoner som krever materialer med verktøystålets mekaniske egenskaper.
De forskjellige kvalitetene av verktøystål klassifiseres ofte i henhold til et system som kalles SAE stålkvaliteter eller AISI / SAE stålkvaliteter, opprettet av Society of Automotive Engineers (nå SAE International) og American Iron and Steel Institute. Den kategoriserer hver type stål med en bokstav som indikerer dens egenskaper eller produksjonsmetode, for eksempel W-klasse for vannherdet stål eller S-klasse for støtsikre stål. Hver ståltype innen disse brede kategoriene får da et individuelt nummer som følger bokstaven.
Den vanligste formen for verktøystål er W-klasse, en form for karbonstål populært på grunn av dets lave kostnader. Noen typer W-klasse stål inkluderer også silisium, molybden eller mangan for å øke stålets seighet. Det kalles vannherdet fordi vann brukes under bråkjøling, et trinn i produksjonsprosessen for mange stål der det oppvarmede stålet raskt reduseres i temperatur. Verktøystål i W-klasse er hardt, men har en tendens til å være sprøtt og tåler ikke godt ved temperaturer over 150 ° C. Verktøystål i W-klasse brukes ofte til å lage kniver som skjærblad og høvel; maskindeler til maskiner som ikke møter eller produserer høye temperaturer; og verktøy som hammere, driller og meisler.
Grad A, O og D er stål produsert ved kaldbearbeiding, en prosess der stålet utsettes for mekanisk belastning inntil det gjennomgår plastisk deformasjon, en permanent endring i stålets mikrostruktur. Denne prosessen øker stålets strekkfasthet og hardhet mens den senker dens duktilitet, og de resulterende stålformene blir ofte brukt til formål som blader og maskinverktøy. O-klasse stål er oljeherdet mens A-klasse er luftherdet, metoder som gir mindre forvrengning i stålet enn vannherding. D-klasse stål inneholder en stor mengde krom, som utgjør 10 prosent til 18 prosent av legeringen. I tillegg til krom, A-, O- og D-klasse stål er ofte legert med andre metaller, inkludert mangan, wolfram og vanadium, og med ikke-metaller som svovel og fosfor.
H-klasse stål er varmarbeidende verktøystål, skapt ved å forårsake plastisk deformasjon i stål gjennom utvidet eksponering for høye temperaturer. Disse stålene har høy styrke og hardhet, men svake forvrengninger fra prosessen med kjøling og termisk sammentrekning gjør dem mindre egnet enn kaldt arbeidende stål for bruksområder med svært stramme tekniske toleranser. Krom, wolfram og molybden er vanlige legeringselementer i stål av denne kvaliteten.
T- og M-klassene er typer høyhastighetsstål, som kjennetegnes ved sin evne til å holde høy hardhet ved høye temperaturer. Denne egenskapen gjør den godt egnet for bruk i drevet skjæreverktøy og stempelpresser, der dens motstand mot varmen produsert av friksjon gjør at den kan arbeide i høyere hastigheter enn andre stål. T-klasse stål er oppkalt etter sitt høye volframinnhold, mens M-klasse stål inneholder en stor mengde molybden. Ekstra legeringselementer som er vanlige i disse stålene inkluderer vanadium, krom og kobolt.
S-klasse stål er verktøystål som kjennetegnes ved deres høye sjokkmotstand. De har mindre karbon enn andre stållegeringer, noe som reduserer motstanden mot slitasje, men øker seigheten. S-klasse stål brukes i utstyr som jackhammere som må tåle kraftig belastning.
Noen kvaliteter av verktøystål har veldig spesialiserte egenskaper eller formål. Stål i F-klasse er en type vannet herdet stål, som stål i W-klasse, men har overlegen slitestyrke. Stål i P-klasse, eller plaststøpe, brukes i sprøytestøping og støpemaskiner. L-klasse, eller lavlegert spesialstål, er en veldig tøff type stål som har lite legeringsmateriale og veldig høyt jerninnhold.