D3 Werkzeugstahl: Eigenschaften, Anwendungen, Fertigungshandbuch

D3-Werkzeugstahl ist ein hoher Kohlenstoff, Stahlstahl mit hohem Chromium-Kaltwerk, das für seine außergewöhnlichen Beschäftigung bekannt ist Resistenz tragen Und hohe Kantenretention- Massiten ermöglicht durch seinen erhöhten Kohlenstoff- und Chromgehalt. Im Gegensatz zu seinem engen relativen D2 -Werkzeugstahl, Die höheren Kohlenstoffspiegel von D3 erzeugen mehr harte Carbide, Machen Sie es zu einer Top -Wahl für Präzisionswerkzeuge, Besteck, und Formen, die eine maximale Haltbarkeit bei niedrigen Auswirkungen erfordern, Tragenintensive Szenarien. In diesem Leitfaden, Wir werden seine Schlüsselmerkmale aufschlüsseln, reale Verwendungen, Herstellungsprozesse, und wie es im Vergleich zu anderen Materialien ist, Helfen Sie, es für Projekte auszuwählen, bei denen kompromissloser Verschleißfestigkeit kritisch ist.

1. Schlüsselmaterialeigenschaften von D3 -Werkzeugstahl

Die Leistung von D3 Tool Steel wird durch die genau kalibrierte Leistung definiert Chemische Zusammensetzung, das prägt seine robuste mechanische Eigenschaften, konsistent physische Eigenschaften, und unterschiedliche Arbeitseigenschaften.

Chemische Zusammensetzung

Die Formel von D3 Tool Steel ist für extreme Verschleißfestigkeit optimiert, mit festen Bereichen für Schlüsselelemente:

• Hoher Kohlenstoffgehalt: 1.80-2.30% (höher als D2 - Bindungen mit Chrom und Vanadium, um dichte Carbide zu bilden, die Grundlage seiner Ausgezeichneter Verschleißfestigkeit)
• Hoher Chromgehalt: 11.50-13.00% (bildet Chromcarbide zur Verschleißresistenz und eine Schutzoxidschicht für Gute Korrosionsbeständigkeit)
• Molybdängehalt: 0.30-0.50% (verbessert die Verhärtbarkeit und verringert die Brödheit, Stärke und praktische Benutzerfreundlichkeit ausbalancieren)
• Vanadiuminhalt: 0.80-1.20% (verfeinert die Korngröße und bildet Vanadiumcarbide, Weitere Verbesserung der Verschleißfestigkeit und Zähigkeit)
• Manganinhalt: 0.20-0.40% (Verbessert die Verhinderbarkeit, ohne grobe Carbide zu erzeugen, die den Stahl schwächen)
• Siliziumgehalt: 0.20-0.40% (Hilfsmittel bei der Desoxidation während der Herstellung und stabilisiert Hochtemperaturleistung)
• Phosphorgehalt: ≤ 0,03% (streng kontrolliert, um kalte Brechtigkeit zu verhindern, kritisch für Tools, die in Umgebungen mit niedriger Temperatur verwendet werden)
• Schwefelgehalt: ≤ 0,03% (Ultra-niedrig, um die Zähigkeit aufrechtzuerhalten und das Knacken während der Bildung oder Bearbeitung zu vermeiden)

Physische Eigenschaften

D3 Tool Steel verfügt über konsistente physikalische Eigenschaften, die das Design für Werkzeuganwendungen vereinfachen:

Mechanische Eigenschaften

Nach Standard -Wärmebehandlung (Glühen + Quenching + Temperieren), D3 Tool Steel liefert branchenführende Verschleißleistung:

• Zugfestigkeit: ~ 2200 MPa (200 MPA höher als D2, Ideal für hochladende kaltbildende Werkzeuge)
• Ertragsfestigkeit: ~ 1800 MPa (stellt sicher)
• Verlängerung: ~ 8% (In 50 MM-leuchtend als D2, aber ausreichend, um ein plötzliches Knacken in nicht impakten Anwendungen zu vermeiden)
• Härte (Rockwell C -Skala): 62-64 HRC (Nach der Wärmebehandlung - landerschaft als D2; einstellbar an 58-60 HRC für etwas mehr Zähigkeit)
• Ermüdungsstärke: ~ 750 MPa (bei 10⁷ Zyklen - 50 MPa höher als D2, Geeignet für Werkzeuge unter wiederholter Spannung wie Präzisionsstempel stirbt)
• Aufprallzählung: Mäßig (niedriger als D2-am besten für Anwendungen mit niedrigen Impakten; Anfällig für Chipping unter plötzlicher Kraft)

Andere kritische Eigenschaften

• Ausgezeichneter Verschleißfestigkeit: Überlegen Sie D2 und den meisten Stählen des Kaltwerkzeugs-dichte Carbide widerstehen Abrieb, Es ist ideal, um harte Materialien wie gehärteter Stahl zu schneiden.
• Gute Korrosionsbeständigkeit: Chromoxidschicht schützt vor milden Säuren (Z.B., Lebensmittelsäuren in Küchenmessern) und Luftfeuchtigkeit, Outperformance von Carbon -Stählen übertreffen, aber ähnlich wie D2.
• Hohe Kantenretention: Behält scharfe Kanten 15-20% länger als D2-kritisch für Präzisionsschneidwerkzeuge und High-End-Messer.
• Verarbeitbarkeit: Schwierig - hochherziger Kohlenstoffgehalt als D2 bedeutet noch härtere Carbide; Benötigt Carbid -Werkzeuge, Langsame Schnittgeschwindigkeiten, und reichlich Kühlmittel; Am besten vor der Wärmebehandlung bearbeitet.
• Geringe Zähigkeit im Vergleich zu niedrigeren Kohlenstoffstählen: Nicht empfohlen für Anwendungen mit hoher Auswirkung (Z.B., Hochleistungsschläge oder Äxte)–Coose D2 oder A2 für Aufgaben mit plötzlicher Gewalt.

2. Reale Anwendungen von D3 Tool Steel

D3 Werkzeugstahlmischung von Ausgezeichneter Verschleißfestigkeit und hohe Härte macht es ideal für Kaltarbeit, Präzisionsabschneiden, und Tooling-Anwendungen mit geringer Auswirkung. Hier sind seine häufigsten Verwendungszwecke:

Besteck und Messer

• High-End-Küchenmesser: Professionelle Sushi -Messer und Metzgermesser verwenden D3 -hohe Kantenretention Griffe, um harte Zutaten zu schneiden (Z.B., gefrorenes Fleisch, Knochen) ohne häufiges Schärfen.
• Jagdmesser: Premium -Hautmesser verlassen sich auf seine Verschleißfestigkeit, um harte Tierhäute und Knochen zu handhaben, Schärfe durch mehrere Jagd aufrechterhalten.
• Taktische Messer: Spezielle taktische Messer im Freien (Für Licht wie Schneidseil oder Stoff) Verwenden Sie D3 - Die Beständigkeit stand den rauen Bedingungen., Und Gute Korrosionsbeständigkeit widersetzt sich dem Regen.

Fallbeispiel: Eine Luxusmessermarke benutzte D2 für ihre Flaggschiff -Sushi -Messer, erhielt aber Feedback, die nachher gedämpft waren 20-25 Verwendung. Sie wechselten zu D3, und Tests zeigten, dass die D3 -Messer die Schärfe beibehalten haben 35-40 Verwendet - Kundenzufriedenheit durch 65% und rechtfertigen a 15% Preisprämie.

Werkzeuge bilden

• Präzisionsstempel stirbt: Kaltstempelstirme für kleine Elektronikkomponenten (Z.B., Kontaktplattenkontakte) Verwenden Sie D3 - Härte (62-64 HRC) sorgt für eine konsequente Teilqualität über 150,000+ Stempel.
• Feine Schläge: Mikropunches zum Erstellen winziger Löcher (≤ 1 mm) In Metallblättern verwenden Sie D3 -hohe Kantenretention verhindert Kantenverschleiß, der die Abmessungen der Loch verzerren würde.
• Kaltformwerkzeuge: Werkzeuge zum dünnen Formen, Harte Metalle (Z.B., Edelstahldrähte) Verwenden Sie D3 - Wear -Widerstand reduziert die Frequenz der Werkzeugersatzfrequenz.

Schneidwerkzeuge & Schimmelherstellung

• Schneidwerkzeuge: Industrielle Broschen und Fadenschneidwerkzeuge verwenden D3-Wege-Widerstand hält genaue Schneidprofile bei, Reduzierung der Notwendigkeit, sich zu regieren.
• Schimmelherstellung: Kleine Plastikspritzformen für die Produktion mit hoher Volumen (Z.B., Spielzeugkomponenten) Verwenden Sie D3 - Wear -Widerstand behält die Schimmelpilzpräzision über 100,000+ Zyklen, Und Gute Korrosionsbeständigkeit Stand der Schimmelpilzfreisetzungsmittel stand.

Luft- und Raumfahrt & Automobilindustrie

• Luft- und Raumfahrtindustrie: Winzige Verschleißbestandteile (Z.B., Ventilsitze für miniaturisierte Hilfsmotoren) Verwenden Sie den Hochgeschwindigkeitsbetrieb von D3-STRAGE und WEISKEHRE GRADE.
• Automobilindustrie: Hochleistungs-Rennkomponenten (Z.B., Präzisionsgetriebezähne für Getriebesysteme) Verwenden Sie D3 - reduziert Reibung und Verschleiß, Verbesserung der Motoreffizienz.

3. Herstellungstechniken für D3 -Werkzeugstahl

Das Erstellen von D3 -Werkzeugstahl erfordert Präzision, um seinen hohen Kohlenstoffgehalt zu verwalten und eine optimale Carbidverteilung zu gewährleisten. Hier ist der detaillierte Prozess:

1. Metallurgische Prozesse (Kompositionskontrolle)

• Elektrischer Lichtbogenofen (EAF): Die Hauptmethode - Stahl ausschalten, Kohlenstoff, Chrom, Vanadium, und Molybdän werden bei 1.650-1.750 ° C geschmolzen. Sensoren Monitor Chemische Zusammensetzung Elemente in den festen Bereichen von D3 aufbewahren (Z.B., 1.80-2.30% Kohlenstoff), kritisch, um übermäßige Sprödigkeit zu vermeiden.
• Basis -Sauerstoffofen (Bof): Für groß an, dann wird Sauerstoff geblasen, um den Kohlenstoffgehalt anzupassen. Legierungen (Chrom, Vanadium) werden nach dem Blowing hinzugefügt, um Oxidation zu vermeiden.

2. Rollprozesse

• Heißes Rollen: Die geschmolzene Legierung wird ingots geworfen, erhitzt auf 1.100-1.200 ° C., und rollte in Stangen, Teller, oder Blätter. Heiße Rolling bricht große Carbide zusammen (häufig in hohen Kohlenstoffstählen) und formt das Material in Werkzeuglücken.
• Kaltes Rollen: Für dünne Blätter verwendet (Z.B., Messerblanks)-Schnalte bei Raumtemperatur, um die Oberflächenfinish und die dimensionale Genauigkeit zu verbessern. Kaltes Rollen erhöht die Härte, Das Tempern folgt also, um die begrenzte Bearbeitbarkeit wiederherzustellen.

3. Wärmebehandlung (Kritisch für die Verschleißleistung)

Die Wärmebehandlung von D3 erfordert eine sorgfältige Temperaturkontrolle, um Härte und Zähigkeit auszugleichen:

• Glühen: Auf 820-870 ° C erhitzt und für festgehalten 3-5 Std., dann sehr langsam abgekühlt (30-50° C/Stunde) bis ~ 600 ° C.. Reduziert die Härte auf ~ 260-280 Brinell (schwerer als D2s geglühter Staat) Um es geringfügig messbar zu machen.
• Quenching: Auf 940-1000 ° C erhitzt (Austenitisierung) und für 20-40 Minuten (kürzer als D2, um ein Kornwachstum zu vermeiden), dann in still Luft abgekühlt. Die Luftkühlung vermeidet Verzerrungen und verhärtet den Stahl an 64-66 HRC.
• Temperieren: Auf 160-200 ° C erhitzt (für maximale Härte) oder 250-300 ° C. (für etwas mehr Zähigkeit) und für 1-2 Std., dann luftgekühlt. Das Temperieren reduziert die Sprödigkeit beim Aufbewahren 62-64 HRC -Härte - kritisch für den praktischen Gebrauch.
• Stressabbau Glühen: Obligatorisch-auf 600-650 ° C erhitzt für 1-2 Stunden nach der Bearbeitung (Vor der endgültigen Wärmebehandlung) Um den inneren Stress durch Schneiden zu verringern, was beim Löschen zu Rissen führen kann.

4. Bildung und Oberflächenbehandlung

• Formenmethoden:
• Drücken Sie die Formung: Verwendet hydraulische Pressen, um D3 -Platten in Würfelhöhlen oder Messerblanks zu formen (nur dann, wenn man geglüht ist, Als verhärtetes D3 ist zu spröde).
• Biegen: Selten verwendet - Low -Delongations begrenzt scharfe Biegungen; Die meisten Komponenten werden durch Bearbeitung oder Mahlen geformt.
• Bearbeitung: CNC-Mühlen mit Ultra-Hard-Carbid-Werkzeugen formen D3 in komplexe Geometrien (Z.B., Schimmelpilzhöhlen) wenn geglüht. Schnittgeschwindigkeiten sind 20-30% langsamer als D2, und Hochdruckkühlmittel ist erforderlich, um eine Überhitzung des Werkzeugs zu verhindern.
• Schleifen: Nach Wärmebehandlung, Präzisionsschleife mit Diamond -Rädern ist die primäre Veredelungsmethode - enthält Werkzeugkanten zu engen Toleranzen (Z.B., ± 0,0005 mm für Mikropunches) und entfernt alle Oberflächenfehler.
• Oberflächenbehandlung:
• Härten: Endgültige Wärmebehandlung (Quenching + Temperieren) reicht aus - für die meisten Anwendungen ist keine zusätzliche Oberflächenhärtung erforderlich.
• Nitriding: Für hohe Verschleißkomponenten (Z.B., Schimmelkerne)-In einer Stickstoffatmosphäre auf 500-550 ° C geheizt, um eine harte Nitridschicht zu bilden (5-8 μm), Steigerung der Verschleißfestigkeit durch 30%.
• Beschichtung (PVD/CVD): Dünne Beschichtungen wie Titancarbonitrid (PVD) werden auf Schnittwerkzeuge angewendet - reduziert die Reibung und erweitert die Werkzeuglebensdauer um 2,5x, kritisch für die Bearbeitung harter Metalle.

5. Qualitätskontrolle (Tool Performance Assurance)

• Härteprüfung: Verwendet Rockwell C-Tester, um die Härte nach der Temperation zu überprüfen (62-64 HRC)- Anstrengungen tragen Widerstand erfüllen D3 -Standards.
• Mikrostrukturanalyse: Untersucht die Legierung unter einem Mikroskop, um eine gleichmäßige Carbidverteilung zu bestätigen (Keine großen Carbide, die Chipping verursachen)- Auch für D3 kritischer als D2 aufgrund eines höheren Kohlenstoffgehalts.
• Dimensionale Inspektion: Verwendet Koordinatenmessgeräte Maschinen (CMM) So überprüfen Sie die Werkzeugabmessungen-nimmt Präzision für Mikro-Tools und Formen vor.
• Tragen Sie Tests: Simuliert die reale Verwendung (Z.B., Stempelzyklen, Messerschneiden) Um die Lebensdauer des Werkzeugs zu messen - erfüllt D3 -Werkzeuge die Erwartungen der Haltbarkeit.
• Korrosionstest: Führt Salzspray -Tests durch (Per ASTM B117) zu überprüfen Gute Korrosionsbeständigkeit- kritisch für Besteck und Formen, die Chemikalien ausgesetzt sind.

4. Fallstudie: D3-Werkzeugstahl in Mikrostempelstimmungen

Ein Elektronikhersteller verwendete D2-Werkzeugstahl für Mikrostempelstimmungen, die erzeugen 0.5 Kontakte mit mm Durchmesser für Smartphones. Die D2 -Sterbe zeigte einen Randverschleiß danach 80,000 Stempel, Ursache 15% von Kontakten, um unregelmäßige Formen zu haben. Sie wechselten zu D3 Tool Steel, mit den folgenden Ergebnissen:

• Resistenz tragen: D3 stirbt 180,000 Stempel (2.25x länger als D2) und zeigten keine messbare Kantenverschleiß - reduzierte die Ersatzfrequenz der Würfel durch 56%.
• Teilqualität: Die Defektquoten gingen auf 1% (aus 15%), Da D3 während seiner gesamten Lebensdauer konsistente Lochabmessungen aufrechterhielt - untersparen $30,000 jährlich in Nacharbeitskosten.
• Kosteneinsparungen: Während D3 stirbt 30% mehr im Voraus, Die längere Lebensdauer und die niedrigeren Defekte retteten den Hersteller $65,000 jährlich.

5. D3 Werkzeugstahl vs. Andere Materialien

Wie ist D3 Tool Steel im Vergleich zu D2 und anderen gängigen Werkzeugstählen im Vergleich? Lassen Sie es uns mit einem detaillierten Tisch aufschlüsseln:

Anwendungseignung

• Mikrostempel stirbt: D3 ist besser als D2 (längeres Leben, KEINE RAND KEUER) und billiger als CPM S30V - ideal für winzig, Präzisionsteile.
• High-End-Messer: D3 hat eine bessere Kantenretention als D2 und 440 ° C..
• Fein schneidende Werkzeuge: D3 übertrifft A2 und D2 (mehr kearresistente) Für Broschen oder Gewindeschneider-reduziert die Bedürfnisse die Bedürfnisse.
• Niedrig wirksame Formen: D3 ist D2 für kleine Formen mit hohem Volumen überlegen, die höheren Kosten rechtfertigen.

Ansicht von Yigu Technology auf D3 Tool Steel

Bei Yigu Technology, Wir sehen D3 Tool Steel als spezielle Lösung für extreme Verschleiß-intensiv, Anwendungen mit geringer Auswirkung. Es ist Ausgezeichneter Verschleißfestigkeit und hohe Härte machen es ideal für unsere Kunden bei der Herstellung, High-End-Besteck, und Präzisionsstempel. Wir empfehlen D3 oft für Mikrostörungen, professionelle Messer, und feine Schneidwerkzeuge - wo der Leistungsrand über D2 die höheren Kosten und die Bearbeitungsaufwand rechtfertigt. Während seine geringe Zähigkeit Anwendungsfälle einschränkt, Der unvergleichliche Verschleißfestigkeit in gezielten Szenarien entspricht unserem Ziel, anwendungsspezifisch zu liefern, Hochleistungslösungen.

FAQ

1. Ist D3 -Werkzeugstahl besser als D2 für Messer?

D3 hat besser Resistenz tragen und Kantenretention als D2 (dauert 15-20% länger), Für professionelle Messer, die Schärfe für einen längeren Gebrauch benötigen, besser machen. Jedoch, D2 hat eine höhere Auswirkung Zähigkeit (weniger anfällig für Chipping) und ist einfacher zu maschine. Wählen Sie D3 für High-End, Messer mit geringer Auswirkung (Z.B., Sushi -Klingen); D2 für jeden Tag oder Jagdmesser.

2. Kann D3-Werkzeugstahl für hochwirksame Anwendungen verwendet werden?

Nein - D3 hat mäßig (niedrig) Aufprallzählung, Es ist sehr anfällig für Splitter oder Knacken unter plötzlicher Kraft (Z.B., Holz oder schweres Stanzen hacken). Für hochwirksame Werkzeuge, Wählen Sie A2 (höhere Zähigkeit) oder S7 -Werkzeugstahl (für die Schlagfestigkeit entwickelt). D3 ist ausschließlich für niedrige Auswirkungen, Verschleißlastern.

3. Wie schwierig ist es, D3 -Werkzeugstahl zu maschinen?

D3 hat Sehr schwierige Bearbeitbarkeit- Hochscheibender Kohlenstoffgehalt als D2 erzeugt härtere Carbide, die schnell Werkzeuge abnutzen. Es erfordert extrem harte Carbid-Tools, Langsame Schnittgeschwindigkeiten (20-30% langsamer als D2), und Hochdruckkühlmittel. Die Bearbeitung muss durchgeführt werden, wenn D3 geglüht ist (260-280 Brinell); Verhärteter D3 kann nicht bearbeitet werden.