10.4.3 Värmebehandling av verktyg

Värmebehandlingen av verktyget är mycket viktigt för dess hållbarhet och livslängd.

När verktyget maskinbearbetats måste det värmebehandlas för att få optimal hållfasthet, anlöpningsbeständighet, seghet och duktilitet.

Följande rader om värmebehandling är hämtade från Uddeholms tekniska skrift om stål för pressgjutning:

Stålets egenskaper efter värmebehandling uppnås genom kontroll av austenitiseringstemperaturen, austenitiseringstiden, kylningshastigheten vid härdning och anlöpningstemperaturen.
En hög austenitiseringstemperatur har en positiv inverkan på anlöpningsbeständigheten och beständigheten mot mjuknande, vilket i sin tur motverkar sprickbildningen genom termisk utmattning.

Å andra sidan reduceras segheten och duktiliteten vid austenitisering vid höga temperaturer genom att man ökar kornstorleken och framkallar en större risk för utskiljning av korngränskarbider vid härdning. Förfarandet bör därför endast användas för mindre verktyg, insatser och kärnor.

En högre hårdhet efter värmebehandling har på samma sätt en gynnsam inverkan på motståndet mot varmsprickbildningen. Den bör dock inte överstiga 50 HRC vid pressgjutning av aluminium och 46 HRC vid pressgjutning av mässing. Risken för sprickbildning och totalhaveri ökar med den högre hårdheten på grund av den reducerade segheten.

Kylningshastigheten vid härdning har mycket stor betydelse för verktygslivslängden. En låg kylningshastighet ger den bästa dimensionsstabiliteten, men risken för ogynnsamma härdstrukturer ökar. På så vis kommer en alltför låg kylningshastighet vid härdning att minska stålets brottseghet.

En högre kylningshastighet, till exempel vid användning av saltbad eller vakuum med övertryck vid kylningen, ger en bättre härdstruktur och därmed längre livslängd hos verktyget.

Den rätta balansen måste finnas mellan den minskade justeringskostnaden (mindre bearbetning), som en lägre kylningshastighet medför, och den bättre livslängden hos verktyget, som främjas av en högre kylningshastighet (högre seghet).

I de allra flesta fall är en högre kylningshastighet att föredra om man betraktar totalekonomin för verktyget.

Avkolning och kraftig uppkolning kan orsaka för tidig varmsprickbildning.

Verktyget bör anlöpas direkt då temperaturen vid härdning har sjunkit till 50–70°C.

En dubbel anlöpning är nödvändig för att erhålla en tillfreds- ställande mikrostruktur. Anlöpningstemperaturen väljs beroende på önskad hårdhet på verktyget.

En tredje anlöpning vid något lägre temperatur görs i samband med oxideringen av verktyget, vilket normalt rekommenderas för pressgjutningsverktyg.

4700