Herding av D2-verktøystål: Den luftherdende syklusen, trinn for trinn

Hva du sikter mot

D2 er et kaldarbeidsverktøystål med høyt karbon- og krominnhold (nominelt omtrent 1.5% C, 12% Cr). Korrekt herdet gir det 58–62 HRC med en stor populasjon av harde kromkarbider for abrasiv slitestyrke, og — fordi det luftherder — noe av den laveste deformasjonen av alle verktøystål.

Syklusen

1. Forvarming — utjevnes langsomt, vanligvis i trinn rundt 650 °C og deretter omtrent 820 °C. Den lave varmeledningsevnen og det høye legeringsinnholdet til D2 straffer termisk sjokk, og kalde verktøy bør aldri settes rett inn i en varm austenittiseringsovn.
2. Austenittisering — vanligvis i området 1010–1045 °C, der rundt 1030 °C er et mye brukt arbeidspunkt. Høyere i området løses mer karbid opp: hardhet og slitestyrke stiger, men kornvekst, restaustenitt og sprekkerisiko stiger med dem. Hold bare så lenge tverrsnittet trenger for å utjevnes og fullføre den tiltenkte karbidoppløsningen.
3. Herding — luft eller høytrykksgass (vakuumovner er standard praksis). Herdbarheten til D2 er høy nok til at stille luft herder de fleste tverrsnitt; kravet er å kjøle jevnt, og å unngå langsom, ujevn avkjøling som feller ut korngrensekarbider. Avbryt og utjevne fremfor å la tynne kanter løpe foran blokken.
4. Anløping — to ganger, minimum. Kjøl til romtemperatur (eller kort til håndvarm) mellom anløpingene. Den første anløpingen omdanner restaustenitt og avlaster herdespenninger; den andre anløper den ferske martensitten den første skapte. Å hoppe over den andre anløpingen er den klassiske D2-feilen. Temperaturvalget fastsetter den endelige hardheten:

Anløpingsområde (veiledende)	Resultat
omtrent 200 °C	Nær maksimal hardhet, omtrent i klassen 60–62 HRC
omtrent 500–540 °C	Sekundærherdingsområde; hardheten holder seg, seighet og stabilitet forbedres

For former som senere skal PVD-belegges eller nitreres, må anløpingen ligge trygt over beleggprosessens temperatur — sekundærherdingsområdet finnes delvis av denne grunnen.

Dimensjonsendring

D2 vokser litt ved herding — en endring i størrelsesorden noen få hundredels prosent rapporteres vanligvis, men den nøyaktige bevegelsen avhenger av austenittiseringstemperaturen og restaustenittnivået. Presisjonsformer bør finslipes etter herding, med slipemån etterlatt, og arbeid med høy presisjon drar nytte av et underkjølingstrinn (se guiden om restaustenitt) for å stabilisere strukturen før ferdigbearbeiding.

Feilmoduser som må unngås

• Avkulling under et langt opphold i atmosfære — bruk vakuum, salt eller beskyttende atmosfære og verifiser overflatehardheten.
• Overoppheting — grove korn og karbidsmelting anløpes ikke bort.
• EDM-skade etterlatt på plass — det omsmeltede laget på herdet D2 er sprekkutsatt; fjern det og spenningsavlast etter EDM.

D2 mot naboene

D2 sitter i en familie av kaldarbeidskvaliteter med høyt krominnhold. D3 har enda mer karbon og karbid, men gir opp seighet og herdbarhet; D2 forblir det allsidige valget fordi det balanserer slitasje mot evnen til å herde store tverrsnitt i luft. Der avskalling fremfor abrasiv slitasje er feilmodusen, er støtbestandige kvaliteter med lavere karboninnhold eller Cr-Mo-V-kvaliteter det vanlige steget bort fra D2 — mer hardhet er ikke svaret på en egg som brister.