Dobór stali narzędziowej do pracy na zimno: D2, DC53, Cr12MoV czy O1

Kandydaci

Stal	Typ	Twardość robocza	Charakter
O1 / SKS3	Hartowana w oleju, niskostopowa	~58–62 HRC	Wytrzymała, łatwa w obróbce, umiarkowana odporność na zużycie
D2 / Cr12MoV	12% Cr, wysokowęglowa	~58–62 HRC	Bardzo wysoka odporność na zużycie, umiarkowana wytrzymałość
DC53	Zmodyfikowana rodzina D2	~60–63 HRC	Odporność na zużycie zbliżona do D2 przy wyraźnie lepszej wytrzymałości

Klasa O1: krótkie serie i łagodne obciążenia

O1 (i jej odpowiednik JIS SKS3) hartuje się w oleju przy niewielkich odkształceniach i łatwo obrabia w stanie wyżarzonym. Do prototypów, krótkich serii, prostego wykrawania stali miękkiej i ręcznie podawanych narzędzi formujących jest to ekonomiczny, wyrozumiały wybór. Jej ograniczeniem jest zużycie ścierne: w kontakcie ze stalą nierdzewną, stalą krzemową lub przy długich seriach produkcyjnych krawędzie szybko się tępią.

Cr12MoV i D2: konie robocze do dużych wolumenów

Przy zawartości około 1.5% węgla i 12% chromu stale typu D2 (Cr12MoV jest odpowiednikiem GB) wydzielają obfite węgliki chromu — źródło ich doskonałej odporności na zużycie ścierne i adhezyjne. Są domyślnym wyborem do wykrawania, przebijania i okrawania w dużych wolumenach, zwykle przy 58–62 HRC: twardsze przy czystym ścieraniu, o punkt lub dwa miększe tam, gdzie krawędzie są narażone na wstrząsy. Słabością jest wytrzymałość: duże węgliki sprawiają, że stal jest podatna na wykruszanie na ostrych narożach, przy cięciach przerywanych i na źle ustawionych prasach.

DC53: gdy D2 się wykrusza

DC53 równoważy koncepcję D2 — niższa zawartość węgla, dostosowana zawartość chromu i molibdenu, drobniejsze węgliki oraz reakcja hartowania wtórnego, która pozwala na ~62–63 HRC przy wytrzymałości bardziej zbliżonej do stali niskostopowej. Jest powszechnie wybierana tam, gdzie krawędzie D2 się wykruszają, do wykrawania grubszych blach oraz tam, gdzie uszkodzenia od cięcia drutowego EDM budzą obawy, ponieważ jej wysoka temperatura odpuszczania zmniejsza problem zmiękczonej warstwy ponownie hartowanej po EDM.

Dobór według wolumenu i obciążenia

• Prototyp do krótkiej serii, materiał łagodny, proste kształty → O1 / SKS3.
• Długie serie, blacha ścierna (nierdzewna, elektrotechniczna, powlekana) → D2 / Cr12MoV.
• Długie serie plus wykruszanie, gruba blacha lub duże obciążenia formujące → DC53 lub gatunek metalurgii proszków, jeśli DC53 nadal nie wystarcza.
• Niezależnie od stali: niska twardość w celu leczenia wykruszania zwykle zamienia problem trwałości krawędzi na problem zużycia — należy zmienić gatunek, zanim znacznie obniży się twardość.

Praktyka hartowania i wykańczania

Rodziny hartują się inaczej i narzędziownia to odczuwa. O1 hartuje się w oleju ze stosunkowo niskiej temperatury i odkształca się przewidywalnie, ale wymaga ochrony przed odwęglaniem. Stale typu D2 hartują się w powietrzu lub próżni z temperatury około 1020–1050 °C — bardzo małe odkształcenia, doskonałe do dużych precyzyjnych narzędzi — ale wysoka temperatura hartowania sprawia, że kontrola atmosfery jest krytyczna, a twarde węgliki chromu spowalniają szlifowanie. DC53 odpuszcza się w wysokiej temperaturze, co sprzyja późniejszemu powlekaniu PVD (podłoże nie jest zmiękczane przez temperatury powlekania) i zmniejsza problemy z ponownie hartowaną warstwą białą pozostawianą przez cięcie drutowe EDM; we wszystkich trzech rodzinach warstwa EDM powinna być odpuszczona lub usunięta z krawędzi roboczych, ponieważ jest częstym inicjatorem pęknięć. Podobnie jak w przypadku kół zębatych, należy kupować według normy oraz poziomu czystości: do precyzyjnego wykrawania materiał przetapiany ESR jest trwalszy niż materiał handlowy o tej samej nominalnej nazwie gatunku.