Călirea oțelului de scule D2: Ciclul de călire în aer, pas cu pas

Ce urmăriți

D2 este un oțel de scule pentru prelucrare la rece, cu conținut ridicat de carbon și de crom (nominal aproximativ 1.5% C, 12% Cr). Călit corect, oferă 58–62 HRC cu o populație mare de carburi dure de crom pentru rezistență la uzură abrazivă și — deoarece se călește în aer — una dintre cele mai scăzute deformări dintre toate oțelurile de scule.

Ciclul

1. Preîncălzire — egalizare lentă, de obicei în trepte în jur de 650 °C și apoi aproximativ 820 °C. Conductivitatea termică scăzută și conținutul ridicat de elemente de aliere ale lui D2 pedepsesc șocul termic, iar sculele reci nu trebuie niciodată încărcate direct într-un cuptor fierbinte de austenitizare.
2. Austenitizare — în mod obișnuit în regiunea 1010–1045 °C, aproximativ 1030 °C fiind un punct de lucru utilizat pe scară largă. Mai sus în domeniu se dizolvă mai multe carburi: duritatea și rezistența la uzură cresc, dar creșterea grăuntelui, austenita reziduală și riscul de fisurare cresc odată cu ele. Mențineți numai atât cât are nevoie secțiunea pentru egalizare și pentru finalizarea dizolvării intenționate a carburilor.
3. Călire — în aer sau gaz sub presiune înaltă (cuptoarele cu vid sunt practică standard). Călibilitatea lui D2 este suficient de ridicată încât aerul liniștit călește cele mai multe secțiuni; cerința este răcirea uniformă și evitarea răcirii lente, neuniforme, care precipită carburi pe limitele grăunților. Întrerupeți și egalizați, în loc să lăsați muchiile subțiri să avanseze rapid înaintea blocului.
4. Revenire — de două ori, minimum. Răciți la temperatura camerei (sau scurt până la cald la mână) între reveniri. Prima revenire transformă austenita reziduală și relaxează tensiunile de călire; a doua revenire revenuește martensita proaspătă creată de prima. Omiterea celei de-a doua reveniri este eroarea clasică la D2. Alegerea temperaturii stabilește duritatea finală:

Regiune de revenire (indicativ)	Rezultat
aproximativ 200 °C	Duritate aproape maximă, aproximativ clasa 60–62 HRC
aproximativ 500–540 °C	Regiune de durificare secundară; duritatea se menține, tenacitatea și stabilitatea se îmbunătățesc

Pentru matrițele care vor fi ulterior acoperite PVD sau nitrurate, revenirea trebuie să se situeze în siguranță peste temperatura procesului de acoperire — domeniul de durificare secundară există parțial din acest motiv.

Modificarea dimensională

D2 crește ușor la călire — o modificare de ordinul câtorva sutimi de procent este raportată în mod obișnuit, dar mișcarea exactă depinde de temperatura de austenitizare și de nivelul austenitei reziduale. Matrițele de precizie trebuie rectificate de finisare după călire, cu adaos de rectificare lăsat, iar lucrările de înaltă precizie beneficiază de o etapă sub zero (a se vedea ghidul despre austenita reziduală) pentru stabilizarea structurii înainte de finisare.

Moduri de cedare care trebuie evitate

• Decarburarea în timpul unei mențineri atmosferice lungi — folosiți vid, sare sau atmosferă protectoare și verificați duritatea suprafeței.
• Supraîncălzirea — grăuntele grosier și licuarea carburilor nu se elimină prin revenire.
• Deteriorarea prin EDM lăsată pe loc — stratul retopit pe D2 călit este predispus la fisurare; îndepărtați-l și detensionați după EDM.

D2 față de vecinii săi

D2 se află într-o familie de mărci pentru prelucrare la rece cu conținut ridicat de crom. D3 conține și mai mult carbon și carburi, dar renunță la tenacitate și călibilitate; D2 rămâne alegerea de uz general deoarece echilibrează uzura cu capacitatea de a căli secțiuni mari în aer. Acolo unde modul de cedare este ciobirea, mai degrabă decât uzura abrazivă, mărcile cu conținut mai scăzut de carbon, rezistente la șoc, sau mărcile Cr-Mo-V sunt pasul obișnuit de îndepărtare de la D2 — mai multă duritate nu este răspunsul pentru o muchie care se fracturează.