M2 Werkzeugstahl: Eigenschaften, Anwendungen, und Fertigungshandbuch

M2-Werkzeugstahl ist ein Premium-Hochgeschwindigkeits-Stahl (HSS) für seine außergewöhnlichen Feierlichkeiten gefeiert hohe heiße Härte Und Ausgezeichneter Verschleißfestigkeit—Ante durch seine maßgeschneiderten Chemische Zusammensetzung (rich in tungsten, Molybdän, und Vanadium). Im Gegensatz zu Standard -Werkzeugstählen, Es behält die Schärfe bei Temperaturen bis zu 600 ° C bei, Machen Sie es zum Goldstandard für Hochgeschwindigkeits-Schneidwerkzeuge, Präzisionsforschung stirbt, und Hochleistungskomponenten in der Luft- und Raumfahrt- und Automobilindustrie. 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, die Geschwindigkeit verlangen, Haltbarkeit, und Hochtemperaturzuverlässigkeit.

1. Schlüsselmaterialeigenschaften von M2 -Werkzeugstahl

Die Leistung von M2 Tool Steel basiert in seiner genau kalibrierten Leistung Chemische Zusammensetzung, das prägt seine robuste mechanische Eigenschaften, konsistent physische Eigenschaften, und herausragende Hochtemperatureigenschaften.

Chemische Zusammensetzung

Die Formel von M2 ist für extreme Schnitt- und Bildungsbedingungen optimiert, mit festen Bereichen für Schlüsselelemente:

• Kohlenstoffgehalt: 0.80-0.95% (gleicht Stärke aus und Resistenz tragen- Bindungen mit Wolfram/Vanadium, um harte Carbide zu bilden, die scharfe Kanten behalten)
• Chromgehalt: 3.75-4.25% (bildet hitzebeständige Carbide für zusätzliche Verschleißfestigkeit und verbessert die Verhinderung, Gewährleistung einer gleichmäßigen Wärmebehandlung)
• Wolframinhalt: 5.50-6.75% (das Kernelement für hohe heiße Härte- formt Wolfram -Carbide, die sich bei 600 ° C+ der Erweichung widersetzen.)
• Molybdängehalt: 4.75-5.50% (Arbeitet mit Wolfram zusammen, um heiße Härte zu fördern und die Brechtigkeit zu verringern, Verbesserung der praktischen Benutzerfreundlichkeit)
• Vanadiuminhalt: 1.75-2.25% (verfeinert die Korngröße, Verbessert Zähigkeit, und bildet Vanadiumcarbide, die den Verschleißfestigkeit weiter verbessern)
• Manganinhalt: 0.20-0.40% (Steigert die Härtbarkeit, ohne grobe Carbide zu erzeugen, die den Stahl schwächen)
• Siliziumgehalt: 0.15-0.35% (Hilfsmittel bei der Desoxidation während der Herstellung und stabilisiert Hochtemperaturleistung)
• Phosphorgehalt: ≤ 0,03% (streng kontrolliert, um kalte Brechtigkeit zu verhindern, kritisch für Tools, die bei der Speicherung mit niedriger Temperatur verwendet werden)
• Schwefelgehalt: ≤ 0,03% (Ultra-niedrig zu pflegen Zähigkeit und vermeiden Sie das Knacken während der Bildung oder Bearbeitung)

Physische Eigenschaften

Mechanische Eigenschaften

Nach Standard -Wärmebehandlung (Glühen + Quenching + Temperieren), M2 liefert branchenführende Leistung für Hochgeschwindigkeitsanwendungen:

• Zugfestigkeit: ~ 2000-2500 MPA (höher als die meisten Werkzeugstähle, Geeignet für hochschneidende Kraftoperationen wie das Mahlen von Hartstahl)
• Ertragsfestigkeit: ~ 1600-2000 MPa (stellt sicher)
• Verlängerung: ~ 10-15% (In 50 MM - Moderate Duktilität, genug, um ein plötzliches Knacken während der Bearbeitung von Vibrationen zu vermeiden)
• Härte (Rockwell C -Skala): 62-68 HRC (Nach Wärmebehandlung - einstellbar: 62-64 HRC für harte Formwerkzeuge, 66-68 HRC für Verschleiß-resistente Schneidwerkzeuge)
• Ermüdungsstärke: ~ 800-1000 MPa (Bei 10⁷-Zyklen-überdurchschnittlich zu Kaltstählen wie D2, Ideal für Werkzeuge unter wiederholten Schneidzyklen)
• Aufprallzählung: Moderat bis hoch (~ 35-45 J/cm² bei Raumtemperatur)- hochwertig als Keramikwerkzeuge, Reduzierung des Risikos des Aufhaufens während des Gebrauchs

Andere kritische Eigenschaften

• Ausgezeichneter Verschleißfestigkeit: Wolfram- und Vanadium -Carbide widersetzen sich auch bei hohen Geschwindigkeiten Abrieb, Es ist ideal, um harte Metalle wie Stahl oder Gusseisen zu bearbeiten.
• Hohe heiße Härte: Behält ~ 60 HRC bei 600 ° C (weit höher als A2- oder D2 -Werkzeugstähle)-kritisch zur Aufrechterhaltung der Schärfe während des Hochgeschwindigkeitsschnitts (Z.B., 500+ m/min für Aluminium).
• Gute Zähigkeit: Mit Härte ausgeglichen, So kann es geringfügigen Auswirkungen standhalten (Z.B., Plötzlicher Werkzeugkontakt mit Werkstückkanten) ohne zu brechen.
• Verarbeitbarkeit: Gut (Vor Wärmebehandlung)–Aniged M2 (Härte ~ 220-250 Brinell) ist einfach mit Carbid -Werkzeugen zu maschinenberechtigt; Vermeiden Sie die Bearbeitung nach Härten (62-68 HRC).
• Schweißbarkeit: Mit Vorsicht - hoher Kohlenstoff- und Legierungsgehalt erhöhen das Rissrisiko; Vorheizen (300-400° C) und Temperierung nach dem Schweigen sind erforderlich, um die Zähigkeit für Werkzeugreparaturen wiederherzustellen.

2. Reale Anwendungen von M2-Werkzeugstahl

M2s Mischung aus hohe heiße Härte, Ausgezeichneter Verschleißfestigkeit, Und Zähigkeit macht es ideal für Hochgeschwindigkeitsschneidungen und Präzisionsbildung in der gesamten Branche. Hier sind seine häufigsten Verwendungszwecke:

Schneidwerkzeuge

• Fräser: Endmühlen und Gesichtsmühlen für die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung von Stahl, Gusseisen, oder Legierungsmetalle verwenden M2 -heiße Härte Hält die Schärfe bei 500-600 ° C Schneidtemperaturen bei, Outperformance Standard -HSS -Alternativen.
• Drehwerkzeuge: Drehwerkzeuge für Hochgeschwindigkeitsumdränge von Automobilwellen oder Luft- und Raumfahrtkomponenten verwenden M2-Wäschefestigkeit reduziert das Werkzeugänderungsänderungen, Verbesserung der Produktionseffizienz durch 40%.
• Ränen: Innenbroaches zum Formen von Zahnrädern oder Splines verwenden M2 - Teigness widersteht das Chipping, und heiße Härte behält Präzision bei langen Rollen bei (10,000+ Teile pro Werkzeug).
• Reibahlen: Präzisionsreamer für die Erzeugung von Löchern mit enger Toleranz (± 0,001 mm) Verwenden Sie M2 - Wearwiderstand sorgt für eine konstante Lochqualität über 15,000+ Reisvorgänge.

Fallbeispiel: Ein Bearbeitungsgeschäft verwendete A2 -Werkzeugstahl zum Mahlen. Die A2 -Schneiden stumpften danach 800 Teile, Häufige Regeln erfordert. Sie wechselten zu M2, Und die Cutter dauerten 3,200 Teile (300% länger)—Regieren Sie die Zeit nach der Zeit von 75% und sparen $18,000 jährlich.

Werkzeuge bilden

• Schläge: Hochgeschwindigkeitsschläge zum Stempeln von Metallblättern (Z.B., Elektronikschaltplatten) Verwenden Sie M2 -Ausgezeichneter Verschleißfestigkeit Griffe 200,000+ Stempel ohne Kantenverschleiß.
• Stirbt: Kaltbildende Sterben für die Formungsschrauben oder Schrauben Verwenden Sie M2-Teigness widersteht dem Druck, und Verschleißfestigkeit behält die Präzision bei, Reduzierung defekter Teile durch 60%.
• Stempelwerkzeuge: Feinstempelwerkzeuge zum Erstellen kleiner Metallteile (Z.B., Beobachten Sie Komponenten) Verwenden Sie M2 - Härte (62-68 HRC) sorgt sauber, burr-freie Schnitte.

Luft- und Raumfahrt & Automobilindustrie

• Luft- und Raumfahrtindustrie: Schneiden von Werkzeugen zur Bearbeitung von Titan- oder Inconel -Komponenten (Z.B., Turbinenklingen) Verwenden Sie M2 -hohe heiße Härte Griff 600 ° C Schneidtemperaturen, das würde gewöhnliche Werkzeugstähle erweichen.
• Automobilindustrie: Hochgeschwindigkeits-Schneidwerkzeuge zum Bearbeiten von Motorblöcken oder Getriebeteilen verwenden M2-Wäschewiderstand reduziert den Ersatz für Werkzeuge, Produktionskosten nach 35%.

Maschinenbau

• Getriebe: Schwerlaste Industriegetriebe (Z.B., in Fördersystemen oder Windkraftanlagen) Verwenden Sie M2-Wea-Widerstand verarbeitet Metall-on-Metal-Kontakt, Verlängerung der Zahnradlebensdauer um 2,5x.
• Wellen: Antriebswellen für Hochgeschwindigkeitsmaschinen (Z.B., Zentrifugen oder Industriemischer) Verwenden Sie M2 - enne Stärke (2000-2500 MPA) das Drehmoment stand, und Müdigkeitstärke widersetzt sich wiederholten Stress.
• Lager: Hochlastlager für Industriegeräte verwenden M2-Wäschefestigkeit verringert die Reibung, Senkung der Wartungsfrequenz durch 50%.

3. Herstellungstechniken für M2 -Werkzeugstahl

Das Herstellen von M2-Werkzeugstahl erfordert Präzision, um das chemische Gleichgewicht aufrechtzuerhalten und die Leistung der Hochtemperatur zu optimieren. Hier ist der detaillierte Prozess:

1. Metallurgische Prozesse (Kompositionskontrolle)

• Elektrischer Lichtbogenofen (EAF): Primärmethode - STAELSCHRAFT, Wolfram, Molybdän, Vanadium, und andere Legierungen werden bei 1.650-1.750 ° C geschmolzen. Sensoren Monitor Chemische Zusammensetzung Elemente in den festen Bereichen von M2 zu behalten (Z.B., 5.50-6.75% Wolfram), kritisch für heiße Härte.
• Basis -Sauerstoffofen (Bof): Für groß an, dann wird Sauerstoff geblasen, um den Kohlenstoffgehalt anzupassen. Legierungen (Wolfram, 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 Draht. Heißes Rollen bricht große Carbide ab und formt das Material in Werkzeugblanks (Z.B., Cutterkörper oder Punch -Rohlinge).
• Kaltes Rollen: Wird für dünne Blätter oder Draht verwendet (Z.B., Kleine Punschblanks)-Schnalte bei Raumtemperatur, um die Oberflächenfinish und die dimensionale Genauigkeit zu verbessern. Kaltes Rollen erhöht die Härte, Das Tempern folgt also, um die Verarbeitbarkeit wiederherzustellen.

3. Wärmebehandlung (Kritisch für die heiße Leistung)

Die Wärmebehandlung von M2 ist zugeschnitten, um heiße Härte und Zähigkeit zu maximieren:

• Glühen: Auf 850-900 ° C erhitzt und festgehalten für 2-4 Std., dann langsam abgekühlt (50° C/Stunde) bis ~ 600 ° C.. Reduziert die Härte zu 220-250 Brinell, Machenschaft machen und interne Stress lindern.
• Quenching: Erhitzt auf 1.200-1.250 ° C. (Austenitisierung) und für 30-60 Minuten (länger als andere Werkzeugstähle, um Carbide aufzulösen), dann in Öl oder Luft löschen. Öllöschen härtet den Stahl an 66-68 HRC; Luftlöschung (Langsamer) reduziert die Verzerrung, senkt aber die Härte zu 62-64 HRC.
• Temperieren: Auf 500-550 ° C erwärmt (für heiße Härte) oder 300-400 ° C. (für Zähigkeit) und für 1-2 Std., dann luftgekühlt. Temperieren bei 500-550 ° C-Balancen hohe heiße Härte und Zähigkeit - kritisch zum Schneiden von Werkzeugen; Niedrigere Temperaturtemperaturen priorisieren die Festigkeit für die Bildung von Werkzeugen.
• Stressabbau Glühen: Obligatorisch-auf 600-650 ° C erhitzt für 1 Stunde nach der Bearbeitung (Vor der endgültigen Wärmebehandlung) Reduzierung des Schneidstresses reduzieren, was beim Löschen zu Rissen führen kann.

4. Bildung und Oberflächenbehandlung

• Formenmethoden:
• Drücken Sie die Formung: Verwendet hydraulische Pressen (5,000-10,000 Tonnen) Um M2 -Platten zu großen Werkzeugblücken zu formen - vor der Wärmebehandlung vorhanden, Wenn der Stahl weich ist.
• Schleifen: Nach Wärmebehandlung, Präzisionsschleife (mit Diamanträdern) verfeinert die Werkzeugkanten an engen Toleranzen (Z.B., ± 0,0005 mm für Reibahlen) und erzeugt scharfe Schneidflächen.
• Bearbeitung: CNC -Mühlen mit Carbidwerkzeugen formen M2 in Schneidwerkzeuggeometrien (Z.B., Mühlenzähne oder Reisflöten) wenn geglüht. Kühlmittel ist erforderlich, um eine Überhitzung zu vermeiden - die Auswachungsgeschwindigkeiten sind 15-20% Langsamer als Low-Alloy-Stähle.
• Oberflächenbehandlung:
• Härten: Endgültige Wärmebehandlung (Quenching + Temperieren) reicht für die meisten Anwendungen aus - keine zusätzliche Oberflächenhärten benötigt.
• Nitriding: Für hochkarätige Schneidwerkzeuge (Z.B., Fräser)-In einer Stickstoffatmosphäre auf 500-550 ° C geheizt, um eine harte Nitridschicht zu bilden (5-10 μm), steigern Resistenz tragen von 30%.
• Beschichtung (PVD/CVD): Dünne Beschichtungen wie Titan -Aluminiumnitrid (PVD) werden auf Schnittwerkzeuge angewendet - reduziert die Reibung und erweitert die Werkzeuglebensdauer um 2,5x, besonders für die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung von harten Metallen.

5. Qualitätskontrolle (Heiße Leistungssicherung)

• Härteprüfung: Verwendet Rockwell C-Tester, um die Härte nach der Temperation zu überprüfen (62-68 HRC) und heiße Härte (≥ 60 h bei 600 ° C)- kritisch zum Abschneiden der Leistung.
• Mikrostrukturanalyse: Untersucht die Legierung unter einem Mikroskop, um eine gleichmäßige Carbidverteilung zu bestätigen (Keine großen Carbide, die Chipping verursachen) und ordnungsgemäßes Temperieren (Kein spröde Martensit).
• Dimensionale Inspektion: Verwendet Koordinatenmessgeräte Maschinen (CMM) So überprüfen Sie die Werkzeugabmessungen - setzt Präzision für Schnittwerkzeuge wie Reibahlen oder Räste vor.
• Tragen Sie Tests: Simuliert Hochgeschwindigkeitsschnitte (Z.B., Stahl bearbeiten 500 m/my) Um die Lebensdauer des Werkzeugs zu messen - erfüllt M2 -Werkzeuge die Erwartungen der Haltbarkeit.
• Zugprüfung: Überprüft die Zugfestigkeit (2000-2500 MPA) und Ertragsfestigkeit (1600-2000 MPA) M2 -Spezifikationen zu erfüllen.

4. Fallstudie: M2 -Werkzeugstahl in Luft- und Raumfahrt -Turbinenblattbearbeitung

Ein Luft- und Raumfahrthersteller verwendete Keramikwerkzeuge zur Bearbeitung von Incanel -Turbinenblättern, konfrontiert jedoch häufiges Werkzeug -Chipping (40% Ausfallrate) und hohe Ersatzkosten ($30,000 monatlich). Sie wechselten zu M2 -Schneidwerkzeugen, mit den folgenden Ergebnissen:

• Werkzeugleben: M2 -Werkzeuge dauerten 200 Klingenbearbeitungszyklen (vs. 60 Zyklen für Keramik)- Reduzierungswerkzeugersatz durch 70%.
• Splitterrate: Die Zähigkeit von M2 senkte das Chipping auf 8% (aus 40%), Verschwenderblätter reduzieren und retten $50,000 jährlich in Materialkosten.
• Kosteneinsparungen: Während M2 -Werkzeuge kosten 25% mehr im Voraus, Die längere Lebensdauer und die niedrigere Ausfallrate haben dem Hersteller gerettet $180,000 jährlich.

5. M2 Werkzeugstahl vs. Andere Materialien

Wie ist M2 im Vergleich zu anderen Werkzeugstählen und Hochleistungsmaterialien im Vergleich? Lassen Sie es uns mit einem detaillierten Tisch aufschlüsseln:

Anwendungseignung

• Hochgeschwindigkeits-Schneidwerkzeuge: M2 ist besser als A2/D2 (Überlegene heiße Härte) und billiger als Keramikwerkzeuge - ideal zur Bearbeitung von Stahl oder Inconel bei hohen Geschwindigkeiten.
• Luft- und Raumfahrtbearbeitung: M2 übertrifft H13 (höhere heiße Härte) zum Schneiden von Titan oder Inconel - kritisch für die Produktion von Turbinenklingen.
• Präzisionsformwerkzeuge: M2 ist D2 überlegen (Bessere Zähigkeit) Für das Stempeln mit hohem Volumen-reduziert das Ausbruch und verlängert die Werkzeuglebensdauer.
• Mechanische Zahnräder/Wellen: M2 balanciert die Kraft und den Verschleißfestigkeit besser als A2-für Hochladereisen und -bewertbar, Hochgeschwindigkeitsmaschinerie.

Ansicht von Yigu Technology auf M2 Tool Steel

Bei Yigu Technology, Wir sehen M2 als Eckpfeiler für Hochleistungsschneidungen und Bildungsanwendungen. Es ist hohe heiße Härte, Ausgezeichneter Verschleißfestigkeit, und ausgewogene Zähigkeit machen es ideal für Kunden in der Luft- und Raumfahrt, Automobil, und Präzisionsbearbeitung. Wir empfehlen M2 für Fräserschneider, Reibahlen, und Luft- und Raumfahrtkomponenten -Werkzeuge - wo sie A2/D2 übertrifft (Bessere Hochtemperaturleistung) und liefert mehr Wert als Keramikwerkzeuge. Während M2 im Voraus mehr kostet, Die längere Lebensdauer und die geringere Wartung richten sich mit unserem Ziel von nachhaltigem Ziel überein, Kosteneffiziente Lösungen für anspruchsvolle Fertigungsbedürfnisse.

FAQ

1. Kann M2-Werkzeugstahl zur Bearbeitung von Nichteisenmetallen verwendet werden (Z.B., Aluminium)?

Ja - M2 Ausgezeichneter Verschleißfestigkeit Funktioniert gut für die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung von Aluminium, Obwohl es für weiche Nichteisenmetalle übergeben werden kann. Für Kosteneinsparungen, Verwenden Sie A2 -Werkzeugstahl für Aluminium; Reserve m