AISI D3 -Werkzeugstahl: Bescheid über seine Eigenschaften, Verwendung & Wert

Wenn Sie mit Werkzeugen arbeiten, die extreme Härte benötigen und Widerstand tragen-wie Metallschneidblätter oder Kaltstempelstimmungen-AISI D3 -Werkzeugstahl ist ein Game-Changer. Als High-Carbon, Stahl mit hohem Chromium-Kaltwerkwerkzeug, Es ist gebaut, um schwierige Bedingungen zu bewältigen, ohne zu strecken oder zu verformen. In diesem Leitfaden, Wir werden seine Schlüsselmerkmale aufschlüsseln, reale Verwendungen, wie es gemacht ist, und wie es sich gegen andere Materialien stapelt. Am Ende, Sie werden wissen, ob es die richtige Wahl ist, Ihre Tool-Wear-Probleme zu lösen.

1. Materialeigenschaften von AISI D3 Werkzeugstahl

Die Stärke von AISI D3 liegt in seiner sorgfältig ausgewogenen Zusammensetzung und optimierten Eigenschaften. Erkunden wir jede Kategorie in einfachen Worten:

Chemische Zusammensetzung

DerLegierungselemente In AISI D3 arbeiten zusammen, um seine harte Erzeugung zu schaffen, Verschleißresistente Struktur. Folgendes müssen Sie wissen:

Physische Eigenschaften

Diese Eigenschaften beschreiben, wie sich AISI D3 unter alltäglichen Bedingungen verhält (wie Heizung oder Handhabung):

• Dichte: ~ 7,85 g/cm³ (Gleich wie die meisten Stähle - einfach zu berechnen, um das Werkzeuggewicht für Designs zu berechnen).
• Wärmeleitfähigkeit: ~ 25 w/(m · k) (niedriger als strukturelle Stähle - wichtig für die kontrollierte Wärmebehandlung).
• Wärmeleitkoeffizient: ~ 10,5 × 10⁻⁶/° C. (minimiert das Verzerrung beim Erhitzen, Werkzeuge präzise halten).
• Spezifische Wärmekapazität: ~ 455 J/(kg · k) (Griff Temperaturschwankungen während der Bearbeitung oder Verwendung).
• Magnetische Eigenschaften: Ferromagnetisch (Arbeitet mit magnetischen Werkzeughaltern in CNC -Maschinen oder Workshops).

Mechanische Eigenschaften

Dies sind die „Arbeitstier“ -Reits, die AISI D3 ideal für schwierige Werkzeuge machen:

• Zugfestigkeit: ≥ 2,800 MPA (Nach Wärmebehandlung)- Strong genug, um schwere Schnittkräfte zu bewältigen.
• Ertragsfestigkeit: ≥ 2,200 MPA (widersteht dauerhafter Biegen, So behalten Werkzeuge ihre Form).
• Härte: 60–65 HRC (Rockwell), ~ 650–700 HV (Vickers), ~ 600–650 HBW (Brinell)- Einer der am härtesten gängigsten Werkzeugstähle.
• Aufprallzählung: ~ 10–18 j (bei Raumtemperatur)-mäßig (Besser als Carbide, Aber weniger als schockresistente Stähle wie AISI S7).
• Ermüdungsstärke: ~ 950 MPa (widersteht den Schaden durch den wiederholten Gebrauch, Gut für Hochzykluswerkzeuge wie Stempelstimmungen).
• Resistenz tragen: Ausgezeichnet - 50% besser als Aisi D2 (dank höherer Kohlenstoffgehalt und mehr Carbide).

Andere Eigenschaften

• Korrosionsbeständigkeit: Mittelschwere - milde Rost -Rost besser als einfache Kohlenstoffstähle (Funktioniert gut in Workshops in Innenräumen).
• Härtbarkeit: Sehr gut - in dicken Werkzeugabschnitten gleichmäßig Laschen (Ideal für große Stanze oder Klingen).
• Temperierungsbeständigkeit: Hält die Härte bis zu ~ 320 ° C auf (Geeignet für Werkzeuge, die beim Gebrauch etwas warm werden).
• Dimensionsstabilität: Hoch - minimale Schrumpfung nach Wärmebehandlung (kritisch für Präzisionswerkzeuge wie Injektionsform -Beilagen).

2. Anwendungen von AISI D3 -Werkzeugstahl

Die extreme Härte von AISI D3 macht es perfekt für Werkzeuge, die starker Verschleiß sind. Hier sind seine häufigsten Verwendungszwecke:

Metallbearbeitungsindustrie

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

• Schneidwerkzeuge: Drehwerkzeuge (um harte Metalle wie Stahl zu drehen), Fräser (für eine präzise Formung), und räumen (zum Erstellen von Slots in Zahnrädern).
• Drehwerkzeuge: Bleiben Sie scharf 2x länger als Aisi D2, wenn Sie Edelstahl oder Legierungsstähle schneiden.
• Fräser: Wird in CNC -Maschinen verwendet, um komplexe Teile für Luft- und Raumfahrt- oder Automobilkomponenten zu schnitzen.
• Ränen: Erstellen Sie präzise Schlüsselbahnen in Metallwellen - kein Bedarf an häufiger Schärfe.

Plastikformindustrie

Seine dimensionale Stabilität funktioniert für Formkomponenten:

• Injektionsformeinsätze: Detaillierte Kunststoffteile machen (Wie Elektronikgehäuse oder medizinische Geräte)- Präzision von ARTAIN OVER 500,000+ Zyklen.
• Kompressionsformen: Formen Sie harte Kunststoffe (wie Nylon oder Polycarbonat)- resistierter Verschleiß durch wiederholten Kontakt mit geschmolzenem Kunststoff.

Holzbearbeitungsindustrie

Es wird für Werkzeuge verwendet, die Hartholz schneiden:

• Hobelklingen: Glatte Harthölzer wie Eiche oder Ahorn-scharfe 3x länger als Hochgeschwindigkeitsstahlblätter.
• Router -Bits: Schnitzern Sie komplizierte Muster in Möbeln - kein Splitter oder Stumpf.
• Sah Klingen: Schneiden Sie dicke Hartholzbretter - reduzieren Sie die Notwendigkeit von Klingenwechsel.

Automobilindustrie

Seine Stärke eignet sich für Hochleistungswerkzeuge:

• Stempeln stirbt: Formen Sie dicke Metallblätter in Autoteile (Wie Chassis -Komponenten oder Bremsbeläge)- hoher Druck.
• Schläge: Erstellen Sie Löcher in harten Metallen (Wie Stahlhalterungen)- Keine Verformung.
• 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: Biegung stirbt (Für Pfeifen oder Metallblätter), Werkzeuge bilden (zum Erstellen von Metallklammern), und Scherblätter (zum Schneiden von Metallblättern).
• Kaltformwerkzeuge: Formmetall in Teile formen (Wie Bolzen oder Muttern) Verwendung von Druck - kein Verschleiß auch danach 100,000+ Zyklen.
• Kalttusionswerkzeuge: Schieben Sie Metall durch einen Würfel, um komplexe Formen zu erzeugen (Wie Aluminiumprofile)- Präzision von ARTAIN.

3. Herstellungstechniken für AISI D3 -Werkzeugstahl

Das Erstellen von AISI D3 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, C, MO) werden hinzugefügt, um die Zusammensetzung von AISI D3 zu erreichen.
• Basis -Sauerstoffofen (Bof): Selten für AISI D3 (Nur für die Produktion von Werkzeugstahl in großem Maßstab verwendet).

2. Rollen und Schmieden

• Heißes Rollen: Der Stahl wird auf ~ 1.150–1.250 ° 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 (wie Würfelblöcke oder Schneiderkörper).
• 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 D3 von entscheidender Bedeutung. Der typische Prozess ist:

• Austenitisierung: Wärme auf 980–1.050 ° C und halte 1–2 Stunden lang. (konvertiert die Struktur in Austenit).
• Abschrecken: Schnell in Öl oder Luft abkühlen (konvertiert Austenit in Martensit, extreme Härte schaffen).
• Temperieren: Aufwärmen auf 180–250 ° C und 2–4 Stunden lang festhalten (Reduziert die Sprödigkeit und hält gleichzeitig eine hohe Härte bei).
• Kryogene Behandlung: Optional (cool zu -80 bis -196 ° C nach dem Löschen)- Eliminiert beibehalten Austenit, Härte und Stabilität steigern.

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)- Boost -Verschleißfestigkeit von 30% (Ideal zum Schneiden von Werkzeugen).

5. Qualitätskontrolle

Jede Charge von AISI D3 wird getestet, um Standards zu erfüllen:

• Chemische Analyse: Verwendet Spektrometrie, um die Elementniveaus zu überprüfen (stellt sicher, dass es mit AISI D3 -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 D3 Werkzeugstahl in Aktion

Beispiele in realer Welt zeigen, wie AISI D3 Zeit und Geld spart. Hier sind drei detaillierte Fälle:

Fallstudie 1: Metallbearbeitungsbrosts

Anwendungshintergrund: Ein kanadischer Luft- und Raumfahrtgeschäft benutzte AISI D2. Die Ränen danach stumpf 300 Teile, Schärfen erfordert (kostet $ 150/schärfe, 10 Schärfe/Monat). Leistungsverbesserung: Sie wechselten zu AISI D3 -Broaches. Die Broaches dauerten 800 Teile - 2,7x länger.Kosten-Nutzen-Analyse: Die monatlichen Schärfkosten gingen auf $563 (aus $1,500), Sparen Sie 11.244 USD/Jahr. Die Bearbeitungszeit fiel ebenfalls vorbei 15% (Weniger Tooländerungen).

Fallstudie 2: Kunststoffeinspritzform -Einsätze

Anwendungshintergrund: Eine USA. Der Maker für medizinische Geräte verwendete AISI -D2 -Schimmelpilzeinsätze, um Plastikspritzen zu machen. Die Einsätze haben danach abgenommen 300,000 Zyklen, Ersatz benötigen (kostet $ 2.000/beilieren, 4 Ersatz/Jahr). Leistungsverbesserung: Sie wechselten zu AISI D3 -Einsätzen. Die Einsätze dauerten 700,000 Zyklen - 2,3x länger.Kosten-Nutzen-Analyse: Die jährlichen Ersatzkosten gingen auf $1,143 (aus $8,000), Sparen Sie 6.857 USD/Jahr. Die Spritzen hatten auch eine bessere Oberflächenfinish (Schrott reduzieren 8%).

Fallstudie 3: Kfz -Scherblätter

Anwendungshintergrund: Ein mexikanischer Automobillieferant verwendete AISI O1 -Scherblätter, um Stahlblätter für Autotüren zu schneiden. Die Klingen stumpften danach 5,000 Schnitte, Ersatz benötigen (kostet $ 300/klinge, 8 Ersatz/Monat). Leistungsverbesserung: Sie wechselten zu AISI D3 -Klingen. Die Klingen dauerten 18,000 Schnitte - 3,6x länger.Kosten-Nutzen-Analyse: Die monatlichen Klingenkosten gingen auf $133 (aus $2,400), Sparen Sie 27.204 USD/Jahr. Ausfallzeiten für Klingenwechsel fielen ebenfalls vorbei 70%.

5. AISI D3 Werkzeugstahl vs. Andere Materialien

Wie ist AISI D3 im Vergleich zu anderen Werkzeugmaterialien vergleichbar?? Verwenden wir Daten zur Entscheidung:

Vergleich mit anderen Werkzeugstählen

AISI D3 wird oft mit AISI M2 verglichen, O1, S7, und D2 (Gemeinsame Werkzeugstähle):

Vergleich mit Nichtsteelmaterialien

AISI D3 konkurriert auch mit Carbiden, Keramik, und polykristalline Diamant (PCD):

Schlüssel zum Mitnehmen: AISI D3 bietet einen besseren Verschleiß Widerstand als die meisten Werkzeugstähle (in der Nähe von Carbiden) Obwohl es härter ist als Carbide oder Keramik - ideal für Werkzeuge, die sowohl Härte als auch Haltbarkeit benötigen.

Perspektive der Yigu -Technologie auf AISI D3 -Werkzeugstahl

Bei Yigu Technology, Wir empfehlen AISI D3 Kunden, der extremen Werkzeugkleidung ausgesetzt ist-wie Luft- und Raumfahrtgeschäfte, die Macher von Titan- oder Medizinprodukten mit hohen Zyklusformen schneiden. Viele Kunden wechselten von AISI D2 und sahen 2–3x längere Werkzeuglebensdauer. Während es etwas teurer ist als D2, Die Kosteneinsparungen durch weniger Ersatz und weniger Ausfallzeiten machen es es wert. Es ist nicht ideal für schockbelastete Werkzeuge (AISI S7 ist dafür besser), Aber für Verschleißanwendungen, AISI D3 ist die zuverlässigste Wahl, die wir anbieten.

FAQ über AISI D3 Werkzeugstahl

1. Kann AISI D3 zum Hochgeschwindigkeitsschneiden verwendet werden??
   Es funktioniert zum Schneiden mit mittlerem Geschwindigkeit (bis zu 120 m/min für Stahl). Für Hochgeschwindigkeitsschnitte (über 300 m/my), AISI M2 oder Carbide sind besser - sie handhaben effektiver mit Wärme.
2. Ist Aisi D3 schwerer zu maschinen als Aisi D2?
   Ja, leicht. Der höhere Kohlenstoffgehalt von AISI D3 macht es schwieriger, Sie benötigen also scharfe Carbidwerkzeuge und Schnittflüssigkeiten, um die Wärme zu reduzieren. Vorgeheizter D3 (auf 28–32 HRC erweicht) ist leichter zu maschine als vollständig verhärtet D3.
3. Benötigt AISI D3 eine Beschichtung??
   Beschichtungen wie Zinn sind nicht erforderlich, Aber sie steigern den Verschleißfestigkeit um 30–50%. Sie sind eine gute Investition für hochzykluste Tools (wie Injektionsformprotokollen oder Ränen) Das Leben noch weiter zu verlängern.