Mitä on työkaluteräs – määritelmäTyökaluteräs on korkean lujuuden teräslaji, jolla on erityisominaisuuksia ja jota käytetään erilaisten työkalujen valmistukseen, kuten lastuaviin työkaluihin, muotteihin, matriiseihin, veitsiin, poriin, leikkureihin sekä lämpökäsittely- ja muovaustyökaluihin. Työkaluteräkselle ominaista on ennen kaikkea erittäin korkea kovuus, kulutuskestävyys sekä kyky säilyttää ominaisuutensa korkeissa lämpötiloissa. Kuumatyötyökaluteräkset soveltuvat erinomaisesti työkaluihin, jotka altistuvat usein ja äkillisesti muuttuville lämpötiloille. Ne kestävät myös suuria puristusvoimia ja voimakasta kulumista. Keskiseosteiset teräkset johtavat hyvin lämpöä, minkä ansiosta halkeamien syntyminen on vähäisempää. Tällaisia teräksiä käytetään pääasiassa puristimien alasimien sekä taontamatriisien valmistukseen. Runsasseosteisia teräksiä käytetään puolestaan erityisesti puristusmatriiseihin ja painevalumuotteihin, joissa kuuman materiaalin kosketusaika on pitkä.Työkaluteräs saavuttaa hyvin korkean kovuuden (jopa yli 60 HRC), mikä umoistaa valmistettujen työkalujen tehokkaan toiminnan kovissakin materiaaleissa. Seosteräksiset työkaluteräkset tarjoavat riittävän sitkeyden, murtumakestävyyden ja kulutuskestävyyden. Työkalut säilyttävät ominaisuutensa myös voimakkaassa kitkassa ja suurissa pintapaineissa. Suurimpia etuja ovat erinomainen karkenevuus ja korkea vastustuskyky lämpötilojen pehmentävälle vaikutukselle.Suosituimmat työkaluteräslajitTyökaluteräksiä voidaan luokitella työskentelylämpötilan perusteella: seosteräksiset työkaluteräkset jaetaan kylmä- ja kuumatyöteräksiin. Alle 200 °C lämpötilassa toimiviin työkaluihin käytetään kylmätyöteräksiä, kun taas tätä korkeammissa lämpötiloissa käytetään kuumatyötyökaluteräksiä. Lisäksi on seostamattomia työkaluteräksiä, jotka on tarkoitettu kylmätyöhön. Näitä on kuusi peruslaatua, jotka eroavat hiilipitoisuudeltaan (C45U, C70U, C80U, C90U, C105U, C120U). Kuumatyötyökaluterästen yleisimpiä laatuja ovat: 1.2367 / X38CrMoV5-3 WNL / 1.2713 / 55NiCrMoV6 WLV / 1.2365 / 32CrMoV12-28 WCLV / 1.2344 / X40CrMoV5-1 WCL / 1.2343 / X37CrMoV5-1Mikä on kuumatyötyökaluteräksen koostumus?Kaikissa työkaluteräksissä hiilellä on keskeinen rooli, sillä se vaikuttaa ratkaisevasti teräksen kovuuteen. Työkaluteräkset ovat yleensä runsashiilisiä. Keskihiilisiä teräksiä käytetään vain sovelluksissa, joissa vaaditaan suurempaa dynaamisten kuormitusten kestävyyttä. Lisäksi työkaluteräksen koostumukseen kuuluu useita seosaineita, erityisesti karbidia muodostavia alkuaineita: Mo, Cr, W, V. Lämpökäsittelyn (karkaisu ja päästö) avulla nämä alkuaineet saadaan muodostamaan yhdisteitä hiilen kanssa. Niiden tehtävänä on lisätä kulutuskestävyyttä ja parantaa karkenevuutta. Seosaineiden avulla voidaan myös parantaa teräksen vastustuskykyä korkeiden lämpötilojen pehmentävälle vaikutukselle, jolloin kovuus säilyy jopa erittäin kuumissa olosuhteissa. Parempi karkenevuus mahdollistaa miedompien jäähdytysaineiden käytön, mikä puolestaan vähentää sisäisiä jännityksiä ja minimoi karkaisuhalkeamien riskin.Seostamattomien työkaluterästen käyttöSeostamattomia teräksiä käytetään pääasiassa yksinkertaisten käsityökalujen valmistukseen. Pienemmän hiilipitoisuuden teräkset soveltuvat iskutyökaluihin, kuten vasaroihin, tuurniin, talttoihin, kirveisiin ja katkaisutyökaluihin. Suuren hiilipitoisuuden teräksiä käytetään puolestaan metallin työstöön pienillä lastuamisnopeuksilla, esimerkiksi kierretappeihin, poriin, jyrsimiin ja kalvaimiin.KylmätyötyökaluteräksetKylmätyöteräkset eroavat seostamattomista työkaluteräksistä siten, että niillä on parempi karkenevuus. Tämä mahdollistaa huomattavasti monimutkaisempien työkalumuotojen valmistuksen. Korkean kulutuskestävyyden takaavat hienot karbidit, joita muodostuu esimerkiksi Mo-, V-, W- ja Cr-alkuaineista. Pienemmän hiilipitoisuuden kylmätyöteräkset ovat hyvin iskunkestäviä ja soveltuvat siksi tuurnien ja niittityökalujen valmistukseen. Suuren hiilipitoisuuden teräkset sopivat puolestaan monimutkaisten työkalujen, kuten valssausrullien, leikkauslevyjen ja vetorenkaiden valmistukseen.