SKD2 — это высокоуглеродистая и высокохромистая инструментальная сталь для холодной обработки, используемая там, где исключительная износостойкость, прочность на сжатие и стабильность размеров более важны, чем высокая ударная вязкость. Обычно ассоциируемый с AISI D6 и DIN 1.2436 или X210CrW12, SKD2 содержит значительное количество углерода и хрома вместе с вольфрамом, что помогает создать богатую карбидами микроструктуру после термообработки. Такая структура придает SKD2 превосходную стойкость к истиранию, износу при скольжении, разрушению кромок и деформации под постоянным давлением. Поэтому он широко используется для изготовления штампов для холодной обработки, вырубных инструментов, формовочных инструментов, срезных лезвий, штамповочных компонентов, направляющих пластин, прецизионных датчиков, изнашиваемых вставок, прокатных инструментов и промышленных деталей, работающих в абразивных условиях.

Основная причина, по которой инженеры выбирают сталь SKD2, — это ее способность сохранять твердую рабочую поверхность в течение длительного производственного цикла. При холодной штамповке инструменты могут неоднократно контактировать с листовым металлом, проволокой, полосами или другими обрабатываемыми материалами. Трение постепенно удаляет материал с поверхности инструмента, увеличивает критические зазоры и снижает точность размеров. SKD2 замедляет этот процесс износа, поскольку его химический состав с высоким содержанием углерода и хрома образует карбиды твердого сплава, устойчивые к истиранию. Вольфрам дополнительно поддерживает сохранение твердости и улучшает характеристики стали в сложных условиях контакта. Для применений, связанных с толстым материалом, повторяющимся скольжением или формовкой под высоким давлением, такая износостойкость может помочь продлить срок службы инструмента и снизить частоту замены или перешлифовки.

SKD2 обычно классифицируется как закаленная на воздухе инструментальная сталь для холодной обработки. По сравнению с материалами, закаленными в масле, закалка на воздухе может снизить риск серьезной деформации при закалке, хотя конечный результат по-прежнему зависит от геометрии детали, контроля термообработки, напряжения обработки, толщины сечения и равномерности охлаждения. Эта размерная стабильность ценна для прецизионных штампов, пуансонов, датчиков и формовочных компонентов с жесткими допусками. Однако SKD2 не следует рассматривать как простой материал для всех видов холодной обработки. Ее богатая карбидами структура обеспечивает превосходную износостойкость, но при этом снижает ударную вязкость по сравнению с низколегированными инструментальными сталями. Детали, подвергающиеся резким ударам, ударным нагрузкам, сильному изгибу или риску сколов, могут потребовать использования более прочного сплава.

В отожженном состоянии SKD2 можно обрабатывать с использованием жесткого оборудования с ЧПУ, острых твердосплавных режущих инструментов, стабильного крепления и тщательно контролируемых параметров резания. Перед закалкой возможны фрезерование, токарная обработка, сверление, растачивание и нарезание резьбы, но необходимо контролировать износ инструмента, поскольку состав сплава является абразивным для режущих кромок. Прерывистое резание, трение инструмента, чрезмерный нагрев и плохой отвод стружки могут привести к повреждению поверхности или нестабильной точности. Материал следует обрабатывать с достаточной подачей, чтобы обеспечить режущее действие, а не позволять инструменту полировать поверхность. СОЖ важна для контроля нагрева и защиты режущих инструментов, особенно во время сверления и фрезерования глубоких карманов. Для сложных деталей часто сначала выполняется черновая обработка, за которой следуют снятие напряжений, получистовая обработка, закалка и окончательное шлифование или электроэрозионная обработка.

Термическая обработка оказывает прямое влияние на характеристики инструментальной стали SKD2. Правильная закалка создает высокопрочную мартенситную структуру, необходимую для износостойкости, а отпуск способствует стабилизации стали и снижению чрезмерной хрупкости. Точный процесс должен быть определен в соответствии с данными поставщика стали, требуемой твердостью, размером детали и рабочей средой. Равномерный нагрев имеет важное значение, поскольку температурные градиенты могут вызвать деформацию или внутреннее напряжение. Предварительный нагрев часто используется для более крупных инструментов или инструментов сложной геометрии, а контролируемое охлаждение помогает управлять трансформационными напряжениями. После закалки отпуск должен быть завершен незамедлительно, чтобы снять напряжение и достичь желаемого баланса между твердостью и ударной вязкостью. Для высокоточных инструментов также можно рассмотреть возможность обработки при температуре ниже нуля, когда сохранение контроля аустенита и стабильность размеров имеют решающее значение.

Поскольку SKD2 может стать очень твердым после термообработки, финишная обработка после закалки обычно предполагает шлифование, электроэрозионную обработку проволокой, электроэрозионную обработку, хонингование или притирку. Эти процессы позволяют производителям добиваться точных режущих кромок, узких пазов, детальных профилей, малых радиусов и малых зазоров без чрезмерной режущей нагрузки на обычные инструменты. При шлифовании необходимо тщательно следить, поскольку чрезмерное нагревание может вызвать ожоги, микротрещины, размягчение поверхности или растягивающее напряжение. Для защиты обработанной поверхности инструмента необходимы подходящая спецификация круга, контролируемая подача, правильная правка и достаточный поток охлаждающей жидкости. Электроэрозионная обработка может быть особенно полезна для сложных полостей, острых внутренних углов, узких ребер и сложных деталей штампа, но повторно отлитые слои следует удалять или контролировать, когда применение требует высокой усталостной прочности или хорошо полированной рабочей поверхности.

Обработка поверхности является важной частью производства инструментальной стали SKD2, поскольку она влияет на трение, износостойкость, коррозионную стойкость, характеристики отделения и консистенцию формованного продукта. Тонкое шлифование широко используется для достижения плоскостности, точных размеров и контролируемой текстуры поверхности. Притирка может дополнительно улучшить контактные поверхности и области направляющих, где требуется плавное движение. Полировка полезна для штампов, которые формируют материалы, требующие чистой косметической поверхности, например, полированные металлические изделия, некоторые пластиковые детали или компоненты, которые могут поцарапаться во время формовки. Более гладкая поверхность может уменьшить трение и помочь предотвратить налипание материала, истирание и прилипание во время многократного контакта.

Для применений, подверженных воздействию влаги, загрязнению или периодическому хранению, SKD2 также может потребовать антикоррозионной обработки. Хотя содержание хрома обеспечивает некоторую стойкость по сравнению с простой углеродистой инструментальной сталью, SKD2 не является нержавеющей сталью и может ржаветь под воздействием влаги, воды, солей или агрессивных промышленных химикатов. Распространенными практическими мерами являются защитное масло, антикоррозионная упаковка, ингибиторы паровой коррозии и контролируемые условия хранения. Обработка черным оксидом может обеспечить темный вид и скромный защитный слой в сочетании с маслом. Фосфатные покрытия могут улучшить удержание масла и снизить трение скольжения в некоторых случаях применения. Эти обработки, как правило, больше подходят для борьбы с коррозией и защиты от эксплуатации, чем для уменьшения сильного износа.

Твердые покрытия часто используются, когда инструменты SKD2 требуют меньшего трения, большей твердости поверхности или повышенной устойчивости к адгезионному износу. Покрытия, полученные методом физического осаждения из паровой фазы, такие как нитрид титана, карбонитрид титана, нитрид хрома и нитрид алюминия и титана, можно наносить после соответствующей термообработки и подготовки поверхности. Эти покрытия могут улучшить характеристики пуансонов, формовочных инструментов, режущих кромок и поверхностей скольжения, особенно когда рабочий материал имеет тенденцию прилипать к инструменту. Однако качество покрытия во многом зависит от подготовки основания. Глубокие следы шлифовки, плохая полировка, загрязнение поверхности, слабые кромки или неправильная твердость могут привести к разрушению покрытия. Поэтому перед нанесением покрытия базовый инструмент SKD2 необходимо должным образом подвергнуть термообработке, очистить, удалить заусенцы и отполировать.

SKD2 часто сравнивают с SKD11 или AISI D2, поскольку обе они относятся к семейству высокоуглеродистых и хромистых инструментальных сталей для холодной обработки. SKD2 обычно имеет более высокое содержание углерода и вольфрама, что придает ему высокую стойкость к истиранию и высокий потенциал твердости. SKD11 обычно выбирают для более общего инструмента для холодной обработки, поскольку он обеспечивает более сбалансированное сочетание износостойкости и прочности. Напротив, SKD2 лучше подходит для применений, где доминирующим механизмом разрушения является абразивный износ, а ударная нагрузка ограничена. При выборе материала следует учитывать не только целевую твердость, но и материал заготовки, объем производства, геометрию инструмента, требуемое качество поверхности, метод технического обслуживания и риск сколов.

Для производителей компонентов SKD2 успех зависит от координации механической обработки, контроля напряжений, термообработки, прецизионной отделки и обработки поверхности как одного процесса, а не отдельных этапов. Хорошо спроектированный инструмент SKD2 может обеспечить длительный срок службы, повторяемые размеры и превосходную стойкость к абразивному износу. Однако плохой контроль термообработки, чрезмерная температура шлифования, недостаточная подготовка кромок или неподходящий выбор покрытия могут снизить преимущества этой усовершенствованной инструментальной стали для холодной обработки. При правильном применении и тщательной обработке SKD2 остается надежным материалом для изготовления быстроизнашивающихся промышленных инструментов и прецизионных компонентов, подвергаемых холодной штамповке.