Porównanie popularnych gatunków stali narzędziowych do pracy na zimno – przegląd techniczny
Stale narzędziowe do pracy na zimno są projektowane do pracy poniżej ~200 °C i różnicują się przede wszystkim:
- mechanizmem zużycia (ścieranie vs pękanie),
- udarnością i odpornością na kruche pękanie,
- stabilnością wymiarową po obróbce cieplnej,
- zakresem bezpiecznej twardości roboczej.
Poniżej zestawiono 11 gatunków w jednej, spójnej skali funkcjonalnej.
1.2080 – X210Cr12 – AISI D3 – NC11
Profil: klasyczna stal wysokowęglowa do ścierania
- Wysoka zawartość C i Cr → dobra odporność na ścieranie
- Struktura gruboziarnista w porównaniu do 1.2379
- Niska udarność, podatność na pękanie
- Typowa twardość robocza: 57–60 HRC
Zastosowania: proste wykrojniki, narzędzia o umiarkowanych obciążeniach, małe serie.
1.2358 – 60CrMoV18-5 – AISI A2
Profil: kompromis ścieranie / udarność
- Bardzo dobra stabilność wymiarowa
- Lepsza udarność niż stale typu D
- Dobra odporność na zużycie adhezyjne
- Typowa twardość robocza: 56–60 HRC
Zastosowania: wykrojniki precyzyjne, stemple, narzędzia o zmiennych obciążeniach.
1.2360 – X48CrMoV8-1-1 – AISI A8 – NZ4 - Chipper
Profil: wysoka wytrzymałość rdzenia
- Bardzo dobra ciągliwość
- Wysoka odporność na pękanie
- Niższa odporność na ścieranie
- Typowa twardość robocza: 54–58 HRC
Zastosowania: narzędzia masywne, rdzenie, elementy konstrukcyjne narzędzi.
1.2363 – X100CrMoV5-1 – AISI A2 - NCLV
Profil: stabilność + odporność zmęczeniowa
- Bardzo dobra odporność na pękanie zmęczeniowe
- Lepsza stabilność wymiarowa niż D2
- Średnia odporność na ścieranie
- Typowa twardość robocza: 56–60 HRC
Zastosowania: stemple, matryce, narzędzia precyzyjne o długiej żywotności.
1.2379 – X153CrMoV12 – AISI D2 – NC11LV – K110
Profil: maksymalna odporność na ścieranie
- Bardzo wysoka zawartość węglików chromowych
- Doskonała odporność abrazyjna
- Ograniczona udarność
- Typowa twardość robocza: 58–62 HRC
Zastosowania: wykrojniki dużych serii, noże przemysłowe, matryce tnące.
1.2436 – X210CrW12 – AISI D6
Profil: ścieranie + stabilność geometryczna
- Wyższa stabilność niż 1.2379
- Bardzo wysoka odporność na zużycie
- Niska odporność na uderzenia
- Typowa twardość robocza: 58–61 HRC
Zastosowania: precyzyjne wykrojniki, narzędzia o wysokich wymaganiach geometrycznych.
1.2510 – 100MnCrW4 – AISI O1 - NMWV
Profil: uniwersalna stal warsztatowa
- Bardzo dobra obrabialność
- Dobra udarność
- Prosta i powtarzalna obróbka cieplna
- Typowa twardość robocza: 58–62 HRC
Zastosowania: noże, stemple, narzędzia ręczne, krótkie i średnie serie.
1.2550 – 60WCrV8 – AISI S1 - NZ3
Profil: narzędzia udarowe
- Bardzo wysoka odporność na pękanie
- Dobra praca przy obciążeniach dynamicznych
- Niższa odporność na ścieranie
- Typowa twardość robocza: 56–60 HRC
Zastosowania: przebijaki, stemple, narzędzia narażone na uderzenia.
1.2767 – 45NiCrMo16 - NPW
Profil: wysoka udarność + zmęczenie
- Zawartość niklu → bardzo dobra ciągliwość
- Doskonała odporność na pękanie
- Stabilna struktura przy dużych przekrojach
- Typowa twardość robocza: 54–58 HRC
Zastosowania: matryce, stemple, narzędzia narażone na pękanie.
1.2842 – 90MnCrV8 – AISI O2 - NMV
Profil: stabilność wymiarowa
- Bardzo dobra jednorodność struktury
- Wysoka powtarzalność obróbki cieplnej
- Dobry kompromis ścieranie / udarność
- Typowa twardość robocza: 58–62 HRC
Zastosowania: noże, wykrojniki średnich serii, narzędzia precyzyjne.
1.2746 – 45NiCrMoV16-6
Profil: ekstremalna odporność na pękanie
- Najwyższa udarność w zestawieniu
- Bardzo dobra praca przy dużych masach narzędzi
- Niższa twardość robocza
- Typowa twardość robocza: 52–56 HRC
Zastosowania: ciężkie matryce, elementy nośne narzędzi, duże przekroje.
Jak dobrać stal do pracy na zimno?
- Ścieranie i duże serie → 1.2379 (D2) / 1.2436 (D6) / 1.2080 (D3)
- Precyzja i stabilność → 1.2842 (O2) / 1.2358 / 1.2363 (A2)
- Udarność i pękanie → 1.2767 / 1.2746 (D6) / 1.2550 (S1)
- Uniwersalne zastosowania → 1.2510 (O1)
- Duże masy narzędzi → 1.2746 (D6) / 1.2360 (Chipper)
Podsumowanie techniczne
Nie istnieje „najlepsza” stal do pracy na zimno.
Kluczowy jest dominujący mechanizm zniszczenia:
- ścieranie → stale typu D,
- pękanie → stale niklowe i udarowe,
- precyzja → stale stabilne wymiarowo.
Tabela porównawcza stali narzędziowych do pracy na zimno
| Gatunek | ISO EN / AISI | Charakter zużycia | Odporność na ścieranie | Udarność / odporność na pękanie | Stabilność wymiarowa | Typowa twardość robocza | Profil aplikacyjny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1.2080 | X210Cr12 / D3 | abrazyjne | wysoka | niska | średnia | 57–60 HRC | proste wykrojniki, małe serie |
| 1.2358 | 60CrMoV18-5 / A2 | mieszane | średnia+ | dobra | bardzo dobra | 56–60 HRC | precyzyjne wykrojniki, stemple |
| 1.2360 | X48CrMoV8-1-1 / A8 | zmęczeniowe | niska–średnia | bardzo wysoka | dobra | 54–58 HRC | masywne narzędzia, rdzenie |
| 1.2363 | X100CrMoV5-1 / A2 | zmęczenie | średnia | wysoka | bardzo dobra | 56–60 HRC | długotrwałe obciążenia |
| 1.2379 | X153CrMoV12 / D2 | abrazyjne | bardzo wysoka | niska | dobra | 58–62 HRC | duże serie, wykrojniki |
| 1.2436 | X210CrW12 / D6 | abrazyjne | bardzo wysoka | bardzo niska | bardzo wysoka | 58–61 HRC | wysoka precyzja geometryczna |
| 1.2510 | 100MnCrW4 / O1 | mieszane | średnia | dobra | średnia | 58–62 HRC | uniwersalne, warsztatowe |
| 1.2550 | 60WCrV8 / S1 | udarowe | średnia | bardzo wysoka | średnia | 56–60 HRC | przebijaki, stemple |
| 1.2767 | 45NiCrMo16 / 6F7 | pękanie | średnia | bardzo wysoka | dobra | 54–58 HRC | matryce, duże obciążenia |
| 1.2842 | 90MnCrV8 / O2 | mieszane | średnia | dobra | bardzo wysoka | 58–62 HRC | precyzyjne narzędzia |
| 1.2746 | 45NiCrMoV16-6 | pękanie | niska–średnia | najwyższa | dobra | 52–56 HRC | ciężkie matryce, duże masy |
FAQ – Stale do pracy na zimno – porównanie
Stale do pracy na zimno (EN ISO / DIN, m.in. 1.2080, 1.2363, 1.2379, 1.2436, 1.2767) są stalami narzędziowymi przeznaczonymi do pracy w temperaturach poniżej około 200 °C, charakteryzującymi się odpornością na ścieranie, naciski kontaktowe oraz kontrolowaną odpornością na pękanie.
Porównanie obejmuje stale wg DIN (Werkstoffnummer): 1.2080 (AISI D3), 1.2358, 1.2360 (Chipper), 1.2363 (AISI A2), 1.2379 (AISI D2), 1.2436 (AISI D6), 1.2510 (AISI O1), 1.2550, 1.2767 (AISI 6F7), 1.2842 (AISI O2) oraz 1.2746.
Stale 1.2080, 1.2363, 1.2379, 1.2436, 1.2550, 1.2767, 1.2746 i pozostałe wymienione gatunki są stalami narzędziowymi wymagającymi hartowania przed zastosowaniem eksploatacyjnym.
Stale 1.2379 i 1.2436 są typowo przeznaczone do pracy ciągłej i ściernej, natomiast 1.2550, 1.2767 oraz 1.2746 są projektowane pod kątem pracy udarowej; charakter zastosowania zależy od konkretnego gatunku.
Stale 1.2080, 1.2363, 1.2379, 1.2436, 1.2767 i inne wymienione gatunki są stalami stopowymi zawierającymi dodatki takie jak Cr, Mo, V, W lub Ni poprawiające własności użytkowe.
Stale 1.2379 (AISI D2) oraz 1.2436 (AISI D6) wykazują najwyższą odporność na ścieranie dzięki wysokiej zawartości węglików chromu.
Stal 1.2746 oraz następnie 1.2767 charakteryzują się najwyższą udarnością wśród porównywanych gatunków.
Stale 1.2436 (AISI D6) oraz 1.2842 (AISI O2) wykazują bardzo dobrą stabilność wymiarową po prawidłowej obróbce cieplnej.
Stale 1.2363 (AISI A2) oraz 1.2767 (AISI 6F7) wykazują wysoką odporność na zmęczenie przy obciążeniach cyklicznych.
Stale 1.2510 oraz 1.2842 są często uznawane za uniwersalne gatunki do szerokiego zakresu zastosowań warsztatowych.
Stale do pracy na zimno, w tym 1.2379, 1.2436, 1.2363 oraz 1.2746, wymagają co najmniej podwójnego odpuszczania w celu stabilizacji struktury.
Stale typu D, takie jak 1.2379 (AISI D2) i 1.2436 (AISI D6), mogą wykazywać podatność na pękanie przy niewłaściwej obróbce cieplnej.
Stale 1.2767 oraz 1.2746 są najmniej wrażliwe na szoki cieplne w porównaniu do wysokochromowych stali typu D.
Stale 1.2379 i 1.2436 mogą osiągać bardzo wysoką twardość, jednak w wielu zastosowaniach ważniejsza od maksymalnej twardości jest udarność i odporność na pękanie.
Stale 1.2746 oraz 1.2767 wykazują wysoką hartowność na wskroś i najlepiej nadają się do dużych przekrojów.
Stale 1.2379 (AISI D2) lub 1.2436 (AISI D6) są odpowiednie do wykrojników pracujących w dużych seriach produkcyjnych.
Stale 1.2550 lub 1.2767 są rekomendowane do narzędzi pracujących pod obciążeniem udarowym.
Stale 1.2842 lub 1.2358 są stosowane w narzędziach wymagających wysokiej precyzji wymiarowej.
Stale 1.2746 lub 1.2360 nadają się do masywnych narzędzi o dużych przekrojach.
Stal 1.2510 jest często wybierana do krótkich serii i zastosowań warsztatowych.
Stale 1.2080, 1.2379, 1.2767 i pozostałe gatunki do pracy na zimno wymagają doboru w zależności od dominującego mechanizmu zużycia i obciążeń.
Stale o wyższej twardości, takie jak 1.2436, mogą wykazywać większą kruchość i szybciej pękać przy obciążeniach udarowych.
Stale niklowe, takie jak 1.2767 i 1.2746, są zwykle droższe ze względu na zawartość niklu, oferując jednocześnie wyższą udarność.
Stale typu D, w tym 1.2379 i 1.2436, są trudniejsze w obróbce szczególnie po hartowaniu ze względu na wysoką zawartość węglików.
Stale 1.2436 i 1.2842 wykazują wysoką stabilność wymiarową, co jest kluczowe w narzędziach precyzyjnych.
Stale 1.2842 lub 1.2510 są często traktowane jako bezpieczny punkt wyjścia przy doborze stali do pracy na zimno.
Stale 1.2550 oraz 1.2767 najlepiej nadają się do pracy pod dużymi obciążeniami dynamicznymi.
Stale do pracy na zimno, w tym 1.2363, 1.2379 i 1.2767, mogą być obrabiane metodą EDM przy zachowaniu zasad technologicznych.
Stale 1.2080, 1.2379, 1.2767 i inne mogą być stosowane zamiennie wyłącznie po analizie mechanizmu zużycia i obciążeń eksploatacyjnych.
Wybrane stale do pracy na zimno, w tym 1.2379, 1.2363, 1.2767, 1.2746 oraz inne wymienione gatunki, są dostępne w ofercie IK STAL w postaci prętów, płaskowników i formatek ciętych na wymiar.