Nội dung
Thép công cụ W1 tôi nước: Tính chất, quy trình và công dụng
- John
Thép công cụ W1 là lựa chọn tuyệt vời nếu bạn cần vật liệu vừa cứng vừa dễ gia công. Nó hoàn hảo cho các công cụ như lưỡi cắt, chốt và trục, có khả năng chống mài mòn chắc chắn và khả năng làm cứng nhanh.
Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá các tính năng chính, ứng dụng và các bước xử lý nhiệt cho thép công cụ W1. Cho dù bạn mới bắt đầu hay muốn tận dụng tối đa vật liệu đa năng này, chúng tôi đều có thể giúp bạn.
Thép công cụ W1 là gì?
Thép công cụ W1 là thép cacbon cao gồm 0,70–1,50% cacbon. Đây là một phần của nhóm thép công cụ làm cứng bằng nước và thường được phân loại là thép công cụ gia công nguội. W1 thường được sử dụng dưới dạng thanh khoan, thanh hoặc tròn và đáp ứng các tiêu chuẩn như ASTM A686 và EN ISO 4957. Được biết đến với khả năng gia công tốt và độ cứng cao, W1 thường được sử dụng trong các ứng dụng như trục, chốt, dụng cụ rèn và dụng cụ chịu mài mòn ngắn hạn.
Thép cấp W là gì?
Thép cấp W là một nhóm thép công cụ tôi nước, chủ yếu bao gồm cacbon, với một lượng nhỏ các nguyên tố hợp kim như crom và vanadi. Các cấp phổ biến bao gồm W1, W2 và W3.
Sự khác biệt giữa thép W1 và W2 là gì?
Thép công cụ W1 có hàm lượng cacbon cao hơn (0,70–1,50%) so với W2 (0,90–1,10%), khiến W1 cứng hơn và chống mài mòn tốt hơn. Tuy nhiên, W2 có nhiều mangan hơn một chút, giúp tăng độ dẻo dai và khả năng chống nứt. Nó hoạt động tốt hơn dưới ứng suất nhiệt độ cao hơn W1.
Sự khác biệt giữa W1 và 1095 là gì?
Thép W1 có hàm lượng hợp kim cao hơn (mangan, silic) nên có khả năng chống mài mòn và độ dẻo dai tốt hơn, lý tưởng cho dụng cụ gia công nguội. 1095 là loại thép cacbon đơn giản hơn, chủ yếu được sử dụng để làm lưỡi dao và dụng cụ cắt, có khả năng giữ cạnh tuyệt vời nhưng độ dẻo dai thấp hơn so với W1.
Các cấp tương đương của thép công cụ W1
Sau đây là tổng quan hữu ích về các cấp tương đương của thép công cụ W1, được công nhận theo nhiều tiêu chuẩn và thông số kỹ thuật khác nhau ở các khu vực khác nhau.
| Tiêu chuẩn | Điểm số |
| Liên Hiệp Quốc | T72301 |
| SAE J437 | W108, W109, WhO, W112 |
| SAE J438 | W108, W109, W110, W112 |
| Tiêu chuẩn ISO 4957 | 1.1545 / C105U |
Thành phần hóa học của thép công cụ W1
Sau đây là phân tích thép thông thường cho thép công cụ W1, cho thấy thành phần hóa học chính xác đảm bảo thép đáp ứng các thông số kỹ thuật cần thiết cho dự án của bạn:
| Yếu tố | Thành phần (%) |
| Cacbon (C) | 0,70 – 1,50 |
| Mangan (Mn) | 0,10 – 0,40 |
| Silic (Si) | 0,10 – 0,40 |
| Crom (Cr) | 0.15 |
| Niken (Ni) | 0.2 |
| Molipđen (Mo) | 0.1 |
| Vonfram (W) | 0.15 |
| Vanadi (V) | 0.1 |
| Đồng (Cu) | 0.2 |
| Phốt pho (P) | Tối đa 0,025 |
| Lưu huỳnh (S) | Tối đa 0,025 |
Tính chất vật lý của thép công cụ W1
Sau đây là bảng tham khảo nhanh về các tính chất vật lý của thép công cụ W1 theo cả hệ mét và hệ thống đo lường Anh.
| Tài sản | Đơn vị mét | Đơn vị Đế quốc |
| Tỉ trọng | 7,83 g/cm³ | 0,283 lb/in³ |
| Điểm nóng chảy | 1435°C | 2615°F |
| Độ dẫn nhiệt | 30–40 W/m·K | 17,5–23,0 BTU·ft/h·ft²·°F |
| Nhiệt dung riêng | 0,48 J/kg·K | 0,115 BTU/lb·°F |
| Điện trở suất | 0,0007 Ω·cm | 0,0003 Ω·trong |
| Độ cứng (HRC) | 50 HRC đến 55 HRC | 50 HRC đến 55 HRC |
| Hệ số giãn nở nhiệt | 11–12 µm/m·°C | 6,1–6,7 µin/in·°F |
Tính chất cơ học của thép công cụ W1
Bảng này cung cấp thông tin so sánh các đặc tính cơ học chính của thép công cụ W1, giúp bạn có cái nhìn rõ ràng về hiệu suất của thép.
| Tài sản | Đơn vị mét | Đơn vị Đế quốc |
| Độ bền kéo tối đa | 1680MPa | 244.000 psi |
| Độ bền kéo | 1500MPa | 218.000 psi |
| Độ cứng (sau khi xử lý nhiệt) | 50–55 HRC | 50–55 HRC |
| Độ bền va đập | 10–20 J (Charpy V-notch) | 7,4–14,8 ft-lb |
| Mô đun khối | ~140 GPa | ~20.000 kilômét |
| Mô đun cắt | ~80 GPa | ~11.600 kilômét |
| Mô đun đàn hồi | 200 GPa | 29.000 kilôgam |
| Tỷ số Poisson (25°C) | 0,27–0,30 | 0,27–0,30 |
| Độ bền mỏi | 600MPa | 87.000 psi |
Các tính năng chính của thép công cụ W1
Độ cứng vượt trội
Thép công cụ W1 có độ cứng tuyệt vời do hàm lượng carbon cao (0,70–1,50%), giúp chống mài mòn cao. Điều này làm cho nó lý tưởng cho các công cụ cắt, trục và chốt cần chịu được ma sát theo thời gian.
- Giới hạn: Độ cứng tương tự khiến W1 dễ giòn hơn, đặc biệt là ở những phần dày hơn, nghĩa là nó có thể nứt hoặc vỡ khi chịu tác động mạnh hoặc tải trọng sốc.
Độ bền vừa phải cho ứng suất thấp đến trung bình
W1 mang lại sự cân bằng vững chắc giữa độ cứng và độ dẻo dai, lý tưởng cho các ứng dụng có ứng suất vừa phải hoặc nơi vật liệu không phải chịu tác động quá mức.
- Giới hạn:Nếu dự án của bạn yêu cầu khả năng chống va đập cao, loại thép cứng hơn như S7 có thể phù hợp hơn.
Khả năng gia công tốt trong điều kiện ủ
Thép W1 tương đối dễ gia công khi ở trạng thái ủ, khiến nó trở thành lựa chọn tuyệt vời cho các đường cắt chính xác hoặc dung sai chặt chẽ.
- Giới hạn:So với các loại thép có hàm lượng carbon thấp hơn như 1045, W1 khó gia công hơn ở dạng cứng.
Làm cứng bằng nước để xử lý nhiệt hiệu quả
W1 là thép làm cứng bằng nước, có nghĩa là nó có thể được làm cứng nhanh chóng và tiết kiệm chi phí bằng cách làm nguội bằng nước. Điều này làm cho nó trở thành lựa chọn phổ biến cho sản xuất hàng loạt và các ứng dụng khối lượng lớn.
- Giới hạn: Quá trình làm nguội nhanh có thể gây cong vênh hoặc biến dạng, đặc biệt là ở những bộ phận dày hơn. So với thép tôi bằng không khí như A2, W1 nhạy cảm hơn với những thay đổi về kích thước trong quá trình xử lý nhiệt.
Chế tạo và quy trình sản xuất thép công cụ W1
Rèn và định hình
Thép công cụ W1 có thể được rèn hiệu quả trong phạm vi nhiệt độ 1900°F đến 1550°F (1038°C đến 843°C). Điều quan trọng là tránh rèn dưới 1500°F (815°C), vì làm như vậy có thể làm giảm tính toàn vẹn của kết cấu thép. Ngoài ra, tránh quá nhiệt vì nhiệt độ quá cao có thể dẫn đến sự phát triển của hạt và mất độ dẻo dai.
W1 là khó hình thành do độ cứng của nó, nhưng có thể định hình hiệu quả khi ở trong trạng thái ủ.
Xử lý nhiệt
Ủ
Ủ làm mềm thép công cụ W1, giúp gia công dễ dàng hơn nhiều và giúp giảm bớt mọi ứng suất bên trong. Đây là bước đầu tiên nếu bạn định gia công trước khi tôi.
- Sưởi ấm: Làm nóng thép đến 1350°F đến 1450°F (732°C đến 788°C). Điều này cho phép thép được nung nóng đều.
- Ngâm: Giữ thép ở nhiệt độ này trong khoảng 1 đến 2 giờ, tùy thuộc vào độ dày của vật liệu.
- Làm mát: Sau khi ngâm, làm nguội thép từ từ trong lò để tránh cong vênh, sau đó để nguội đến nhiệt độ phòng. Điều này giúp giảm ứng suất bên trong mà không làm hỏng thép.
Làm cứng
Đây là nơi thép trở nên cứng hơn và chống mài mòn tốt hơn, mang lại độ bền cần thiết cho các ứng dụng cắt và gia công.
- Làm nóng trước: Đầu tiên, nung nóng thép đến khoảng 1200°F (649°C) để đảm bảo gia nhiệt đều trước khi đông cứng.
- Làm cứng: Sau đó, đun nóng nó đến 1425°F đến 1475°F (774°C đến 802°C) trong khoảng 30 phút cho một inch độ dày. Điều này đảm bảo nhiệt thấm hoàn toàn vào vật liệu.
- Làm nguội: Khi bạn đã đạt đến nhiệt độ mục tiêu, hãy làm nguội thép nhanh chóng trong nước hoặc nước muối (nước muối tốt hơn để tạo ra thép cứng hơn). Đảm bảo làm nguội ở nhiệt độ thích hợp để tránh biến dạng quá mức.
Làm nguội
Làm nguội là điều cần thiết để giảm độ giòn và đạt được độ cứng cuối cùng. Quá trình này được thực hiện sau khi tôi để tinh chỉnh các đặc tính của thép.
- Sau khi làm cứng, tôi thép ở nhiệt độ từ 300°F và 1200°F (149°C đến 649°C) dựa trên độ cứng bạn muốn đạt được. Ngâm trong 1 đến 2 giờ, sau đó làm mát bằng không khí.
- Nếu thép chịu ứng suất hoặc biến dạng quá mức trong quá trình nung nóng hoặc làm nguội, có thể thực hiện chu kỳ ủ thứ hai. Điều này có thể làm giảm độ giòn hơn nữa.
Gia công
Thép công cụ W1 có khả năng gia công tốt, tương đương với các loại thép công cụ có hàm lượng carbon cao khác như O1 hoặc A2, nhưng khó gia công hơn thép cacbon thấp. Nó thường được gia công theo trạng thái ủ để tăng tính dễ cắt. Thép tốc độ cao tiêu chuẩn (HSS) hoặc công cụ cacbua thường được sử dụng để tạo ra các đường cắt mịn và kéo dài tuổi thọ của dụng cụ.
Hàn
Thép công cụ W1 là không dễ hàn do hàm lượng carbon cao, làm tăng nguy cơ nứt. Nếu cần hàn, điều quan trọng là phải làm nóng thép trước đến khoảng 500°F đến 1200°F (260°C đến 649°C) để giảm sốc nhiệt.
Xử lý nhiệt sau khi hàn, chẳng hạn như làm dịu hoặc giảm căng thẳng, được khuyến nghị để khôi phục lại các đặc tính của vật liệu.
Ứng dụng của thép công cụ W1
Thép công cụ W1 thường được sử dụng trong các bộ phận gia công và chính xác trong các ngành công nghiệp như ô tô, máy móc và sản xuất. Nó đặc biệt phù hợp cho sản xuất quy mô vừa và nhỏ, nơi cần độ cứng và khả năng chống mài mòn cao.
Dụng cụ cắt
W1 được sử dụng để làm thanh khoan, vòi nước, máy doa, Và chết, cung cấp khả năng giữ lưỡi tuyệt vời và khả năng chống mài mòn cho các nhiệm vụ cắt nói chung.
Công cụ tạo hình và định hình
Nó cũng được sử dụng cho lưỡi dao, cạnh cắt, Và công cụ hình thức để định hình các vật liệu như gỗ, nhựa và kim loại mềm, vẫn giữ được độ sắc bén ngay cả khi chịu lực vừa phải.
Đấm và Chết
W1 là lý tưởng cho đấm, chết, Và dụng cụ dập đòi hỏi độ cứng và độ bền cao, đặc biệt là trong ô tô Và ngành sản xuất.
Jigs và đồ gá
Độ bền của thép làm cho nó trở thành một lựa chọn tốt cho đồ gá, đồ đạc, Và dụng cụ chuyên dụng cần cả độ chính xác và khả năng chống mài mòn.
Các ứng dụng dụng cụ khác
W1 cũng được sử dụng cho công cụ rèn, ghim, Và trục trong nhiều quá trình sản xuất và cơ khí khác nhau.
- Thép W2 có tốt để làm dao không?
Có, thép W2 rất tốt cho dao. Nó có khả năng giữ cạnh tuyệt vời, chống mài mòn và độ bền, lý tưởng cho các lưỡi dao sắc, bền có thể chịu được áp lực mà không bị sứt mẻ.
Sản phẩm Hình thức của Thép công cụ W1
Thép công cụ W1 có sẵn ở nhiều dạng tiêu chuẩn để đảm bảo tính linh hoạt cho các ứng dụng khác nhau. Dưới đây là các dạng phổ biến nhất và các ứng dụng tiêu biểu của chúng:
Thanh khoan
Công dụng: Lý tưởng cho việc khoan và cắt chính xác, thanh khoan W1 thường được sử dụng trong sản xuất các công cụ, đồ gá và đồ cố định nhỏ.
Thanh
Công dụng: Thanh thép công cụ W1 thường được dùng để chế tạo khuôn, mũi đột và các dụng cụ cắt khác đòi hỏi độ bền và khả năng chống mài mòn.
Vòng tròn
Công dụng: Thanh tròn thường được dùng để sản xuất trục, chốt và các thành phần hình trụ khác.
Chọn đúng loại thép dụng cụ W1 cho nhu cầu của bạn
Bạn đang tìm kiếm thép công cụ W1 mang lại chất lượng và hiệu suất nhất quán cho các ứng dụng của bạn? Tại SteelPro Group, chúng tôi cung cấp thanh khoan, thanh, Và vòng tròn bằng thép W1, tất cả đều đáp ứng các tiêu chuẩn công nghiệp như ASTM A686 và EN ISO 4957.
Ngoài các vật liệu cao cấp, SteelPro Group còn cung cấp dịch vụ tùy chỉnh kích thước, cắt chính xác và xử lý nhiệt theo yêu cầu. Chúng tôi cũng cung cấp vận chuyển nhanh chóng và hỗ trợ kỹ thuật giúp bạn tận dụng tối đa thép W1, bất kể quy mô hay độ phức tạp của dự án.
Nếu bạn yêu cầu Thép công cụ D2 với khả năng chống mài mòn được cải thiện, SteelPro Group cũng có thể cung cấp các sản phẩm chất lượng cao.
