Wenn Sie Schnittwerkzeuge benötigen, die bei hohen Geschwindigkeiten scharf bleiben, Resist -Verschleiß bei der Bearbeitung harter Metalle, und konsistente Leistung liefern -JIS SKH51 Hochgeschwindigkeitsstahl Ist der Branchenbenchmark. Diese Premium -Legierung zeichnet sich in anspruchsvollen Anwendungen wie Zahnradschneiden und Hartmaterialbearbeitung aus, Lösen gemeinsamer Probleme wie vorzeitiger Werkzeugversagen oder schlechte Kantenbindung. In diesem Leitfaden, Wir werden die wichtigsten Eigenschaften aufschlüsseln, reale Verwendungen, Herstellungsschritte, und wie es sich mit anderen Materialien vergleicht - Sie können also Tools auswählen, die die Produktivität steigern und Ausfallzeiten verringern.
1. Materialeigenschaften von JIS SKH51 Hochgeschwindigkeitsstahl
Die außergewöhnliche Schneidleistung von JIS SKH51 beruht auf der sorgfältig ausgewogenen chemischen Zusammensetzung und den herausragenden Eigenschaften. Lassen Sie uns diese ausführlich untersuchen:
1.1 Chemische Zusammensetzung
Die Elemente in JIS SKH51 arbeiten zusammen, um zu verbessernrote Härte, Resistenz tragen, und Hochtemperaturstabilität-kritisch für Hochgeschwindigkeitsschnitte. Unten ist seine Standardkomposition (per jis g4403):
| Element | Inhaltsbereich (%) | Schlüsselrolle |
|---|---|---|
| Kohlenstoff (C) | 0.80 - 0.90 | Bildet harte Carbide mit Wolfram, Molybdän, und Vanadium - Steigerung des Verschleißwiderstandes. |
| Mangan (Mn) | 0.15 - 0.40 | Verbessert die Härterbarkeit und verringert die Brödigkeit während der Wärmebehandlung. |
| Silizium (Und) | 0.15 - 0.40 | Verstärkt die Festigkeit und Resistenz gegen Oxidation bei hohen Temperaturen. |
| Chrom (Cr) | 3.80 - 4.50 | Unterstützt die Carbid -Formation undHärtbarkeit; verbessert die Korrosionsresistenz. |
| Wolfram (W) | 5.50 - 6.75 | Ein Kernelement für rote Härte - stellt die Stärke bei 600+ ° C, Hochgeschwindigkeitsschneiden ermöglichen. |
| Molybdän (MO) | 4.50 - 5.50 | Arbeitet mit Wolfram zusammen, um die rote Härte zu verbessern; Reduziert die Brechtigkeit und verbessert die Zähigkeit. |
| Vanadium (V) | 1.70 - 2.20 | Bildet extrem harte Vanadium-Carbide, kritisch für die Kantenretention bei der Bearbeitung harter Materialien. |
| Kobalt (CO) | 4.50 - 5.50 | Fördert weiter. |
| Schwefel (S) | ≤ 0.030 | Minimiert, um zu vermeiden, dass der Stahl schwächst und das Werkzeuglebensdauer reduziert wird. |
| Phosphor (P) | ≤ 0.030 | Niedrig gehalten, um die Sprödigkeit zu verhindern, vor allem unter hoher Hitze und Stress. |
1.2 Physische Eigenschaften
Diese Eigenschaften bestimmen, wie sich JIS SKH51 während der Herstellung und des Schneidens von Werkzeugen verhält - wie Wärmeübertragung und dimensionale Stabilität. Alle Werte werden bei Raumtemperatur gemessen, sofern nicht angegeben:
- Dichte: 8.10 g/cm³ (höher als Standardstähle, Aufgrund des Wolfram- und Kobaltinhalts).
- Schmelzpunkt: 1420 - 1480 ° C (hoch genug, um Schmieden und Wärmebehandlung ohne Schmelzen standzuhalten).
- Wärmeleitfähigkeit: 25 W/(m · k) (niedriger als Kohlenstoffstahl, Dies hilft dabei).
- Wärmeleitkoeffizient: 11.0 × 10⁻⁶/° C. (aus 20 Zu 600 ° C; Niedrige Ausdehnung sorgt dafür, dass Werkzeuge ihre Schnittgeometrie halten).
- Spezifische Wärmekapazität: 450 J/(kg · k) (effizient bei der Absorption von Wärme, Reduzierung des Risikos einer Überhitzung beim längeren Schneiden).
1.3 Mechanische Eigenschaften
Die mechanischen Eigenschaften von JIS SKH51 sind für Schneidwerkzeuge optimiert - Priorisierung der Härte, Kantenretention, und rote Härte. Nachfolgend finden Sie typische Werte nach Standard -Wärmebehandlung (Quenching + Dreifach Temperierung):
| Eigentum | Typischer Wert | Teststandard | Warum ist es wichtig |
|---|---|---|---|
| Härte (HRC) | 63 - 66 | Nur Z2245 | Ultrahohe Härte sorgt für eine hervorragende Kantenretention fürFräser UndÜbungen. |
| Zugfestigkeit | ≥ 2400 MPA | Nur Z2241 | Griffe hohe Schneidkräfte, ohne zu brechen - ideal zur Bearbeitung harter Materialien wie Legierungsstahl. |
| Ertragsfestigkeit | ≥ 2000 MPA | Nur Z2241 | Widersteht der dauerhaften Verformung, Die Schneidkanten von Werkzeugen scharf halten. |
| Verlängerung | ≤ 5% | Nur Z2241 | Niedrige Duktilität (erwartet für harte Hochgeschwindigkeitsstähle; ein Kompromiss für Härte). |
| Aufprallzählung (Charpy V-Neoth) | ≥ 12 J (bei 20 ° C) | Er Z2242 | Mäßige Zähigkeit - Vermehrt brüchige Fraktur während des leichten Schocks (Z.B., Werkzeugbelastung). |
| Rote Härte | Behält 90% Härte bei 600 ° C | Nur Z2245 | Lasst uns die Werkzeuge mit Geschwindigkeit bis hin zu schneiden 50 m/my (für Stahl) ohne zu mildern. |
| Ermüdungsstärke | ~ 900 MPa (10⁷ Zyklen) | Nur Z2273 | Widersteht dem Ausfall durch wiederholte Schneidzyklen (Schlüssel für die Bearbeitung von Automobil- oder Luft- und Raumfahrt mit hohem Volumen). |
1.4 Andere Eigenschaften
- Korrosionsbeständigkeit: Mäßig. Der Chromgehalt bietet einen grundlegenden Schutz vor Rost in Workshop -Umgebungen, Vermeiden Sie jedoch eine längere Exposition gegenüber Feuchtigkeit oder Chemikalien.
- Resistenz tragen: Exzellent. Wolfram, Molybdän, and vanadium carbides create a hard surface that resists abrasive wear—even when machining harte Materialien like stainless steel or heat-resistant alloys.
- Verarbeitbarkeit: Arm (im gehärteten Zustand). Die meisten Formen erfolgen, wenn der Stahl geglüht ist (auf HRC 24–28 erweicht); Nachharnungsbearbeitung erfordert Diamond-Schleifen oder EDM (Elektrische Entladungsbearbeitung).
- Härtbarkeit: Exzellent. Es härtet gleichmäßig über dicke Abschnitte aus (bis zu 30 mm), so large tools like Zahnrad -Schneidwerkzeuge eine konsequente Leistung haben.
- Hochtemperaturstabilität: Hervorragend. Behält Stärke und Härte bei Temperaturen bis hin zu 650 ° C - FAR BESSER als Standard -Werkzeugstähle oder Kohlenstoffstahl.
2. Anwendungen von JIS SKH51 Hochgeschwindigkeitsstahl
Die rote Härte und den Verschleiß Widerstand von JIS SKH51 machen es ideal für Hochgeschwindigkeiten, Hochwasserschneidempfindungen. Hier sind seine häufigsten Verwendungszwecke, mit echten Beispielen:
2.1 Schneidwerkzeuge
- Beispiele: Fräser, Drehwerkzeuge, Übungen, Und Reibahlen for machining metals like alloy steel, Edelstahl, oder Gusseisen.
- Warum funktioniert es: Mit roten Härte können Werkzeuge bei hohen Geschwindigkeiten ohne Erweichen geschnitten werden. Eine japanische Maschinenwerkstatt verwendete JIS SKH51 -Endmühlen für Legierungsstahlteile - Tool Life erhöht sich um durch 200% vs. Standard -Hochgeschwindigkeits -Stahl (HSS).
2.2 Räumen und Reibahlen
- Beispiele: Interne Ränen zum Erstellen von Splines oder Schlüsselwegen, und Präzisionsreamer für enge Toleranzlöcher (Z.B., 0.001 mm).
- Warum funktioniert es: Die Verschleißfestigkeit hält die Brotänen und die Reibahnenkanten durch Hunderte von Schnitten scharf. Eine USA. Der Luft- und Raumfahrtlieferant verwendete JIS SKH51 -Reamers für Titan -Teile - Reamer -Leben sprang von aus 50 Zu 200 Löcher pro Werkzeug.
2.3 Zahnrad -Schneidwerkzeuge
- Beispiele: Kochfeldschneider, Formierungswerkzeuge, und Rasierwerkzeuge zur Herstellung von Automobil- oder Industriezügen.
- Warum funktioniert es: Präzisionskantenretention sorgt dafür, dass Zahnradzähne eine genaue Geometrie aufweisen. Ein deutscher Ausrüstungshersteller verwendete JIS SKH51 -Kochfeldschneider - die Qualität verbesserte sich (weniger Oberflächenfehler) und Werkzeugänderungen verfallen nach 60%.
2.4 Bearbeitung von harten Materialien
- Beispiele: Werkzeuge zur Bearbeitung von hartem Stahl (bis zu HRC 45), Edelstahl, oder Super-Alloys wie Inconel (in der Luft- und Raumfahrt verwendet).
- Warum funktioniert es: Ultraherhige Carbide widerstehen den Verschleiß von harten Materialien. Ein chinesischer Automobilhersteller verwendete JIS SKH51 -Bohrer für Härtungstahlmotorblöcke - die Lebensdauer von Drilldienern aus 100 Zu 350 Löcher.
3. Herstellungstechniken für JIS SKH51 Hochgeschwindigkeitsstahl
Jis SKH51 in Hochleistungs-Schneidwerkzeuge verwandeln, Spezialschritte. Hier ist eine Schritt-für-Schritt-Aufschlüsselung:
- Schmelzen: Rohstoffe (Eisen, Wolfram, Kobalt, usw.) werden in einem elektrischen Bogenofen geschmolzen (EAF) oder Induktionsofen bei 1550–1650 ° C. Strenge Kontrolle sorgt für einheitliche Mischung von hochwertigen Elementen.
- Casting: Geschmolzener Stahl wird in kleine Barfenformen gegossen (5–20 kg) Um interne Defekte wie Carbid -Segregation zu vermeiden. Langsames Abkühlen (10–20 ° C/Stunde) verfeinert die Getreidestruktur.
- Schmieden: Die Barfen werden auf 1100–1180 ° C erhitzt und in Werkzeugblanks gehämmert oder gedrückt (Z.B., 10x10x100 mm für Bohrerbits). Schmieden bricht große Carbide auf, Verbesserung der Werkzeugstärke.
- Wärmebehandlung: Der kritischste Schritt zur Maximierung der Leistung:
- Glühen: Wärme auf 850–900 ° C erhitzen, 2–4 Stunden halten, Langsam abkühlen. Erreicht Stahl auf HRC 24–28 für die Bearbeitung.
- Vorheizen: Auf 800–850 ° C erhitzen, halten 1 Stunde. Bereitet den Stahl auf das Löschen vor, um einen thermischen Schock zu vermeiden.
- Austenitisierung: Wärme auf 1200–1240 ° C erhitzen, 15–30 Minuten halten. Kritisch, um Carbide gleichmäßig aufzulösen.
- Quenching: Schnell in Öl oder Luft abkühlen (Abhängig von der Werkzeuggröße). Härtung von Stahl zu HRC 64–67.
- Dreifach Temperierung: Aufwärmen auf 540–580 ° C, 1–2 Stunden halten, Cool. Wiederholen 3 mal. Reduziert die Brechtigkeit und setzt die endgültige Härte (HRC 63–66).
- Bearbeitung: Am meisten geformt (Mahlen, Bohren) wird vor dem Löschen fertiggestellt (getemperter Staat). Carbid -Tools werden für die besten Ergebnisse empfohlen.
- Schleifen: Präzisions -CNC -Schleifen erzeugt scharfe Schneidkanten und enge Toleranzen (± 0,001 mm für Reibahlen oder Kopienschneider).
- Oberflächenbehandlung (Optional):
- Beschichtung: Zinn hinzufügen (Titannitrid) oder tialn (Titanaluminiumnitrid) Beschichtungen, um den Verschleißfestigkeit um 50–100% zu steigern.
- Nitriding: Erzeugt eine harte Oberflächenschicht (HRC 70+) Für Werkzeuge, die zusätzlichen Schutz gegen Schleifverschleiß benötigen.
4. Fallstudie: JIS SKH51 In Gear Hobbing -Werkzeugen
Ein koreanischer Hersteller von Kfz -Zahnrad stand vor einem Problem: Ihre Standard -HSS -Kochfeldschneider machten jeden 800 Zahnräder beim Bearbeiten von Stahlwellen mit Legierungsstahl (HRC 35). Sie wechselten zu JIS SKH51 -Kochflächen (mit Tialn beschichtet), Und hier ist was passiert ist:
- Verfahren: Kochfelder wurden geschmiedet, geglüht, zur Zahngeometrie bearbeitet, hitzebehandelt (1220 ° C löschen + Dreifach Tempering bei 560 ° C), Masse zur Präzision, und mit Tialn überzogen.
- Ergebnisse:
- Kocherdlebung erhöhte sich auf 3200 Getriebe (300% Verbesserung) Vielen Dank an die rote Härte von Jis SKH51 und die Beschichtung von Tialn.
- Die Bearbeitungsgeschwindigkeit stieg von an 30 Zu 45 m/my (50% Schneller), Produktionszeit pro Ausrüstung durch Schneiden 25%.
- Zahnradqualität verbesserte sich: Rauheit der Zahnoberfläche von ra gefallen 1.6 μm bis ra 0.8 μm (Glättere Zahnräder reduzieren das Geräusch bei Automobilübertragungen).
- Warum funktioniert es: Wolfram und Kobalt in JIS SKH51 behalten die Härte des Kochfelds bei hohen Schnitttemperaturen bei (500+ ° C), Während die Tialn -Beschichtung die Reibung zwischen Kochfeldzähne und Gangstahl reduzierte - minimierende Verschleiß.
5. Er SKH51 vs. Andere Schneidmaterialien
Wie vergleichen sich JIS SKH51 mit allgemeinen Alternativen zum Schneiden von Werkzeugen?? Bewerten wir wichtige Eigenschaften:
| Material | Härte (HRC) | Rote Härte (600 ° C) | Resistenz tragen | Verarbeitbarkeit | Kosten (vs. Er SKH51) | Am besten für |
|---|---|---|---|---|---|---|
| JIS SKH51 Hochgeschwindigkeitsstahl | 63 - 66 | Exzellent | Exzellent | Arm (gehärtet) | 100% | Hochgeschwindigkeitsschneidung von harten Metallen, Ausrüstung Hobbing |
| Standard HSS (Er ist SKH40) | 60 - 63 | Gut | Gut | Gerecht (gehärtet) | 60% | Allgemeines Schneiden (Weichstahl, niedrige Geschwindigkeiten) |
| Carbid -Werkzeuge | 85 - 90 (Hv) | Exzellent | Sehr gut | Sehr arm | 300% | Ultrahohespeed-Schneiden (50+ m/my), spröde Materialien |
| Keramikwerkzeuge | 90 - 95 (Hv) | Hervorragend | Sehr gut | Extrem arm | 500% | Super-Alloys bearbeiten (Z.B., Inconel), Keine Stoßbelastung |
| Kohlenstoffstahl (1095) | 55 - 60 | Arm | Arm | Exzellent | 20% | Schneiden mit niedrigem Geschwindigkeit (weiches Holz, Plastik) |
| Legierungsstahl (4140) | 30 - 40 | Sehr arm | Gerecht | Exzellent | 30% | Nicht geschnittene Werkzeuge (Z.B., Werkzeughalter, Jigs) |
Schlüssel zum Mitnehmen: JIS SKH51 bietet die beste Balance der roten Härte, Resistenz tragen, und Zähigkeit für das Hochgeschwindigkeitsschneiden von harten Metallen. Es ist billiger als Carbid- oder Keramikwerkzeuge und weitaus haltbarer als Standard-HSS oder Kohlenstoffstahl-es ist die kostengünstigste Wahl für anspruchsvolle Bearbeitungsaufgaben.
Ansicht der Yigu -Technologie auf JIS SKH51 Hochgeschwindigkeitsstahl
Bei Yigu Technology, JIS SKH51 ist unsere Top-Empfehlung für Kunden, die Hochleistungs-Schneidwerkzeuge benötigen-von der Hobbing der Automobilausrüstung bis zur Luft- und Raumfahrt-Super-Alloy-Bearbeitung. Die einzigartige Carbid -Mischung löst den größten Schmerzpunkt: Werkzeugweichung bei hohen Geschwindigkeiten, Dies führt zu häufigen Ersetzungen. Wir kombinieren es oft mit Tialn- oder Ticn -Beschichtungen, um die Lebensdauer um 50–100% zu verlängern, Helfen Sie Kunden, Ausfallzeiten zu senken und die Produktivität zu steigern. Für Hersteller, die sich auf Präzision und Effizienz konzentrieren, JIS SKH51 ist nicht nur ein Werkzeugmaterial, sondern eine Möglichkeit, konsistent zu erreichen, Hochwertige Ergebnisse bei den härtesten Bearbeitungsanwendungen.
FAQ über Jis SKH51 Hochgeschwindigkeitsstahl
1. Kann JIS SKH51 zur Bearbeitung nicht-metallischer Materialien wie Kunststoffe oder Holz verwendet werden?
Während Jis SKH51 technisch fähig ist, Es ist übertrieben für nicht metallische Materialien. Seine hohe Härte und rote Härte sind für Metallschneiden ausgelegt, Und es wäre kostspielig und unnötig, es für Kunststoff/Holz zu verwenden. Für Nichtmetalle, Wählen Sie stattdessen Standard -HSS- oder Kohlenstoffstahlwerkzeuge.
2. Was ist die maximale Schneidgeschwindigkeit, die JIS SKH51 für Bearbeitungslegungsstahl verarbeiten kann?
Jis SKH51 kann Legierungsstahl schneiden (HRC 30–35) mit Geschwindigkeiten bis zu 50 m/min, wenn es mit Tialn beschichtet ist. Für unbeschichtete Werkzeuge, Wir empfehlen, die Geschwindigkeit auf 30–35 m/min zu reduzieren, um übermäßigen Verschleiß zu vermeiden. Verwenden Sie immer Schneidflüssigkeit, um das Werkzeug und Werkstück abzukühlen.
3. Ist JIS SKH51 teurer als Standard -HSS (Er ist SKH40)?
Ja, JIS SKH51 kostet etwa 60–70% mehr als JIS SKH40 aufgrund seines höheren Wolfram- und Kobaltgehalts. Aber die Investition lohnt sich: Jis SKH51 -Werkzeuge dauern 2–3x länger, Reduzieren Sie Ausfallzeiten durch Werkzeugänderungen, und lassen Sie Sie schneller mit Geschwindigkeiten maschben - auf lange Sicht Geld sparen.
