420 vs 1.2083 vs 1.2316: Wybór nierdzewnej stali formierskiej

Jedna rodzina, trzy zadania

Martenzytyczne nierdzewne stale formierskie to stale hartowalne o zawartości chromu 13–17%. Trzy najczęściej porównywane gatunki różnią się znacznie bardziej, niż sugeruje ich określenie typu 420:

	AISI 420 (1.4021/1.4028)	1.2083	1.2316
Węgiel	~0.2–0.3%	~0.40%	~0.36%
Chrom	~13%	~13%	~16%
Molibden	—	—	~1.1%
Typowa twardość robocza	40–52 HRC, zależna od gatunku	48–52 HRC	48–52 HRC po hartowaniu lub wstępnie hartowana

420: gatunek ekonomiczny

Zwykły gatunek 420 obejmuje najszerszy zakres, od miękkiego 1.4021 do twardszych wariantów typu 420J2. Łatwo się obrabia, odpowiednio się hartuje i zapewnia podstawową odporność na rdzę w przypadku podstaw form, płyt wypychaczy, słupów wsporczych i gniazd, w których żywica nie jest korozyjna, a wymagania dotyczące polerowania są umiarkowane. Jego ograniczenia są rzeczywiste: jakość polerowania i odporność na korozję wżerową są ograniczone czystością i poziomem chromu.

1.2083: gatunek do polerowania

1.2083 (X40Cr14, zbliżony do zmodyfikowanego AISI 420) to klasyczna stal nierdzewna na gniazda form: wystarczająca ilość węgla dla 48–52 HRC, drobne węgliki oraz dobra podatność na trawienie i polerowanie. W przypadku wykończeń lustrzanych, części optycznych i medycznych należy określić wersję ESR (electro-slag remelted). Przetapianie usuwa wtrącenia siarczkowe i tlenkowe, które w przeciwnym razie uwidaczniają się jako pory i smugi na polerowanym gnieździe; materiał ESR również mniej ulega korozji wżerowej w eksploatacji, ponieważ wżery zwykle powstają na wtrąceniach.

1.2316: gatunek odporny na korozję

Przy zawartości około 16% chromu oraz molibdenu 1.2316 ma najsilniejszą odporność na korozję spośród tych trzech gatunków — jest standardowym rozwiązaniem dla PVC i innych żywic uwalniających halogeny, których opary chlorowodoru atakują gorsze stale nierdzewne. Często jest dostarczany jako wstępnie hartowany do dużych form, rezygnując z niewielkiej szczytowej twardości na rzecz zerowego ryzyka obróbki cieplnej dużych bloków. Jego poler lustrzany jest dobry, ale w standardowym stanie (non-ESR) zwykle o stopień gorszy niż ESR 1.2083.

Wybór

• Niski koszt, łagodne żywice, umiarkowane wykończenie → 420.
• Najwyższy poler, kontakt z częściami medycznymi/optycznymi/spożywczymi, wilgotne przechowywanie → 1.2083, ESR do prac lustrzanych.
• PVC, żywice trudnopalne lub inne żywice korozyjne, duże bloki wstępnie hartowane → 1.2316.

Wszystkie trzy gatunki nadal wymagają rozsądnej praktyki formierskiej: korozja zaczyna się najpierw w kanałach chłodzących i liniach podziału, dlatego uzdatnianie wody i ochrona podczas postoju mają równie duże znaczenie jak gatunek.

Uwagi dotyczące obróbki

Hartowane nierdzewne stale formierskie zwykle kupuje się w stanie wyżarzonym i hartuje po obróbce zgrubnej, ponieważ odkształcenia przy 48–52 HRC są niewielkie, ale nie zerowe; należy zaplanować naddatek na szlifowanie wykańczające i polerowanie. Dwie praktyczne uwagi:

• Naprawy: naprawy spawalnicze gniazd ze stali nierdzewnej są możliwe, ale wymagające — potrzebne są dopasowane spoiwa i pełna ponowna obróbka cieplna, aby uniknąć miękkich lub podatnych na rdzę miejsc.
• Azotowanie: azotowanie gazowe gniazda ze stali nierdzewnej zwiększa odporność powierzchni na zużycie, ale wiąże wolny chrom i może zmniejszyć odporność na korozję, dla której stal została zakupiona; jest to świadomy kompromis, a nie bezpłatne ulepszenie.
• Kanały chłodzące: jakość wiercenia i wykończenia wewnątrz kanałów wodnych ma znaczenie — chropowate, pokryte zgorzeliną kanały w każdym z tych trzech gatunków są miejscem, w którym zwykle zaczyna się korozyjne przebarwianie części.