S2 أداة الصلب: ملكيات, التطبيقات, ودليل التصنيع

S2 Tool Steel عبارة عن فولاذ بارد منخفض الأداء منخفض الأداء صلابة عالية, مقاومة ارتداء جيدة, ومقاومة تحميل صدمة ممتازة - السارات المرتفعة من قبل مصممة خصيصها التكوين الكيميائي (الكربون المعتدل, الكروم, والإضافات الفاناديوم). على عكس نظيره S1 Tool Steel, يضيف S2 الفاناديوم لتعزيز القوة وارتداء المقاومة, جعلها مثالية لأدوات قطع الإجهاد متوسطة إلى عالية, تشكيل يموت, والمكونات الدقيقة في الفضاء, السيارات, وصناعات صب حقن البلاستيك. في هذا الدليل, سنقوم بتفكيك سماتها الرئيسية, استخدامات العالم الحقيقي, عمليات التصنيع, وكيف تقارن بالمواد الأخرى, مساعدتك في اختيارها للمشاريع التي تتطلب المتانة ومقاومة الصدمة.

1. خصائص المواد الرئيسية من S2 Tool Steel

ينبع أداء S2 من الأمثل التكوين الكيميائي- خاصة إضافة الفاناديوم - الذي يعزز قوته الميكانيكية, ارتداء المقاومة, والقدرة على تحمل الأحمال الصدمة.

التكوين الكيميائي

تعطي صيغة S2 الأولوية للصلابة, قوة, ومقاومة الصدمة, مع نطاقات ثابتة للعناصر الرئيسية:

• محتوى الكربون: 0.45-0.55% (أعلى من S1, تشكيل المزيد من كربيد مقاومة ارتداء جيدة مع الحفاظ صلابة عالية)
• محتوى الكروم: 0.60-0.90% (أعلى من S1, تعزيز قابلية الصلابة ومقاومة التآكل المعتدل دون تقليل القابلية للآلات)
• محتوى المنغنيز: 0.60-0.90% (يعزز قوة الشد والتصلب, ضمان نتائج معالجة الحرارة الموحدة)
• محتوى السيليكون: 0.15-0.35% (المساعدات في إزالة الأكسدة أثناء التصنيع واستقرار الخصائص الميكانيكية)
• محتوى الفوسفور: ≤0.03 ٪ (تسيطر عليها بدقة لمنع هشاشة البرد, حاسمة للأدوات المستخدمة في بيئات درجات الحرارة المنخفضة)
• محتوى الكبريت: ≤0.03 ٪ (منخفض للغاية للحفاظ على المتانة وتجنب التكسير أثناء الآلات أو التشكيل)
• محتوى الفاناديوم: 0.10-0.20% (تحديد إضافة مقابل. S1 - حجم الحبوب, يعزز ارتداء المقاومة, ويحسن مقاومة أحمال الصدمة)

الخصائص الفيزيائية

الخصائص الميكانيكية

بعد المعالجة الحرارية القياسية (الصلب + التبريد + تقع), يوفر S2 أداءً محسّنًا لتطبيقات الإجهاد المتوسطة إلى المرتفعة:

• قوة الشد: ~ 1200-1400 ميجا باسكال (200-300 MPA أعلى من S1, مناسبة لأدوات القطع المتوسطة وموت تشكيل)
• قوة العائد: ~ 800-1000 ميجا باسكال (يضمن الأدوات تقاوم التشوه الدائم تحت ضغط التكوين البارد أو أحمال القطع المعتدلة)
• استطالة: ~ 15-20 ٪ (في 50 MM - عالي بما يكفي لتجنب التكسير أثناء تصنيع الأشكال المعقدة, مطابقة ليونة S1)
• صلابة (مقياس روكويل ج): 52-56 HRC (بعد المعالجة الحرارية-2-4 HRC أعلى من S1, موازنة المقاومة والمتانة; أكثر ليونة من A2 ولكن أكثر مقاومة للصدمات)
• قوة التعب: ~ 550-650 ميجا باسكال (في 10 ⁷ دورات-50-100 ميجا باسكال أعلى من S1, حاسمة للأدوات ذات الحجم العالي المستخدمة 80,000+ مرات, مثل النوى العفن حقن البلاستيك)
• تأثير المتانة: معتدلة إلى عالية (~ 55-65 j/cm² في درجة حرارة الغرفة)- من أعظم من S1, A2, أو D2, مما يجعلها مثالية للأدوات التي تحمل الصدمة المفاجئة (على سبيل المثال, أدوات الختم اليدوية).

خصائص حرجة أخرى

• مقاومة ارتداء جيدة: الفاناديوم, الكربون, وكربيد الكروم يقاوم التآكل 15-20% أفضل من S1, تمديد الأداة حياة (على سبيل المثال, 150,000+ يموت دورات لختمات صغيرة).
• صلابة عالية: تحتفظ تركيبة من سبائك منخفضة, لذا فإن S2 يقاوم الضغط البارد (حتى 6,000 KN للموت المتوسط) دون تقطيع.
• مقاومة جيدة لأحمال الصدمة: صقل الفاناديوم يقلل من حجم الحبوب, السماح S2 بامتصاص الآثار المفاجئة (على سبيل المثال, تسقط الأداة العرضية أو ختم غير موازنة) دون كسر - ميزة رئيسية على S1.
• القابلية للآلات: جيد (قبل المعالجة الحرارية)–Annealed S2 (صلابة ~ 190-230 برينيل) من السهل الجهاز مع الصلب عالي السرعة (HSS) أو أدوات كربيد; طحن ما بعد التدفئة واضح ومباشر لحواف الدقة.
• قابلية اللحام: بحذر - يتطلب محتوى الكربون المعتدل التسخين (250-300درجة مئوية) وبعد دخت ما بعد الدقة لتجنب التكسير, جعلها قابلة للإصلاح لتعديلات الأدوات.

2. تطبيقات العالم الحقيقي لـ S2 Tool Steel

قوة S2 المعززة, مقاومة الصدمة, ومقاومة التآكل تجعلها مثالية للصناعات التي تتطلب موثوقية في مهام التوتر المتوسطة إلى العليا. فيما يلي استخداماتها الأكثر شيوعًا:

أدوات القطع

• قواطع الطحن: طواحين نهاية متوسطة الحجم لتصنيع الفولاذ الطري أو سبائك الألومنيوم تستخدم S2-مقاومة ارتداء جيدة يحافظ على الحدة ل 800+ أجزاء (مقابل. 500+ ل S1), تقليل وقت إعادة التسجيل.
• أدوات الدوران: أدوات مخرطة شبه آلية لأعمال المعادن الصغيرة (على سبيل المثال, التجهيزات النحاسية) استخدم S2 -مقاومة الصدمة يقاوم تصادمات الأدوات العرضية, خفض معدلات استبدال الأدوات.
• بروكس: بروكات داخلية لتشكيل الفولاذ الناعم أو الأجزاء البلاستيكية (على سبيل المثال, علب مستشعر السيارات) استخدم S2 - القابلية لخلق أسنان محطمة دقيقة, وارتداء مقابض المقاومة 15,000+ أجزاء.
• reamers: محمصات متوسطة التسامح (± 0.008 مم) من أجل العمل المعدني (على سبيل المثال, ثقوب مكون المحرك) استخدام S2 - يضمن الاحتفاظ بالحافة جودة ثقب متسقة دون إعادة توزيع متكررة.

مثال القضية: يستخدم متجر قطع غيار سيارات صغير S1 لأدوات تحول الألومنيوم ولكنه يواجه كسر الأدوات من صدمة عرضية (15% معدل الفشل). تحولوا إلى S2, وانخفضت معدلات الفشل إلى 3 ٪ - التنقيب $6,000 سنويا في تكاليف استبدال الأدوات, بينما تمتد حياة الأداة من 500 ل 800 أجزاء.

أدوات تشكيل

• اللكمات: أدوات متوسطة البرودة للصفائح المعدنية (على سبيل المثال, خلق ثقوب بين قوسين الصلب) استخدم S2 -مقاومة الصدمة يقاوم اللكم يدوي أو شبه آلي, وارتداء مقابض المقاومة 120,000+ اللكمات (مقابل. 80,000+ ل S1).
• يموت: يموت ختم الأوراق الفولاذية الرقيقة (على سبيل المثال, لوحات التحكم في الأجهزة) استخدم S2 - يتجنب التكسير أثناء تجميع الموت, وارتداء المقاومة يضمن حواف الألواح النظيفة أكثر 100,000 ختمات.
• أدوات الختم: أدوات ختم الدُفعة الصغيرة للأجزاء الداخلية للسيارات تستخدم S2-تناسب الاحتياجات المتوسطة الإنتاج, ومقاومة الصدمة تقاوم الاختلال أثناء الختم.

صب الحقن البلاستيك

• قوالب للأجزاء البلاستيكية: قوالب للمكونات البلاستيكية الصغيرة (على سبيل المثال, الموصلات الكهربائية) استخدم S2 -ارتداء المقاومة مقابض 200,000+ دورات, ويتحمل المتانة ضغط العفن (حتى 7,000 كيلوغرام).
• مكونات الأساسية والتجويف: نوى العفن الدقيقة للأجزاء البلاستيكية (على سبيل المثال, منافذ شحن الهاتف الذكي) استخدام S2 - الاستقرار الأبعاد يضمن اتساق جزء, وتتجنب مقاومة التآكل التدهور الأساسي من تدفق الراتنج.

الفضاء, السيارات & الهندسة الميكانيكية

• صناعة الطيران: مكونات صغيرة الحمل (على سبيل المثال, السحابات مقصورة الطائرات) استخدم S2 -قوة الشد يدعم الأحمال الهيكلية, ومقاومة الصدمة تقاوم الاهتزازات الناجمة عن الاضطرابات.
• صناعة السيارات: مكونات التوتر المتوسطة (على سبيل المثال, إدراج قالب القطع البلاستيكية أو أسنان التروس الصغيرة) استخدم S2-فعالية التكلفة يناسب إنتاج عالي الحجم, وارتداء مقاومة يقلل من تدهور المكون.
• الهندسة الميكانيكية: التروس والأعمدة لآلات التحميل المتوسطة (على سبيل المثال, الناقلات الصناعية) استخدم S2 - قوة الإمانات تقاوم الإجهاد المتكرر, ومقاومة الصدمة تتعامل مع الهزات الناقلة المفاجئة.

3. تقنيات التصنيع لـ S2 Tool Steel

يتطلب إنتاج S2 الدقة للحفاظ على تكوينه المعزز بالفاناديوم وضمان مقاومة صدمة ثابتة-مع الحفاظ على التكاليف التنافسية. إليك العملية التفصيلية:

1. العمليات المعدنية (التحكم في التكوين)

• فرن القوس الكهربائي (EAF): الطريقة الأساسية - الصلب scrap, الكربون, الكروم, ويذوب الفاناديوم في 1،600-1700 درجة مئوية. مراقبة أجهزة الاستشعار التكوين الكيميائي للحفاظ على العناصر في نطاقات S2 (على سبيل المثال, 0.10-0.20% الفاناديوم), حاسمة لمقاومة الصدمة وارتداء المقاومة.
• فرن الأكسجين الأساسي (bof): للإنتاج على نطاق واسع-تم خلط الحديد المبرمج من فرن الصهر مع الصلب الخردة; الأكسجين يضبط محتوى الكربون. تتم إضافة الفاناديوم والكروم بعد الانتهاء لتجنب الأكسدة وضمان تكوين دقيق.

2. عمليات المتداول

• المتداول الساخن: سبيكة المنصهرة يتم إلقاؤها في سبائك, ساخنة إلى 1050-1،150 درجة مئوية, ودحرجت في الحانات, لوحات, أو سلك. يتدحرج الساخنة يكسر الكربيد الكبيرة ويشكل المادة في فراغات الأدوات (على سبيل المثال, 250×250 تم وفاة كتل MM للوسيط).
• المتداول البارد: تستخدم لمكونات الأدوات الرقيقة (على سبيل المثال, نصائح لكمة أو إدراج العفن)—. تلبيس ما بعد التلف (650-700درجة مئوية) يخفف الصلب للآلات اللاحقة.

3. المعالجة الحرارية (مصممة مصممة لمقاومة الصدمة)

يعطي المعالجة الحرارية من S2 الأولوية للصلابة ومقاومة الصدمة, بينما يعزز مقاومة التآكل على S1:

• الصلب: تسخين إلى 750-800 درجة مئوية ل 2-3 ساعات, تبريد ببطء إلى ~ 600 درجة مئوية. يقلل من الصلابة إلى 190-230 برينيل, مما يجعلها قابلة للآلة وتخفيف الإجهاد الداخلي.
• التبريد: ساخنة إلى 830-870 درجة مئوية (أوستنتيش) ل 20-30 دقائق, تم إخمادها في النفط. يصلب الفولاذ 58-60 HRC - تبريد زهرة (مقابل. D2) يحتفظ بتحسين الحبوب من الفاناديوم.
• تقع: تم تسخينه إلى 270-320 درجة مئوية ل 1-2 ساعات, مبرد بالهواء. يقلل من الصلابة إلى 52-56 HRC - ترتدي الفرق المقاومة ومقاومة الصدمة; ارتفاع درجات الحرارة المتداعية (350-400درجة مئوية) يمكن استخدامها في ليونة إضافية.
• الإجهاد تخفيف الصلب: يتم تطبيق 1 ساعة لتقليل الإجهاد, منع تزييف الأداة أثناء المعالجة الحرارية النهائية.

4. التكوين والمعالجة السطحية

• تشكيل الأساليب:
• اضغط على تشكيل: مكابس هيدروليكية متوسطة (3,000-5,000 طن) قم بتشكيل الفراغات S2 إلى الخطوط العريضة للموت أو الأداة - قبل المعالجة الحرارية.
• الآلات: مصانع CNC أو مخارط شبه آلية قطع S2 إلى أشكال الأدوات (على سبيل المثال, رمير المزامير أو نصائح لكمة)أدوات HSS تعمل من أجل S2 الصلب, تقليل تكاليف الآلات.
• طحن: بعد المعالجة الحرارية, عجلات أكسيد الألومنيوم صقل حواف الأدوات إلى RA 0.1 μM خشونة-وفر لتطبيقات التسامح المتوسطة مثل النوى العفن البلاستيكية.
• المعالجة السطحية:
• نيترنج: يتم تسخينها إلى 480-520 درجة مئوية في جو النيتروجين لتشكيل أ 3-5 μM طبقة النيتريد - تعزز ارتداء المقاومة بواسطة 25% (مثالي للموتات ذات الحجم العالي الختم أو النوى العفن).
• طلاء (PVD/CVD): نيتريد التيتانيوم رقيقة (PVD) الطلاء اختياري لأدوات القطع - يحرز الاحتكاك, تمديد عمر الأداة بمقدار 1.8x لآلات الصلب المعتدل (مقابل. 1.5x لـ S1).
• تصلب: المعالجة الحرارية النهائية (التبريد + تقع) يكفي لمعظم التطبيقات - لا يلزم تصلب السطح إضافي.

5. ضبط الجودة (ضمان الأداء ومقاومة الصدمات)

• اختبار الصلابة: اختبارات Rockwell C تتحقق من صلابة ما بعد التدفق (52-56 HRC)- تناسق أداء الأداة.
• تحليل البنية المجهرية: يفحص السبائك تحت المجهر لتأكيد تحسين الحبوب الفاناديوم وتوزيع كربيد موحد (لا توجد كربيدات كبيرة تقلل من مقاومة الصدمة).
• التفتيش الأبعاد: الفرجار أو تنسيق آلات القياس (CMMS) تحقق من أبعاد الأداة إلى ± 0.005 مم-حرجة للتطبيقات المتوسطة مثل قوالب الأجزاء البلاستيكية.
• اختبار الصدمة: يحاكي التأثير المفاجئ (على سبيل المثال, إسقاط أداة من 1 متر) للتحقق من مقاومة الكسر - تلبيات S2 تلبي متطلبات تحميل الصدمة.
• اختبار الشد: يتحقق من قوة الشد (1200-1400 MPA) وقوة العائد (800-1000 MPA) لتلبية مواصفات S2.

4. دراسة حالة: S2 أداة الصلب في النوى العفن حقن البلاستيك

تستخدم الشركة المصنعة للأجزاء البلاستيكية الصغيرة S1 لنوى العفن للموصلات الكهربائية (150,000 أجزاء/سنة) ولكن واجهت قضيتين: ارتداء الأساس بعد 120,000 دورات وكسر من حين لآخر من صدمة تمشيط العفن (8% معدل الفشل). تحولوا إلى S2, مع النتائج التالية:

• الحياة الأساسية: امتدت مقاومة ارتداء S2 من الحياة الأساسية 200,000 دورات (67% أطول من S1)- تكاليف تكاليف الاستبدال الأساسية $7,000 سنويا.
• مقاومة الصدمة: انخفض معدل الفشل إلى 2 ٪ - التوفير $4,000 سنويًا في القوالب الضائعة وتوقف الإنتاج.
• وفورات التكلفة: بالرغم من 15% ارتفاع تكاليف المواد المقدمة, تم حفظ الشركة المصنعة $10,000 سنويًا-حرجة لهوامش الإنتاج متوسطة الحجم.

5. S2 Tool Steel Vs. مواد أخرى

كيف تقارن S2 بـ S1 وتوضيح الأدوات الأخرى لتطبيقات الإجهاد المتوسطة إلى العليا? دعنا نقسمه:

ملاءمة التطبيق

• أدوات القطع متوسطة الإجهاد: تتفوق مقاومة ارتداء S2 ومقاومة الصدمة S1 (حياة أطول, أقل فترات راحة) وأكثر فعالية من حيث التكلفة من A2-على سبيل المثال لمحلات المتاجر الصغيرة إلى المتوسطة.
• تشكيل معرض الصدمة يموت: مقاومة الصدمات العالية من S2 تجعلها أفضل من A2/D2 للختم اليدوي أو شبه التلقائي-يتجنب الكسر المموت المكلف.
• النوى العفن حقن البلاستيك: أرصدة S2 ارتداء المقاومة والصلابة أفضل من S1 (حياة دورة أطول) وأرخص من 420 الفولاذ المقاوم للصدأ-مناسبة لأجزاء بلاستيكية متوسطة الحجم.
• المكونات الميكانيكية: منافس قوة الشد من S2 والتعب 420 الفولاذ المقاوم للصدأ في 20% التكلفة المنخفضة-السبيل للتروس أو الأعمدة المتوسطة.

عرض تقنية Yigu على S2 Tool Steel

في Yigu Technology, يبرز S2 كخطوة من S1 لمهام التوتر المتوسطة إلى العليا. معززة الفاناديوم مقاومة الصدمة, ارتداء المقاومة, والقوة تجعلها مثالية لمصنعي الصغار إلى المتوسط ​​الذين يحتاجون إلى المتانة دون تكلفة الفولاذ العاليين. نوصي S2 لنوى العفن البلاستيكية, يموت ختم متوسطة, وأدوات قطع معرضة للصدمات-حيث يتفوق على S1 (حياة أطول, أقل فترات راحة) ويوفر قيمة أفضل من A2/D2. في حين أنه يفتقر إلى مقاومة التآكل الشديد, تتماشى تعدد استخداماتها وفعالية التكلفة مع هدفنا المتمثل في موثوقي, حلول التصنيع التي يمكن الوصول إليها.

التعليمات

1. هل S2 Tool Steel أفضل من S1 للتطبيقات المعرضة للصدمات?

نعم - تتحسن إضافة فاناديوم S2 مقاومة الصدمة عن طريق تحسين حجم الحبوب, جعله 2-3x أكثر مقاومة للتأثيرات المفاجئة (على سبيل المثال, تسقط الأداة أو ختم غير موازنة) من S1. اختر S2 إذا كان التطبيق الخاص بك يتضمن أحمال صدمة عرضية.