Kiedy gatunek 1.2363 ma sens w wykrojnikach i matrycach tłoczących

Wykrojniki i matryce tłoczące pracują w niezwykle wymagających warunkach mechanicznych. Narzędzia te podlegają ciągłym naciskom, silnemu tarciu oraz obciążeniom dynamicznym podczas cyklicznej obróbki blach na zimno. W takich zastosowaniach kluczowe staje się zachowanie idealnej geometrii oraz niezwykle rygorystycznych tolerancji wymiarowych po zakończeniu procesu hartowania. Idealne spasowanie stempla z matrycą warunkuje jakość gotowego wyrobu. Każde minimalne odkształcenie termiczne prowadzi do powstawania zadziorów na detalach, szybkiej dyskwalifikacji narzędzia i kosztownych przestojów na linii produkcyjnej. Stal narzędziowa oznaczona powszechnie symbolem 1.2363 stanowi w tych warunkach bardzo pragmatyczny wybór materiałowy. Stop ten charakteryzuje się wysoką stabilnością wymiarową i relatywnie niską podatnością na mikropęknięcia w trakcie długotrwałej eksploatacji.

Właściwości decydujące o przydatności w precyzyjnych narzędziach tłoczących

Stal narzędziowa do obróbki na zimno w gatunku 1.2363 osiąga po prawidłowym procesie hartowania roboczą twardość na poziomie 58-62 HRC. Zapewnia to wysoką odporność na ścieranie przy jednoczesnym zachowaniu zadowalającej udarności. Kluczową zaletą tego materiału jest jednak sama mechanika obróbki cieplnej. Hartowanie przeprowadza się z reguły w temperaturze 950-980°C przy użyciu chłodzenia na powietrzu. Zastosowanie chłodzenia powietrznego drastycznie minimalizuje nagłe szoki termiczne w stosunku do klasycznego hartowania w oleju. Eliminuje to problem nierównomiernego stygnięcia cienkich i grubych przekrojów narzędzia. W przypadku tworzenia masywnych bloków matrycowych ogromne znaczenie ma również głęboka hartowność skrośna. Pozwala ona na produkcję elementów o grubości przekraczającej 40 milimetrów bez ryzyka powstania miękkiego rdzenia.

Projektanci narzędzi często zestawiają ten materiał z popularnym gatunkiem 1.2842. W bezpośrednim porównaniu 1.2363 gwarantuje znacznie lepszy balans parametrów przy wytwarzaniu elementów o zróżnicowanej grubości ścianek. Gatunek 1.2842 wykazuje wprawdzie dobrą odporność na uderzenia, jednak jego płytka hartowność wymusza intensywne chłodzenie w oleju. Powoduje to zwiększone ryzyko powstawania pęknięć hartowniczych w matrycach o skomplikowanych kształtach. Zastosowanie opcji chłodzonej powietrzem redukuje te trudności techniczne i ułatwia narzędziowcom utrzymanie założonych wymiarów nominalnych tuż po wyciągnięciu elementu z pieca.

Kompromis między udarnością a ścieraniem przy doborze półfabrykatu

W licznych aplikacjach inżynierskich konieczne jest porównanie opisywanego stopu z twardszą alternatywą, którą najczęściej jest gatunek 1.2379. Ta wysokowęglowa stal bez wątpienia przewyższa inne rozwiązania pod kątem czystej odporności na intensywne ścieranie. Nadaje się do narzędzi pracujących z ogromną częstotliwością, gdzie ochrona przed uderzeniami odgrywa rolę drugorzędną. Jednak w matrycach o umiarkowanym zużyciu ciernym i wyższym ryzyku uderzeniowym sytuacja wygląda zupełnie inaczej. Właściwości mechaniczne, jakie posiada stal 1.2363, zapewniają w tym przypadku dużo bezpieczniejszą pracę narzędzia. Podwyższona ciągliwość materiału zmniejsza ryzyko przedwczesnego zmęczenia struktury i nagłego wykruszania się cienkich krawędzi tnących.

Za taką charakterystykę odpowiada przemyślany skład chemiczny. Zawartość chromu oscyluje tu w granicach pięciu procent, a dodatek molibdenu i wanadu równomiernie rozkłada węgliki w strukturze stali. Przekłada się to na odpowiednią spójność formy podczas wielotysięcznych cykli uderzeniowych w prasach. Podczas przygotowywania produkcji technolodzy muszą precyzyjnie określić zapotrzebowanie na gabaryty półfabrykatu. Dystrybutor IK Stal Group oferuje cięcie stali na wymiar, dostarczając materiały bezpośrednio do zakładów przemysłowych. Ułatwia to dostarczenie do narzędziowni bloków przygotowanych pod zaplanowaną obróbkę frezowaniem. Trzeba przy tym zawsze uwzględnić naddatek technologiczny. Elementy obrabiane cieplnie wymagają zostawienia od trzech do pięciu procent materiału na każdą powierzchnię roboczą. Wynika to z konieczności zeszlifowania utlenionej warstwy wierzchniej w celu uzyskania idealnej gładkości.

Kiedy warto zastosować opisywany gatunek w tłocznictwie

Ostateczna decyzja o wykorzystaniu konkretnego materiału w budowie wykrojników opiera się na analizie dominujących sił obciążających narzędzie w trakcie pracy. Wybór omawianego stopu ma największe uzasadnienie w projektach, gdzie występuje bardzo złożona krzywizna krawędzi i dominują cykliczne uderzenia. Zamiast ekstremalnie twardych i kruchych zamienników stosuje się go wszędzie tam, gdzie nadrzędnym celem jest uniknięcie pęknięć zmęczeniowych. Wysoka stabilność wymiarowa oraz niska odkształcalność cieplna pozwalają na bezproblemowe zmontowanie wieloczęściowego tłocznika po zakończeniu szlifowania.

Prawidłowe dopasowanie bloku stalowego oraz precyzyjne wyliczenie naddatków na obróbkę końcową wpływają na całkowite koszty operacyjne narzędziowni. Odrzucenie materiałów maksymalnie twardych na rzecz wariantu o wyższej udarności wydłuża bezawaryjną pracę skomplikowanych matryc w produkcji mało i średnioseryjnej. Pozwala to inżynierom na stabilną realizację zamówień, ograniczając jednocześnie ryzyko zniszczenia kosztownego elementu już na etapie hartowania.