AISI D2 -Werkzeugstahl: Der Leitfaden für Eigenschaften, Verwendung & Leistung

Wenn Sie in der Metallbearbeitung sind, Plastikform, oder Werkzeugherstellung, Sie brauchen ein Material, das die Härte ausgleichen, Resistenz tragen, und Haltbarkeit.AISI D2 -Werkzeugstahl ist ein kaltes Werkzeugstahl, das in diesen Bereichen auszeichnet-es wird verwendet, um Werkzeuge zu erstellen, die geschnitten werden, Form, und Materialien bilden, ohne sich schnell abnutzen zu lassen. In diesem Leitfaden, Wir werden die wichtigsten Eigenschaften aufschlüsseln, Anwendungen in der Praxis, wie es gemacht ist, und wie es sich mit anderen Werkzeugmaterialien vergleicht. Am Ende, Sie werden wissen, ob es die richtige Wahl für Ihre Werkzeuganforderungen ist.

1. Materialeigenschaften von AISI D2 -Werkzeugstahl

Die Leistung von AISI D2 stammt aus seiner einzigartigen chemischen Zusammensetzung und sorgfältig optimierten Eigenschaften. Lassen Sie uns in jede Kategorie eintauchen:

Chemische Zusammensetzung

DerLegierungselemente In AISI D2 arbeiten zusammen, um seine harte Erzeugung zu schaffen, Verschleißresistente Struktur. Hier ist eine Aufschlüsselung typischer Inhalte und deren Rollen:

Physische Eigenschaften

Diese Eigenschaften beschreiben, wie sich AISI D2 unter verschiedenen Bedingungen verhält (Z.B., Heizung, Kühlung, oder magnetisches Handling):

• Dichte: ~ 7,85 g/cm³ (Gleich wie die meisten Stähle, Machen Sie einfach, das Werkzeuggewicht zu berechnen).
• Wärmeleitfähigkeit: ~ 26 w/(m · k) (niedriger als strukturelle Stähle - wichtig für die kontrollierte Wärmebehandlung).
• Wärmeleitkoeffizient: ~ 11 × 10⁻⁶/° C. (minimiert das Verziehen während der Wärmebehandlung, Werkzeuge dimensional stabil halten).
• Spezifische Wärmekapazität: ~ 460 j/(kg · k) (behandelt Temperaturänderungen während der Bearbeitung oder Verwendung).
• Magnetische Eigenschaften: Ferromagnetisch (Arbeitet mit magnetischen Werkzeughaltern in CNC -Maschinen).

Mechanische Eigenschaften

Dies sind die „funktionierenden“ Eigenschaften, die AISI D2 ideal für das Werkzeug machen:

• Zugfestigkeit: ≥ 2,500 MPA (Nach Wärmebehandlung)- Strong genug, um Kräften standzuhalten.
• Ertragsfestigkeit: ≥ 2,000 MPA (widersteht der dauerhaften Verformung, So behalten Werkzeuge ihre Form).
• Härte: 58–62 HRC (Rockwell), ~ 600–650 HV (Vickers), ~ 550–600 HBW (Brinell)- leicht genug, um Metall zu schneiden oder Kunststoff zu formen.
• Aufprallzählung: ~ 15–25 j (bei Raumtemperatur)- Moderate Zähigkeit (Besser als Carbide, Aber weniger als Aisi S7).
• Ermüdungsstärke: ~ 900 MPa (widersteht den Schaden durch den wiederholten Gebrauch, Gut für Hochzykluswerkzeuge wie Stempelstimmungen).
• Resistenz tragen: Ausgezeichnet - 3–4 -mal höher als AISI O1 -Werkzeugstahl (Vielen Dank an Chromcarbide).

Andere Eigenschaften

• Korrosionsbeständigkeit: Mittelschwere - milde Rost -Rost besser als einfache Kohlenstoffstähle (Gut für den Innenwerkzeuglagerung).
• Härtbarkeit: Ausgezeichnet - in dicken Abschnitten gleichmäßig Laschen (Ideal für große Werkzeuge wie Schmiedenstirme).
• Temperierungsbeständigkeit: Hält die Härte bis zu ~ 300 ° C auf (Funktioniert für Werkzeuge, die während des Gebrauchs leichte Wärme erzeugen).
• Dimensionsstabilität: Hoch - minimales Schrumpfen oder Verziehen nach Wärmebehandlung (kritisch für Präzisionswerkzeuge wie Injektionsform -Beilagen).

2. Anwendungen von AISI D2 -Werkzeugstahl

AISI D2s Mischung aus Härte und Verschleißfestigkeit macht es perfekt für Werkzeuge, die wiederholt Reibung oder Schneiden sind. Hier sind seine häufigsten Verwendungszwecke:

Metallbearbeitungsindustrie

Es ist eine oberste Wahl für Werkzeuge, die Metall schneiden oder formen:

• Schneidwerkzeuge: Drehwerkzeuge (zum Drehen von Metall), Fräser (Für die Gestaltung von Teilen), und räumen (zum Erstellen von Slots).
• Drehwerkzeuge: Handlungsbetriebsvorgänge auf Stahl, Aluminium, oder Messing-scharfe länger als minderwertige Stähle.
• Fräser: Wird in CNC -Maschinen verwendet, um komplexe Formen in Metallteile zu schnitzen.
• Ränen: Erstellen Sie präzise Slots oder Schlüsselbahnen in Zahnrädern oder Wellen.

Plastikformindustrie

Seine dimensionale Stabilität funktioniert für Formkomponenten:

• Injektionsformeinsätze: Erstellen Sie detaillierte Teile (wie Plastik Zahnräder oder Elektronikgehäuse)- Präzision an Tausende von Zyklen anregen.
• Kompressionsformen: Form Kunststoffteile unter Druck - resistischer Verschleiß aus wiederholten Kontakt mit geschmolzenem Kunststoff.

Holzbearbeitungsindustrie

Es wird für Werkzeuge verwendet, die Holz schneiden oder formen:

• Hobelklingen: Glatte Holzoberflächen-länger als Hochgeschwindigkeitsstahlblätter auftreten.
• Router -Bits: Rillen oder Muster in Holz schnitzen (Z.B., für Möbel).
• Sah Klingen: Harthölzer oder Sperrholz geschnitten - resistentes Stumpf aus Holzfasern.

Automobilindustrie

Seine Stärke eignet sich für Hochleistungswerkzeuge:

• Stempeln stirbt: Formmetallblätter in Autoteile formen (Wie Türplatten oder Kotflügel)- hoher Druck.
• Schläge: Erstellen Sie Löcher in Metallkomponenten (Wie Chassis -Teile).
• Stirbt zum Schmieden: Form heißes Metall in Automobilteile formen (Wie Kurbelwellen)- Resistente Verschleiß von hohen Temperaturen.

Allgemeine Ingenieurwesen

Es wird für Kaltwerkzeuge verwendet, die Metall bei Raumtemperatur formen:

• Kalte Arbeitswerkzeuge: Beugen oder bilden Sie Metall, ohne zu erhitzen (Z.B., Biegung stirbt für Pfeifen).
• Kaltformwerkzeuge: Formmetall in Teile formen (Wie Bolzen oder Unterlegscheiben) Druck verwenden.
• Kalttusionswerkzeuge: Schieben Sie Metall durch einen Würfel, um komplexe Formen zu erzeugen (Wie Aluminiumprofile).

3. Herstellungstechniken für AISI D2 -Werkzeugstahl

Das Erstellen von AISI D2 erfordert genaue Schritte, um seine Härte und Stabilität zu gewährleisten. Hier ist der Prozess:

1. Stahlherstellungsprozess

• Elektrischer Lichtbogenofen (EAF): Die häufigste Methode. Schrottstahl wird in einem EAF geschmolzen, Und Legierungselemente (Cr, MO, V) werden hinzugefügt, um die Zusammensetzung von AISI D2 zu erreichen.
• Basis -Sauerstoffofen (Bof): Selten für AISI D2 (verwendet nur für die großflächige Produktion von Werkzeugstählen).

2. Rollen und Schmieden

• Heißes Rollen: Der Stahl wird auf ~ 1.100–1.200 ° C erhitzt und in Stangen gerollt, Teller, oder Blätter (Die Startform für Werkzeuge).
• Kaltes Rollen: Optional für dünne Blätter - setzt sich der Oberfläche und erhöht die Härte leicht.
• Drop Forging: Verwendet einen Hammer, um heißen Stahl in Werkzeuglücken zu formen (Z.B., Schneiderkörper oder Würfelblöcke).
• Drücken Sie Schmieden: Verwendet eine hydraulische Presse, um präzise Formen zu erstellen (Für komplexe Werkzeuge wie Injektionsformeinsätze).

3. Wärmebehandlung

Dieser Schritt ist für die Härte von AISI D2 von entscheidender Bedeutung. Der typische Prozess ist:

• Austenitisierung: Erhitzen Sie den Stahl auf 950–1.050 ° C und halten Sie 1–2 Stunden lang fest (konvertiert die Struktur in Austenit).
• Quenching: Schnell in Öl oder Luft abkühlen (konvertiert Austenit in Martensit, hohe Härte schaffen).
• Temperieren: Aufwärmen auf 150–300 ° C und 2–4 Stunden lang festhalten (reduziert die Bröckchen und behält die Härte bei).
• Kryogene Behandlung: Optional (cool zu -80 bis -196 ° C nach dem Löschen)- reduziert Austenit, Steigerung der Härte und der dimensionalen Stabilität.

4. Oberflächenbehandlung

• Schleifen: Verwendet Schleifräder, um das Werkzeug zu präzisen Abmessungen zu formen (Z.B., Schärfen eines Fräsers Cutter).
• Polieren: Erzeugt eine glatte Oberfläche (kritisch für Injektionsformeinsätze, die ein glänzendes Finish auf Plastikteile übertragen müssen).
• Beschichtung: Zu den Optionen gehört Titannitrid (Zinn) oder diamantartiger Kohlenstoff (DLC)- Boosts tragen Widerstand und reduzieren die Reibung (Ideal zum Schneiden von Werkzeugen).

5. Qualitätskontrolle

Jede Charge von AISI D2 wird getestet, um Standards zu erfüllen:

• Chemische Analyse: Verwendet Spektrometrie, um die Elementniveaus zu überprüfen (stellt sicher, dass es mit AISI D2 -Spezifikationen übereinstimmt).
• Mechanische Tests: Beinhaltet Härtetests (HRC überprüfen), Aufpralltests (Zähigkeit überprüfen), und Tragen Sie Tests.
• Nicht-zerstörerische Tests (Ndt): Verwendet Ultraschalltests, um versteckte Risse zu finden (kritisch für Hochdruckwerkzeuge wie Stempelstimmungen).

4. Fallstudien: AISI D2 Werkzeugstahl in Aktion

Beispiele in realer Welt zeigen, wie AISI D2 Zeit und Geld spart. Hier sind drei detaillierte Fälle:

Fallstudie 1: Metallbearbeitungsmühlenschneider

Anwendungshintergrund: Ein in den USA ansässiger CNC-Geschäft verwendete AISI M2-Fräser-Strecke, um Stahlteile zu maschinellen. Die Cutter stumpften danach 500 Teile, Erfordernde häufige Ersetzungen (kostet $ 200/Cutter, 8 Ersatz/Monat). Leistungsverbesserung: Sie wechselten zu AISI D2 Cutters (mit Zinn beschichtet). Die Cutter dauerten 1,800 Teile - 3,6x länger.Kosten-Nutzen-Analyse: Die monatlichen Cutterkosten gingen auf $444 (aus $1,600), Sparen Sie 13.872 USD/Jahr. Die Bearbeitungszeit fiel ebenfalls vorbei 10% (Keine Notwendigkeit, für Cutter -Änderungen anzuhalten).

Fallstudie 2: Kunststoffeinspritzform -Einsätze

Anwendungshintergrund: Ein Hersteller von deutschen Kunststoffteilen verwendete AISI P20 -Schimmelpilzeinsätze. Die Einsätze haben danach abgenommen 100,000 Zyklen, Nachbearbeitung erforderlich (kostet $ 1.500/einfügen, 4 überarbeitet/Jahr). Leistungsverbesserung: Sie wechselten zu AISI D2 -Einsätzen. Die Einsätze dauerten 500,000 Zyklen - 5x länger.Kosten-Nutzen-Analyse: Die jährlichen Nacharbeitskosten gingen auf $1,200 (aus $6,000), Sparen Sie 4.800 US -Dollar pro Jahr. Die Kunststoffteile hatten auch eine bessere Oberflächenfinish (Schrott reduzieren 5%).

Fallstudie 3: Automobilstempel stirbt

Anwendungshintergrund: Ein japanischer Automobillieferant verwendete AISI O1 -Stempelstempel, um Autotürpaneele herzustellen. Die Stämme verschlechterten sich danach 20,000 Teile, Schleifen erfordert (kostet $ 500/mahlen, 10 Grinds/Jahr). Leistungsverbesserung: Sie wechselten zu AISI D2 -Sterben. Die Würfel dauerten 80,000 Teile - 4x länger.Kosten-Nutzen-Analyse: Die jährlichen Schleifkosten gingen auf $1,250 (aus $5,000), Sparen Sie 3.750 USD/Jahr. Die Veränderungszeit fiel ebenfalls vorbei 20% (Reduzierung der Produktionsausfallzeiten).

5. AISI D2 Werkzeugstahl vs. Andere Materialien

Wie ist AISI D2 im Vergleich zu anderen Werkzeugmaterialien vergleichbar?? Verwenden wir Daten, um es herauszufinden:

Vergleich mit anderen Werkzeugstählen

AISI D2 wird oft mit AISI M2 verglichen (Hochgeschwindigkeitsstahl), Aisi O1 (Ölhärtungstahl), und Aisi S7 (Stoßdämpfer-resistenter Stahl):

Vergleich mit Nichtsteelmaterialien

AISI D2 konkurriert auch mit Carbiden, Keramik, und polykristalline Diamant (PCD):

Schlüssel zum Mitnehmen: AISI D2 Balances Verschleißfestigkeit (Besser als O1, in der Nähe von Carbiden) und Zähigkeit (besser als Carbide oder Keramik)- Es ist eine vielseitige Wahl für die meisten Werkzeugbedürfnisse.

Perspektive der Yigu -Technologie auf AISI D2 -Werkzeugstahl

Bei Yigu Technology, Wir empfehlen AISI D2 Kunden, die langlebig benötigen, Präzise Werkzeuge - wie Metallbearbeitungsgeschäfte oder Plastikschimmelhersteller. Viele Kunden wechselten von AISI O1 oder M2 und sahen 2–5x längeres Werkzeugleben. Seine dimensionale Stabilität ist ein herausragender Bestandteil: Für Injektionsformen, Es behält Präzision über Tausende von Zyklen bei, Schrott reduzieren. Während es weniger hart ist als Aisi S7 (Nicht ideal für schockbelastete Werkzeuge), Es ist kostengünstiger als Carbide. Für die meisten Kalt- oder Schneidanwendungen, AISI D2 liefert die beste Mischung aus Leistung und Wert.

FAQ über AISI D2 Werkzeugstahl

1. Kann AISI D2 zum Hochgeschwindigkeitsschneiden verwendet werden??
   Es funktioniert zum Schneiden mit mittlerem Geschwindigkeit (bis zu 150 m/min für Stahl). Für Hochgeschwindigkeitsschnitte (über 300 m/my), Aisi M2 oder Carbide sind besser - sie umgehen besser mit der Hitze.
2. Ist AISI D2 schwer zu maschine??
   Es hat eine mäßige Bearbeitbarkeit. Sie benötigen Carbid -Werkzeuge (anstelle von Hochgeschwindigkeitsstahl) und Schneiden von Flüssigkeiten, um die Wärme zu reduzieren. Mit vorgeheizter behandeltes AISI D2 (auf 25–30 HRC erweicht) ist leichter zu maschine als vollständig verhärtet D2.
3. Braucht AISI D2 eine Beschichtung??
   Beschichtungen wie Zinn oder DLC sind nicht erforderlich, Aber sie steigern den Verschleißfestigkeit um 20–50%. Sie sind es wert (Wie Injektionsformprotokollen oder Fräserschneider) Leben weiter zu verlängern.