แผ่นเหล็กกลม AISI P20 DIN 1.2311, SCM4
เหล็กแม่พิมพ์ P20
P20 Tool Steel (40CrMnNiMo8-6-4) P20 Tool Steel - Low-Carbon Mold Steel UNS
T51620 AISI Type P20 Mold Steel (UNS T51620)
P20 Mold Steelเป็นเหล็กกล้าเครื่องมืออเนกประสงค์ที่มีโลหะผสมต่ำ มีลักษณะเด่นคือความเหนียวที่ดีที่ระดับความแข็งแรงปานกลาง เหล็กกล้าชนิดนี้มักใช้สำหรับโพรงแม่พิมพ์ฉีดพลาสติกและเครื่องมือ และสำหรับแม่พิมพ์หล่อโลหะสังกะสี โดยทั่วไป P20 จะจำหน่ายในสภาพที่ผ่านการชุบแข็งล่วงหน้าแล้ว โดยมีความแข็งประมาณ 300 HBW
คุณสมบัติทางกายภาพ
ความหนาแน่น: 0.284 ปอนด์/นิ้ว3 (7861 กก./ม. 3)
ความถ่วงจำเพาะ: 7.86
โมดูลัสความยืดหยุ่น: 30 x 10 6 psi (207 GPa)
ค่าการนำความร้อน:
24 Btu/ft/hr/°F
41.5 W/m/°K
ความสามารถในการแปรรูป: 60-65% ของเหล็กกล้าคาร์บอน 1%
เหล็ก P20 ใช้ทำแม่พิมพ์เทอร์โมพลาสติก แม่พิมพ์อัดขึ้นรูป แม่พิมพ์ฉีด และแม่พิมพ์หล่อแบบฉีด นอกจากนี้ยังใช้ทำส่วนประกอบหลักของแม่พิมพ์งานหนักได้ นอกจากนี้ยังใช้ทำชิ้นส่วนโครงสร้างแบบเย็น เคสทีวี เครื่องซักผ้า ปลอกหุ้มภายในตู้เย็น และถัง แน่นอนว่า เหล็ก 1.2311 ยังใช้ทำแม่พิมพ์กันชนสำหรับรถยนต์หรือส่วนประกอบโครงสร้างของรถยนต์ได้อีกด้วย เหล็ก 1.2311 มีความแข็งและความยืดหยุ่นที่ดีมาก จึงสามารถใช้ทำแม่พิมพ์ได้หลากหลาย
วิธีการใช้งาน
เหล็ก 1.2311 ได้รับการชุบแข็งล่วงหน้าเป็น 285-330HB (30-36HRC) ซึ่งสามารถใช้โดยตรงสำหรับการทำแม่พิมพ์และกระบวนการต่างๆ นอกจากนี้ยังมีคุณลักษณะของความเสถียรของมิติที่ดี เหล็กชุบแข็งล่วงหน้าสามารถตอบสนองความต้องการของอุตสาหกรรมได้ อายุการใช้งานของแม่พิมพ์สามารถถึง 50W ได้
แผ่นเหล็กกลม P20 ผ่านการอบชุบด้วยความร้อน
การคลายเครียด
การอุ่นล่วงหน้า: เนื่องจากแผ่นเหล็กแม่พิมพ์ 1.2311 จำหน่ายในสภาพที่ผ่านการชุบแข็งล่วงหน้า จึงไม่จำเป็นต้องทำการอบชุบแข็ง หลังจากกลึงและระหว่างการใช้งานเป็นระยะๆ จะต้องคลายความเค้นความร้อนของเหล็กโดยการให้ความร้อนถึง 900ºF (482ºC) ปรับให้เท่ากันและคงอยู่เป็นเวลาหนึ่งชั่วโมงต่อความหนา 1 นิ้ว (25.4 มม.) แล้วจึงทำให้เย็นลงในอากาศจนถึงอุณหภูมิแวดล้อม
ในกรณีที่หายากเหล่านั้นที่เหล็ก AISI P20 จะต้องได้รับการชุบแข็งอีกครั้ง เหล็กจะต้องได้รับการอบอ่อนก่อนจึงจะชุบแข็งได้
การแข็งตัว
อุณหภูมิวิกฤต: Ac1: 1405ºF (763ºC)
การอุ่นล่วงหน้าโลหะ P20: ให้ความร้อนด้วยอัตราไม่เกิน 400ºF ต่อชั่วโมง (222ºC ต่อชั่วโมง) จนถึงอุณหภูมิ 1,150-1,250ºF (621-677ºC) และทำให้เท่ากัน
ออสเทนไนไทซิ่ง (ความร้อนสูง)
อุ่นเครื่องให้ร้อนอย่างรวดเร็วจากอุณหภูมิที่อุ่นไว้ล่วงหน้าจนถึง 1,550ºF (843°C) แช่ไว้ 30 นาทีสำหรับความหนา 1 นิ้วแรก (25.4 มม.) และแช่ต่ออีก 15 นาทีสำหรับความหนา 1 นิ้วเพิ่มเติม (25.4 มม.)
การดับ
ก๊าซอัดหรือน้ำมันที่ถูกขัดจังหวะที่อุณหภูมิ 150-125ºF (66-51ºC)
สำหรับน้ำมัน ให้ดับจนเป็นสีดำที่อุณหภูมิประมาณ 900°F (482°C) จากนั้นจึงทำให้เย็นลงในอากาศนิ่งที่อุณหภูมิ 150-125°F (66-51°C)
การอบชุบ
เหล็กกล้าเครื่องมือ 1.2311 ได้รับการอบชุบที่อุณหภูมิ 482-593°C (900 ถึง 1100°F) เพื่อให้มีความแข็ง Rockwell C ที่ 37 ถึง 28
การอบอ่อน
การอบอ่อนสำหรับเหล็กกล้าเครื่องมือ AISI P20 จะเกิดขึ้นที่อุณหภูมิ 760-788°C (1,400 ถึง 1,450°F) จากนั้นเหล็กจะถูกทำให้เย็นลงอย่างช้าๆ ในเตาเผาที่อุณหภูมิต่ำกว่า 4°C (40°F) ต่อชั่วโมง
1.2311 เหล็กกล้าเครื่องมือสำหรับการตีขึ้นรูป
1.2311 แผ่นเหล็กและวัสดุแท่งกลมถูกตีขึ้นรูปที่อุณหภูมิ 1,093°C (2,000°F) ลงไปจนถึง 899°C (1,650°F) ไม่แนะนำให้ตีขึ้นรูปที่อุณหภูมิต่ำกว่า 871°C (1,600°F) สำหรับวัสดุเหล็ก P20 เหล่านี้
สังเกต
คำแนะนำในการอบชุบด้วยความร้อน
การคลายเครียด
การอุ่นล่วงหน้า:เนื่องจาก P20 จำหน่ายในสภาพที่ผ่านการชุบแข็งล่วงหน้า จึงไม่จำเป็นต้องทำการอบชุบแข็ง หลังจากกลึงและระหว่างการใช้งานเป็นระยะๆ จะต้องคลายความเค้นของเหล็กด้วยความร้อนโดยการให้ความร้อนถึง 900ºF (482ºC) ปรับให้เท่ากันและคงอยู่เป็นเวลาหนึ่งชั่วโมงต่อความหนา 1 นิ้ว (25.4 มม.) แล้วจึงทำให้เย็นลงในอากาศจนถึงอุณหภูมิแวดล้อม
ในกรณีที่หายากเหล่านั้นที่เหล็กจะต้องได้รับการชุบแข็งใหม่ เหล็กจะต้องได้รับการอบอ่อนก่อนจึงจะชุบแข็งได้
การแข็งตัว
อุณหภูมิวิกฤต:
Ac1: 1405ºF (763ºC)
การอุ่นล่วงหน้า: ให้ความร้อนด้วยอัตราไม่เกิน 400ºF ต่อชั่วโมง (222ºC ต่อชั่วโมง) จนถึงอุณหภูมิ 1,150-1,250ºF (621-677ºC) และทำให้เท่ากัน
ออสเทนไนไทซิ่ง (ความร้อนสูง):ให้ความร้อนอย่างรวดเร็วจากการอุ่นล่วงหน้าจนถึงอุณหภูมิ 1,550ºF (843°C) แช่ไว้ 30 นาทีสำหรับความหนา 1 นิ้วแรก (25.4 มม.) และแช่ต่ออีก 15 นาทีสำหรับความหนา 1 นิ้วเพิ่มเติม (25.4 มม.)
การดับ:ก๊าซที่มีแรงดัน หรือน้ำมันที่ถูกขัดจังหวะที่อุณหภูมิ 150-125ºF (66-51ºC)
สำหรับน้ำมัน ให้ดับจนเป็นสีดำ ที่อุณหภูมิประมาณ 900°F (482°C) จากนั้นจึงปล่อยให้เย็นลงในอากาศนิ่งที่อุณหภูมิ 150-125°F (66-51°C)
การอบชุบ:อบชุบทันทีหลังการชุบแข็งหรือการบำบัดด้วยความเย็นจัด เก็บไว้ที่อุณหภูมิ 1 ชั่วโมงต่อความหนา 1 นิ้ว (25.4 มม.) อย่างน้อย 2 ชั่วโมง จากนั้นจึงปล่อยให้เย็นตัวลงที่อุณหภูมิห้อง อุณหภูมิการอบชุบและความแข็งจะแสดงไว้ในแผนภูมิด้านบน
การอบอ่อน
ให้ความร้อนด้วยอัตราไม่เกิน 400°F ต่อชั่วโมง (222°C ต่อชั่วโมง) จนถึง 1,450°F (788°C) และคงอุณหภูมิไว้ 1 ชั่วโมงต่อความหนาสูงสุด 1 นิ้ว (25.4 มม.) อย่างน้อย 2 ชั่วโมง จากนั้นจึงค่อย ๆ ปล่อยให้เย็นลงด้วยเตาเผาด้วยอัตราไม่เกิน 50ºF ต่อชั่วโมง (28ºC ต่อชั่วโมง) จนถึง 1,150ºF (621ºC) ปล่อยให้เย็นลงต่อไปจนถึงอุณหภูมิแวดล้อมในเตาเผาหรือในอากาศ
P20 บทนำเหล็ก
เหล็กกล้า P20 เหล็กกล้าแม่พิมพ์คาร์บอนต่ำหรือเหล็กกล้ากลุ่ม P มีหลายประเภท ได้แก่ เหล็กกล้าแม่พิมพ์ P2, P3, P4, P5, P6, P20 และ P21 โครเมียมและนิกเกิลเป็นธาตุโลหะผสมหลักที่พบในเหล็กกล้ากลุ่ม P เหล็กกล้าแม่พิมพ์พลาสติกผ่านกระบวนการไนไตรด์หรือคาร์บูไรซ์ เหล็กกล้าเหล่านี้สามารถกลึงเป็นแม่พิมพ์และแม่พิมพ์ที่ซับซ้อนและขนาดใหญ่ได้ เหล็กกล้าแม่พิมพ์พลาสติก P20 ส่วนใหญ่ใช้ในสภาพคาร์บูไรซ์
การอบชุบด้วยความร้อน
การตีขึ้นรูป:เหล็กแม่พิมพ์พลาสติก P20 ผ่านการตีขึ้นรูปที่อุณหภูมิ 1,093°C (2,000°F) ลงเหลือ 899°C (1,650°F) ไม่แนะนำให้ตีขึ้นรูปเหล็กเหล่านี้ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 871°C (1,600°F)
การอบอ่อน:การอบอ่อนจะเกิดขึ้นที่อุณหภูมิ 760-788°C (1,400 ถึง 1,450°F) จากนั้นเหล็กจะถูกทำให้เย็นลงอย่างช้าๆ ในเตาเผาที่อุณหภูมิต่ำกว่า 4°C (40°F) ต่อชั่วโมง
การบรรเทาความเครียด:เมื่อแม่พิมพ์ถูกกลึงอย่างหนัก เราขอแนะนำให้ทำให้เสถียรก่อนการกลึงขั้นสุดท้ายเพื่อบรรเทาความเครียดจากการกลึง ให้ความร้อนถึง 460-500°C แช่ให้แห้งและปล่อยให้เย็นในอากาศ
การชุบแข็ง:ให้ความร้อนเหล็กอย่างสม่ำเสมอจนถึงอุณหภูมิ 820-840°C จนร้อนทั่ว ชุบแข็งในน้ำมัน
การอบให้ร้อนสม่ำเสมอและแช่ไว้ที่อุณหภูมิการอบอย่างน้อย 1 ชั่วโมงต่อส่วน 25 มม. ปล่อยให้เย็นในอากาศนิ่ง
การชุบแข็งด้วยคาร์บอน/การชุบแข็งแบบผิวแข็ง:เครื่องมือที่ผลิตจากวัสดุนี้สามารถชุบแข็งแบบผิวแข็งได้ ซึ่งสามารถให้ความแข็งพื้นผิวได้ 55 ถึง 59 HRc
การขัดแบบทัฟไทรด:ที่อุณหภูมิ 570ºC การขัดแบบทัฟไทรดของเหล็กกล้าเครื่องมือ P20 จะทำให้พื้นผิวมีความแข็งประมาณ 700HV หากปล่อยให้เคลือบเป็นเวลา 2 ชั่วโมง ชั้นแข็งที่พื้นผิวจะมีความหนาประมาณ 0.1 มม.
การชุบโครเมียมแข็ง:เพื่อหลีกเลี่ยงการเปราะเนื่องจากไฮโดรเจน ควรอบ P20 ที่อุณหภูมิ 180°C เป็นเวลา 4 ชั่วโมงหลังการชุบโครเมียมแข็ง
การชุบแข็งด้วยเปลวไฟ/การเหนี่ยวนำ:การชุบแข็งด้วยเปลวไฟหรือการเหนี่ยวนำของ P20 จะทำให้ได้ความแข็ง 50 ถึง 55HRc การระบายความร้อนด้วยอากาศจะดีกว่า แม้ว่า ชิ้นส่วนขนาดเล็กอาจต้องใช้การระบายความร้อนแบบบังคับก็ตาม ให้ชุบแข็งทันทีหลังจากการชุบแข็ง
การทำงานแบบเย็น:เหล็กแม่พิมพ์พลาสติก P20 สามารถทำงานแบบเย็นได้อย่างง่ายดายโดยใช้วิธีการทำแม่พิมพ์ธรรมดาโดยมีโลหะผสมอยู่ในสภาพอบอ่อน
การเชื่อม:ใช้วิธีทั่วไปในการเชื่อมเหล็กแม่พิมพ์พลาสติก P20
การขึ้นรูป:เหล็กแม่พิมพ์พลาสติกสามารถขึ้นรูปได้ง่ายด้วยวิธีการทั่วไปในสภาวะอบอ่อน
ความสามารถในการตัดเฉือน:เหล็กแม่พิมพ์พลาสติกมีความสามารถในการตัดเฉือนได้ดีกว่าเหล็กชุบแข็งด้วยน้ำประมาณ 80%
การใช้งานเหล็ก AISI P20+Ni
1.ฐานแม่พิมพ์มีความหยาบผิวดี
- เป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับผู้ถือแม่พิมพ์พลาสติก
3.เหมาะเป็นพิเศษสำหรับชิ้นส่วนแข็ง (PS) และชิ้นส่วนที่ไม่แตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย (ABS)
- นอกจากนี้ยังเป็นวัสดุยอดนิยมที่ใช้ทำฐานแม่พิมพ์พลาสติกขนาดใหญ่และซับซ้อน
1.2738 คุณสมบัติของเหล็ก
1.มีประสิทธิภาพการขัดเงาที่ยอดเยี่ยม
2.มีความสามารถในการแปรรูปได้ดี
3.ได้รับอนุญาตให้ทำการประมวลผลการบำบัดไนโตรเจน
4.การเคลือบผิวเป็นเรื่องง่าย
การอบชุบด้วยความร้อนแผ่นเหล็ก P20+Ni
การอบอ่อน
อุณหภูมิในการอบอ่อนอยู่ที่ 710-740℃ ระยะเวลาในการเก็บความร้อนขึ้นอยู่กับขนาดของชิ้นงาน โดยที่ขาตั้งคือ 1 ชั่วโมงต่อเส้นผ่านศูนย์กลาง 25 มม. จากนั้นจึงทำการระบายความร้อนของเตาหลังจากเก็บความร้อนแล้ว
การคลายเครียด
อุณหภูมิอยู่ที่ 600°C ในเงื่อนไขการอบอ่อน และในเงื่อนไขการชุบแข็งและอบอ่อน อุณหภูมิจะต้องอยู่ที่ 550°C เวลาในการเก็บรักษาความร้อนเป็นไปตามมาตรฐานเดียวกัน จากนั้นจึงทำให้เตาเย็นลงหลังจากเก็บรักษาความร้อน
การชุบแข็งและการอบอ่อน
อุณหภูมิสำหรับการอุ่นเครื่องต้องอยู่ที่ 500~600°C อุณหภูมิในการชุบแข็งคือ 840~880°C และคงไว้ประมาณ 30 นาที อนึ่ง ฐานแม่พิมพ์ต้องอยู่ในสภาวะการผลิตเพื่อให้บรรยากาศได้รับการชุบแข็งเพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดออกซิเดชันและการแยกคาร์บอน จากนั้นจึงจำเป็นต้องทำการหล่อเย็นด้วยน้ำมัน เมื่อเหล็ก 1.2738 เย็นลงเหลือ 50°C~70°C ให้ทำการชุบแข็งทันที
และข้อกำหนดระยะเวลาการเก็บรักษาความร้อนเท่ากันคืออย่างน้อย 2 ชั่วโมง อุณหภูมิในการอบคือ 180°C/200°C/300°C/400°C/500°C/600°C และความแข็งคือ 52HRC/51HRC/48 HRC/46HRC/42HRC/34HRC
การแข็งตัว
สามารถชุบแข็งเพื่อเพิ่มความแข็งของพื้นผิวได้ถึง 50HRC ระบายความร้อนด้วยน้ำมันหลังจากการชุบแข็ง
