M35 الصلب عالي السرعة: ملكيات, التطبيقات, دليل التصنيع

M35 الصلب عالي السرعة (HSS) هو سبيكة متميزة تشتهر بها استثنائية صلابة حارة عالية والقوة المحسنة - السارات المرتفعة من خلال فريدة من نوعها التكوين الكيميائي (مشتمل 4.75-5.50% الكوبالت, إضافة رئيسية إلى قاعدة الصلب M2). على عكس HSS القياسية, يحتفظ بالصلابة في درجات حرارة تصل إلى 650 درجة مئوية, مما يجعلها الخيار الأفضل لأدوات القطع عالية الأداء, دقة تشكيل يموت, والمكونات الحرجة في صناعة الفضاء والصناعات السيارات. في هذا الدليل, سنقوم بتفكيك سماتها الرئيسية, استخدامات العالم الحقيقي, عمليات التصنيع, وكيف تقارن بالمواد الأخرى, مساعدتك في اختيارها للمشاريع التي تتطلب متانة شديدة وموثوقية درجات الحرارة العالية.

1. خصائص المواد الرئيسية من M35 عالية السرعة الصلب

أداء M35 متجذر في معايرته بدقة التكوين الكيميائي- خاصة الكوبالت, الذي يضخّم قدراتها الميكانيكية والعالية درجات الحرارة-تخيل خصائصها القوية.

التكوين الكيميائي

تعتمد صيغة M35 على M2 Steel مع الكوبالت لتعزيز الأداء, مع نطاقات ثابتة للعناصر الرئيسية:

• محتوى الكربون: 0.85-1.00% (أعلى من M2, تعزيز ارتداء المقاومة من خلال تشكيل المزيد من الكربيد الصلبة مع التنغستن/الفاناديوم)
• محتوى الكروم: 3.75-4.25% (يشكل كربيد مقاوم للحرارة لمقاومة تآكل إضافية ويضمن معالجة حرارية موحدة)
• محتوى التنغستن: 5.50-6.75% (عنصر أساسي ل صلابة حارة عالية- تشكل كربيدات تقاوم التليين عند 650 درجة مئوية+)
• محتوى الموليبدينوم: 4.75-5.50% (يعمل مع التنغستن لزيادة صلابة الساخنة وتقليل الهشاشة)
• محتوى الفاناديوم: 1.75-2.25% (صقل حجم الحبوب, يعزز المتانة, ويشكل كربيد الفاناديوم لمقاومة التآكل المتفوقة)
• محتوى الكوبالت: 4.75-5.50% (تحديد العنصر - يقمع مصفوفة الصلب ويزيد من صلابة الساخنة, رفع الأداء فوق M2)
• محتوى المنغنيز: 0.20-0.40% (يعزز الصلابة دون خلق كربيد خشن)
• محتوى السيليكون: 0.15-0.35% (يساعد إزالة الأكسدة أثناء تصنيع الأداء على درجة الحرارة العالية واستقرارها)
• محتوى الفوسفور: ≤0.03 ٪ (تسيطر عليها بدقة لمنع هشاشة البرد, حاسمة لتخزين أدوات درجة الحرارة المنخفضة)
• محتوى الكبريت: ≤0.03 ٪ (منخفضة للغاية للحفاظ عليها صلابة وتجنب التكسير أثناء التشكيل أو الآلات)

الخصائص الفيزيائية

الخصائص الميكانيكية

بعد المعالجة الحرارية القياسية (الصلب + التبريد + تقع), يقدم M35 أداءً رائدًا في الصناعة:

• قوة الشد: ~ 2100-2600 ميجا باسكال (100-150 MPA أعلى من M2, مثالي لعمليات القطع العالية مثل طحن الفولاذ الصلب)
• قوة العائد: ~ 1700-2100 ميجا باسكال (يضمن الأدوات تقاوم التشوه الدائم تحت الأحمال الثقيلة)
• استطالة: ~ 10-15 ٪ (في 50 MM - ليونة معتدلة, يكفي لتجنب التكسير المفاجئ أثناء اهتزازات الآلات)
• صلابة (مقياس روكويل ج): 63-69 HRC (بعد المعالجة الحرارية - يمكن التعديل: 63-65 HRC لأدوات التشكيل الصعبة, 67-69 HRC لأدوات القطع المقاومة للارتداء)
• قوة التعب: ~ 850-1050 ميجا باسكال (في 10 ⁷ دورات-50-100 ميجا باسكال أعلى من M2, مثالي للأدوات تحت دورات القطع المتكررة)
• تأثير المتانة: معتدلة إلى عالية (~ 38-48 j/cm² في درجة حرارة الغرفة)- أرقى من أدوات السيراميك, تقليل مخاطر التقطيع أثناء الاستخدام

خصائص حرجة أخرى

• مقاومة تآكل ممتازة: كربيدات محسنة الكوبالت تقاوم التآكل 15-20% أفضل من M2, مثالي لتصنيع المعادن الصلبة مثل Inconel أو Tool Steel.
• صلابة حارة عالية: يحتفظ ~ 62 HRC عند 650 درجة مئوية (2 HRC أعلى من M2 عند 600 درجة مئوية)-حرج للقطع عالي السرعة (على سبيل المثال, 600+ م/دقيقة لسبائك الألمنيوم).
• صلابة جيدة: متوازنة مع الصلابة, لذلك يقاوم الآثار البسيطة (على سبيل المثال, جهة اتصال الأدوات العمل) دون كسر.
• القابلية للآلات: جيد (قبل المعالجة الحرارية)–Annealed M35 (صلابة ~ 220-250 برينيل) قابل للآلة مع أدوات كربيد; تجنب الآلات بعد التصلب (63-69 HRC).
• قابلية اللحام: بحذر - زيادة محتوى الكربون والكوبالت يزيد من مخاطر التكسير; التسخين (350-400درجة مئوية) وبعد دخاء ما بعد الدفء مطلوب لإصلاح الأدوات.

2. تطبيقات العالم الحقيقي من M35 عالية السرعة الصلب

الأداء المعزز بالكوبالت من M35 يجعله مثاليًا للتطبيقات عالية الطلب وتشكيلها. فيما يلي استخداماتها الأكثر شيوعًا:

أدوات القطع

• قواطع الطحن: طواحين نهاية للآلات عالية السرعة من السبائك الصلبة (على سبيل المثال, Inconel 718) استخدم M35 -صلابة حارة يحافظ على الحدة عند 600-650 درجة مئوية, يتفوق على M2 بواسطة 25% في حياة الأداة.
• أدوات الدوران: أدوات المخرطة لتصنيع مهاوي التوربينات الفضائية تستخدم M35 - تقلل مقاومة الأدوات, تحسين كفاءة الإنتاج بواسطة 45%.
• بروكس: عمليات التطهير الداخلية لتشكيل التروس عالية القوة تستخدم M35-يقاوم التقطيع, والصلابة الساخنة تحافظ على الدقة 15,000+ أجزاء.
• reamers: دقة reamers لثقوب التسامح الضيق (± 0.0005 مم) في أجزاء نقل السيارات ، تستخدم M35 - مقاومة الألب 20,000+ reams.

مثال القضية: متجر لتصنيع الفضاء الجوي يستخدم M2 لطحن شفرات التوربينات Inconel. قاطع M2 مملة بعد 150 أجزاء. تحولوا إلى M35, واستمرت القواطع 225 أجزاء (50% أطول)— 40% والادخار $24,000 سنويا.

أدوات تشكيل

• اللكمات: اللكمات عالية السرعة لختم صفائح معدنية سميكة (على سبيل المثال, 10 مم من الصلب) استخدم M35 -مقاومة تآكل ممتازة مقابض 250,000+ ختمات (50,000 أكثر من M2).
• يموت: يموت تشكيل البرد لتشكيل البراغي عالية القوة استخدام M35-القساوة يقاوم الضغط, وارتداء مقاومة يقلل من الأجزاء المعيبة 70%.
• أدوات الختم: أدوات الختم الدقيقة للموصلات الإلكترونيات استخدم M35 - hardness (67-69 HRC) يضمن نظيفة, تخفيضات خالية من الأشرطة.

الفضاء & صناعات السيارات

• صناعة الطيران: أدوات القطع لتصنيع شفرات التوربينات التيتانيوم تستخدم M35 -صلابة حارة عالية تعامل 650 درجة مئوية درجات حرارة القطع, التي من شأنها تليين M2.
• صناعة السيارات: أدوات القطع عالية السرعة لكتل ​​محرك الآلات (الحديد الزهر) استخدام M35 - تقلل مقاومة الأدوات من استبدال الأدوات بواسطة 30%, خفض تكاليف الإنتاج.

الهندسة الميكانيكية

• التروس: استخدام التروس الشاقة لعلب تروس توربينات الرياح تستخدم M35-مقاومة الألب 30% مقابل. M2, الحد من الصيانة.
• مهاوي: مهاوي القيادة للضواغط الصناعية تستخدم M35 - قوة التحسين (2100-2600 MPA) يقاوم عزم الدوران العالي, ويقاوم قوة التعب التوتر المتكرر.
• المحامل: تستخدم المحامل عالية التحميل لمعدات التعدين M35-تقلل مقاومة الأدوات من الاحتكاك, خفض تردد الصيانة بواسطة 55%.

3. تقنيات التصنيع لصلب M35 عالي السرعة

يتطلب إنتاج M35 الدقة للحفاظ على توازن الكوبالت وتحسين الأداء. إليك العملية التفصيلية:

1. العمليات المعدنية (التحكم في التكوين)

• فرن القوس الكهربائي (EAF): الطريقة الأساسية - الصلب scrap, التنغستن, الموليبدينوم, الفاناديوم, ويذوب الكوبالت عند 1،650-1،750 درجة مئوية. مراقبة أجهزة الاستشعار التكوين الكيميائي للحفاظ على الكوبالت (4.75-5.50%) وعناصر أخرى ضمن النطاق - حرجة للصلابة الساخنة.
• فرن الأكسجين الأساسي (bof): للإنتاج على نطاق واسع-يتم خلط الحديد المخلوط مع الصلب الخردة; الأكسجين يضبط محتوى الكربون. تتم إضافة الكوبالت والسبائك الأخرى بعد الانتهاء لتجنب الأكسدة.

2. عمليات المتداول

• المتداول الساخن: سبيكة المنصهرة يتم إلقاؤها في سبائك, تسخين إلى 1،100-1،200 درجة مئوية, ودحرجت في الحانات, لوحات, أو سلك. يتدحرج الساخن ينهار الفراغات والأشكال الكاربية الكبيرة (على سبيل المثال, أجساد القاطع).
• المتداول البارد: تستخدم للألواح الرقيقة (على سبيل المثال, الفراغات الصغيرة)—. تلبيس ما بعد التلف (700-750درجة مئوية) يعيد قابلية الآلات.

3. المعالجة الحرارية (حاسمة لأداء الكوبالت)

• الصلب: تسخين إلى 850-900 درجة مئوية ل 2-4 ساعات, تبريد ببطء (50درجة مئوية/ساعة) إلى ~ 600 درجة مئوية. يقلل من الصلابة إلى 220-250 برينيل, مما يجعلها قابلة للآلة.
• التبريد: تسخين إلى 1،220-1،270 درجة مئوية (10-20درجة مئوية أعلى من M2) ل 30-60 دقائق, تم إخمادها في النفط. يصلب 67-69 HRC; إن تبريد الهواء يقلل من التشويه ولكنه يقلل من الصلابة 63-65 HRC.
• تقع: إعادة تسخين إلى 520-570 درجة مئوية (20-50درجة مئوية أعلى من M2) ل 1-2 ساعات, مبرد بالهواء. الأرصدة صلابة حارة والصلابة - حرجة لقطع الأدوات.
• الإجهاد تخفيف الصلب: إلزامي-تم توخيله إلى 600-650 درجة مئوية ل 1 بعد ساعة من التصنيع لتقليل التوتر, منع التكسير أثناء التبريد.

4. التكوين والمعالجة السطحية

• تشكيل الأساليب:
• اضغط على تشكيل: مكابس هيدروليكية (5,000-10,000 طن) قم بتشكيل لوحات M35 في فراغات الأدوات - مون قبل المعالجة الحرارية.
• طحن: بعد المعالجة الحرارية, عجلات الماس صقل الحواف إلى ± 0.0005 مم التحمل (على سبيل المثال, المزامير Reamer).
• الآلات: طواحين CNC مع أدوات كربيد شكل الصلب M35 في قطع الأشكال الهندسية - يمنع المجلد ارتفاع درجة الحرارة.
• المعالجة السطحية:
• نيترنج: تسخين إلى 500-550 درجة مئوية في النيتروجين لتشكيل أ 5-10 μM طبقة النيتريد - تعزز ارتداء المقاومة بواسطة 30%.
• طلاء (PVD/CVD): نيتريد الألمنيوم التيتانيوم (PVD) الطلاء تقلل من الاحتكاك, تمديد عمر الأداة بمقدار 2.5x.
• تصلب: المعالجة الحرارية النهائية (التبريد + تقع) يكفي لمعظم التطبيقات.

5. ضبط الجودة (ضمان الأداء)

• اختبار الصلابة: اختبارات Rockwell C تتحقق من صلابة ما بعد التدفق (63-69 HRC) والصلابة الساخنة (-62 HRC عند 650 درجة مئوية).
• تحليل البنية المجهرية: يؤكد توزيع كربيد موحد (لا توجد كربيدات كبيرة تسبب التقطيع).
• التفتيش الأبعاد: أبعاد أداة التحقق من CMMS للدقة (على سبيل المثال, تسامح ثقب ريمير).
• ارتداء الاختبار: يحاكي القطع عالية السرعة (على سبيل المثال, تصنيع Inconel في 550 م/بلدي) لقياس حياة الأداة.
• اختبار الشد: يتحقق من قوة الشد (2100-2600 MPA) وقوة العائد (1700-2100 MPA).

4. دراسة حالة: M35 فولاذ عالي السرعة في آلات شفرة التوربينات الطيران

تستخدم الشركة المصنعة الرئيسية للفضاء M2 لتصنيع شفرات التوربينات التيتانيوم ولكنها واجهت 30% فشل الأداة بسبب ارتفاع درجة الحرارة. تحولوا إلى M35, مع النتائج التالية:

• الأداة الحياة: استمرت قواطع M35 200 شفرات (مقابل. 130 ل M2)-40 ٪ حياة الأداة أطول.
• معدل الفشل: قلصت صلابة M35 الساخنة من الفشل في ارتفاع درجة الحرارة 8% (من 30%), توفير $60,000 سنويا في مواد ضائعة.
• وفورات التكلفة: على الرغم من M35 30% ارتفاع تكلفة مقدمة, تم حفظ الشركة المصنعة $190,000 سنويًا عن طريق تغييرات الأدوات المخفضة والنفايات.

5. M35 عالي السرعة الصلب مقابل. مواد أخرى

كيف تقارن M35 بـ M2 وغيرها من المواد عالية الأداء? دعنا نقسمه:

ملاءمة التطبيق

• تصنيع الفضاء: M35 يتفوق على M2 (أعلى صلابة ساخنة) لتيتانيوم/inconel - التردد من M42.
• قطع عالية السرعة: M35 يوازن الأداء وتكلفة أفضل من M42 - مثيل لآلات محرك السيارات.
• تشكيل الدقة: M35 متفوق على D2 (أفضل صلابة) لختم الحجم العالي-تقلبات التقطيع.

عرض تقنية Yigu على M35 High Speed ​​Steel

في Yigu Technology, يبرز M35 كحل عالي القيمة لاحتياجات الآلات الشديدة. معززة الكوبالت صلابة حارة وارتداء المقاومة تجعلها مثالية للفضاء, السيارات, وعملاء الهندسة الدقيقة. نوصي M35 لقطع السبائك الصلبة (Inconel, التيتانيوم) والتطبيقات عالية السرعة-حيث تتفوق على M2 (حياة الأداة الأطول) ويوفر قيمة أفضل من M42. بينما أكثر تكلفة مقدما, تخفض المتانة تكاليف الصيانة والاستبدال, التوافق مع هدفنا المتمثل, حلول تصنيع عالية الأداء.

التعليمات

1. هل M35 عالي السرعة من الصلب أفضل من M2 لتصنيع السبائك الصلبة?

نعم - يعزز محتوى الكوبالت في M35 صلابة حارة وارتداء المقاومة, صنعه 15-20% أكثر متانة من M2 للسبائك الصلبة مثل Inconel أو Tool Steel. إنه مثالي إذا كنت بحاجة إلى حياة أطول للآلات عالية الطلب.

2. يمكن استخدام M35 لآلات المعادن غير الحديدية (على سبيل المثال, الألومنيوم)?

نعم, لكن غالبًا ما يتم تحطيمها. M35 يعمل بشكل جيد لآلات الألمنيوم عالية السرعة, لكن M2 أرخص وكافية لمعظم التطبيقات غير الحديدية. حجز M35 للمعادن الصلبة لزيادة فعالية التكلفة إلى الحد الأقصى.

3. كيف تقارن M35 مع M42 عالية السرعة الصلب?

M42 لديه صلابة ساخنة أعلى قليلا (~ 64 HRC عند 650 درجة مئوية مقابل. M35 62 HRC) لكن 40% أكثر تكلفة وأصعب للآلة. يوفر M35 قيمة أفضل لمعظم التطبيقات - اختر فقط M42 لاحتياجات القطع 650 درجة مئوية.