Snelstaal voor gereedschappen – eigenschappen en kwaliteiten
Snelstaal is een gereedschapsstaal. hooggelegeerd Dit materiaal wordt hoofdzakelijk gebruikt voor de productie van snijgereedschappen die werken met een snelheid van ongeveer 30 m/min, en die een bepaalde hardheid moeten behouden. slijtvastheid bij temperaturen van 500-650oC. Snelstaal kan onder andere ook gebruikt worden voor de productie van: voorjaar werken in verhoogde temperaturen en lagers die werken bij temperaturen van 400-500oC
Snelstaal bevat ongeveer 30% legeringselementen:
-bevatten allemaal ongeveer 4% chroom, 1-5% vanadium en tot 19,5% wolfraam
-de meeste bevatten 1-10% molybdeen
-ongeveer 5-10% kobalt, wat de eigenschappen van staal verbetert bij hogere temperaturen.
Het koolstofgehalte moet voldoende zijn om W-, Mo- en V-carbiden te vormen.
Snelstaal wordt onderverdeeld in groepen:
- snelstaal met wolfraam en een wolfraamgehalte tot circa 12%
- hogesnelheidswolfraam met een W-gehalte van ongeveer 18%
- wolfraam-molybdeen snelstaal met een wolfraamgehalte van 6-10% en een molybdeengehalte van 3-5,5%
- snelstaal met molybdeen, een molybdeengehalte van 8-9% en tot 2% wolfraam
Snelstaal neemt een bijzondere plaats in binnen de groep gereedschapsstalen en onderscheidt zich in vele opzichten: het hoogste gehalte aan carbidevormende legeringselementen, een ledeburitische structuur na het gieten en een specifieke warmtebehandeling die een maximale benutting van het secundaire hardingsfenomeen mogelijk maakt. Bijzonder gewenste eigenschappen van snelstaal zijn onder andere: de hoogste hardheid met weerstand tegen koude en warme slijtage, aanzienlijke ductiliteit en een zeer hoge hardbaarheid.
Kwantitatief gezien vormen snelstaalsoorten slechts een klein deel van de totale staalproductie en worden ze overtroffen door hardmetaal. Hun technische belang blijft echter groot vanwege hun veelzijdigheid als gereedschapsmateriaal en het groeiende toepassingsgebied. Aanvankelijk werden ze alleen gebruikt voor hoogwaardige bewerkingsgereedschappen (vandaar hun naam), maar in de loop der tijd werden ze niet alleen gebruikt voor diverse koud- en warmbewerkingsgereedschappen, maar ook voor bepaalde machineonderdelen, zoals wentellagers, veren en andere constructieonderdelen die een bijzonder hoge hardheid en slijtvastheid vereisen.
De productie van de eerste snelstaalsoorten, gehard bij temperaturen dicht bij de soliduslijn, rond 1900 was een van de meest effectieve prestaties in de ontwikkeling van speciale staalsoorten en maakte enorme vooruitgang in de bewerking mogelijk. Sindsdien heeft deze groep staalsoorten een snelle ontwikkeling doorgemaakt, met aanpassingen in chemische samenstelling, smelttechnologie en warmtebehandeling. Deze ontwikkeling werd beïnvloed door diverse grondstof-, economische en technologische factoren, zoals de tijdelijke noodzaak om bepaalde legeringselementen te vervangen, veranderingen in de prijsverhouding van wolfraam en molybdeen, de opkomst van nieuwe metallurgische productiemethoden (die een verbeterde structurele uniformiteit mogelijk maakten), vooruitgang in de warmtebehandelingstechnologie (waardoor problemen bij het harden van staal met een hoog molybdeengehalte konden worden vermeden), enzovoort.
Bovendien heeft intensief onderzoek de specifieke effecten van individuele legeringselementen en warmtebehandelingsparameters op de structuur en eigenschappen van snelstaal verduidelijkt, wat heeft geleid tot optimalisatie van de chemische samenstelling en toepassingen ervan. Het heeft ook de kosten van de legeringselementen die in veel soorten snelstaal worden verwerkt, verlaagd. De fascinerende geschiedenis van de ontwikkeling van snelstaal wordt in talrijke leerboeken en overzichtsartikelen besproken. Het scala aan snelstaalsoorten dat momenteel in verschillende landen wordt geproduceerd, vertoont aanzienlijke variatie, maar een toenemend aantal soorten wordt gestandaardiseerd en opgenomen in internationale normen.
Naast de drie basissoorten staal (molybdeen, wolfraam en wolfraam-molybdeenEr bestaan afgeleide kwaliteiten met variërende gehaltes aan koolstof, vanadium en kobalt, die worden gekenmerkt door een verhoogde hardheid en slijtvastheid, afhankelijk van de gebruiksomstandigheden van het gereedschap.
Omdat snelstaal tot de ledeburitische staalsoorten behoort, komen tijdens de stolling primaire carbiden, meestal van het type M6C met de samenstelling Fe, rechtstreeks vrij uit het vloeibare metaal.4 (W, Mo)2C of Fe3(W, Mo)3C. Daarnaast kunnen er ook andere soorten carbiden voorkomen – M2C bevat een hoger gehalte aan koolstof en molybdeen, meestal in segregatiegebieden, en MC bevat een hoger gehalte aan vanadium.
Bij de soortaanduiding volgens de oude PN-normen wordt de letter gebruikt. S betekent snelstaal, Op de tweede plaats staat de letter die het legeringsbestanddeel aanduidt:
M – Molybdeen
S – Silicium
C – verhoogde concentratie steenkool (aan het einde van het stalen bord)
V - Vanadium
W – Wolfraam
K-kobalt
Het derde deel is een getal (in het midden of aan het einde van de staalkwaliteitsaanduiding) dat het gemiddelde gehalte aangeeft van een bepaald legeringselement waarvan het symbool aan het getal voorafgaat.
De staalaanduiding SW12C betekent bijvoorbeeld snelstaal met een gemiddeld wolfraamgehalte van 12% en een verhoogd koolstofgehalte.
SW7M – wolfraam-molybdeenstaal
SW18 – wolfraamstaal
SK10V – kobalt-vanadiumstaal
Andere gereedschapsstaalsoorten
warmbewerkingslegering gereedschapsstaal
Gelegeerd gereedschapsstaal voor koudbewerking
koolstofgereedschapsstaal
snelstaal