Vad är verktygsstål?
Verktygsstål är en typ av stål med mekaniska egenskaper som gör det till ett önskvärt material för verktyg. Verktygsstål är anmärkningsvärt för deras hårdhet, förmåga att hålla en skarp kant eller motstånd mot skador från nötning och deformation. Det finns ett antal legerings- och kolstål, vanligtvis tillverkade av en produkt av värmebehandling och kylning, som är lämpliga som verktygsstål. Verktygsstål tillverkas i många olika kvaliteter och kan användas för att tillverka verktyg som stansmunstycken, konstruktionsutrustning och axlar. Förutom att skapa verktyg används det också i andra applikationer som kräver material med verktygsstålens mekaniska egenskaper.
De olika kvaliteterna av verktygsstål klassificeras ofta enligt ett system som kallas SAE-stålkvaliteter eller AISI / SAE-stålkvaliteter, skapade av Society of Automotive Engineers (nu SAE International) och American Iron and Steel Institute. Den kategoriserar varje typ av stål med en bokstav som anger dess egenskaper eller produktionsmetod, till exempel W-kvalitet för vattenhärdat stål eller S-klass för stötsäkra stål. Varje ståltyp inom dessa breda kategorier får då ett individuellt nummer som följer brevet.
Den vanligaste formen av verktygsstål är W-klass, en form av kolstål populärt på grund av dess låga kostnader. Vissa typer av W-kvalitet stål inkluderar också kisel, molybden eller mangan för att öka stålets seghet. Det kallas vattenhärdat eftersom vatten används under kylning, ett steg i produktionsprocessen för många stål där det uppvärmda stålet snabbt sänks i temperatur. Verktygsstål i W-kvalitet är hårt, men tenderar att vara sprött och tål inte bra vid temperaturer över 150 ° C. W-klass verktygsstål används vanligtvis för att tillverka blad såsom skjuvblad och rakknivar; maskindelar för maskiner som inte möter eller producerar höga temperaturer; och verktyg som hammare, borrar och mejslar.
Klass A, O och D är stål som produceras genom kallbearbetning, en process där stålet utsätts för mekanisk påkänning tills det genomgår plastisk deformation, en permanent förändring i stålets mikrostruktur. Denna process ökar stålets draghållfasthet och hårdhet medan den sänker dess duktilitet, och de resulterande formerna av stål används ofta för ändamål som blad och maskinverktyg. O-kvalitet stål är oljeshärdigt medan A-klass är lufthärdat, metoder som ger mindre snedvridning i stålet än vattenhärdning. Stål i D-klass innehåller en stor mängd krom, som utgör 10 till 18 procent av legeringen. Förutom krom, är A-, O- och D-klass stål ofta legerade med andra metaller, inklusive mangan, volfram och vanadin, och med icke-metaller såsom svavel och fosfor.
H-klass stål är varmbearbetat verktygsstål, skapat genom att orsaka plastisk deformation i stål genom lång exponering för höga temperaturer. Dessa stål har hög hållfasthet och hårdhet, men små snedvridningar från processen för kylning och termisk sammandragning gör dem mindre lämpade än kallbearbetande stål för applikationer med mycket snäva konstruktionstoleranser. Krom, volfram och molybden är vanliga legeringselement i stål av denna kvalitet.
T- och M-kvaliteten är typer av höghastighetsstål, som kännetecknas av dess förmåga att bibehålla hög hårdhet vid höga temperaturer. Den här egenskapen gör den väl lämpad för användning i drevna skärverktyg och stansmunstycken, där dess motstånd mot värmen som produceras av friktion gör att den kan arbeta med högre hastigheter än andra stål. T-stål är uppkallad för sitt höga volframinnehåll, medan M-kvalitet stål innehåller en hög mängd molybden. Ytterligare legeringselement som är vanliga i dessa stål inkluderar vanadium, krom och kobolt.
Stål i S-klass är verktygsstål som kännetecknas av deras höga stötdämpning. De har mindre kol än andra stållegeringar, vilket minskar deras motståndskraft mot nötning men ökar deras seghet. Stål i S-klass används i utrustning som jackhammare som måste kunna motstå kraftiga stötar.
Vissa kvaliteter av verktygsstål har mycket specialiserade egenskaper eller syften. Stål i F-klass är en typ av härdat stål, som W-stål, men har överlägsen slitstyrka. P-klass stål eller plastformstål används i formsprutning och gjutmaskiner. L-klass, eller låglegerat specialstål, är en mycket tuff typ av stål som har lite legeringsmaterial och mycket högt järninnehåll.