Выбор инструментальной стали для холодной обработки: D2, DC53, Cr12MoV или O1

Кандидаты

Сталь	Тип	Рабочая твердость	Характер
O1 / SKS3	Закаливаемая в масле, низколегированная	~58–62 HRC	Вязкая, легко обрабатывается, умеренная износостойкость
D2 / Cr12MoV	12% Cr, высокоуглеродистая	~58–62 HRC	Очень высокая износостойкость, умеренная вязкость
DC53	Модифицированное семейство D2	~60–63 HRC	Износостойкость почти как у D2 при явно лучшей вязкости

Класс O1: короткие серии и щадящая нагрузка

O1 (и ее аналог по JIS — SKS3) закаливается в масле с малой деформацией и легко обрабатывается в отожженном состоянии. Для прототипов, коротких серий, простой вырубки мягкой стали и инструментов для ручной формовки это экономичный и неприхотливый выбор. Ее предел — абразивный износ: на нержавеющей стали, электротехнической стали с кремнием или при длительных производственных сериях кромки быстро тупятся.

Cr12MoV и D2: рабочие лошадки для больших объемов

При содержании углерода около 1.5% и хрома 12% стали типа D2 (Cr12MoV является аналогом по GB) выделяют обильные карбиды хрома — источник их отличной стойкости к абразивному и адгезионному износу. Они являются стандартным выбором для высокообъемной вырубки, пробивки и обрезки, обычно при 58–62 HRC: тверже для чистого абразивного износа, на один-два пункта мягче там, где кромки испытывают удар. Слабость — вязкость: крупные карбиды делают сталь склонной к выкрашиванию на острых углах, при прерывистом резании и на несоосных прессах.

DC53: когда D2 выкрашивается

DC53 перебалансирует концепцию D2 — более низкое содержание углерода, скорректированные хром и молибден, более мелкие карбиды и реакция вторичного твердения, которая позволяет достигать ~62–63 HRC при вязкости, скорее характерной для низколегированной стали. Она широко выбирается там, где кромки D2 выкрашиваются, для вырубки более толстого листа и там, где вызывает беспокойство повреждение от проволочной электроэрозионной обработки, поскольку ее высокая температура отпуска уменьшает проблему размягченного перезакаленного слоя после EDM.

Выбор по объему и нагрузке

• От прототипа до короткой серии, мягкий материал, простые формы → O1 / SKS3.
• Длинные серии, абразивный лист (нержавеющая сталь, электротехническая сталь, с покрытием) → D2 / Cr12MoV.
• Длинные серии плюс выкрашивание, толстый лист или тяжелые нагрузки при формовке → DC53 или марка порошковой металлургии, если DC53 все еще не справляется.
• Какая бы сталь ни была выбрана: снижение твердости для устранения выкрашивания обычно обменивает проблему срока службы кромки на проблему износа — меняйте марку, прежде чем сильно снижать твердость.

Практика закалки и отделки

Семейства закаливаются по-разному, и инструментальное производство это ощущает. O1 закаливается в масле при относительно низкой температуре и деформируется предсказуемо, но нуждается в защите от обезуглероживания. Стали типа D2 закаливаются на воздухе или в вакууме примерно при 1020–1050 °C — очень малая деформация, отлично подходит для крупных точных штампов, — но высокая температура закалки делает критически важным контроль атмосферы, а тяжелые карбиды хрома замедляют шлифование. DC53 отпускается при высокой температуре, что подходит для последующего нанесения покрытия PVD (подложка не размягчается температурами нанесения покрытия) и уменьшает проблемы от перезакаленного «белого слоя», остающегося после проволочной EDM; на всех трех семействах этот слой EDM следует отпустить или удалить с рабочих кромок, поскольку он часто является источником трещин. Как и в случае с зубчатыми колесами, закупайте по стандарту и уровню чистоты: для точной вырубки запас после переплава ESR служит дольше, чем товарный запас той же номинальной марки.