O2 -Werkzeugstahl: Eigenschaften, Anwendungen, und Fertigungshandbuch

O2-Werkzeugstahl ist ein vielseitiges Kaltwerkzeug, das für seine ausgewogene Mischung von gefeiert wird Ausgezeichneter Verschleißfestigkeit, Zuverlässige Stärke, und praktische Verarbeitbarkeit. Es ist sorgfältig kalibriert Chemische Zusammensetzung-Mit mittelschwerer Kohlenstoff- und niedriger Chromgehalt-macht es eine kostengünstige Wahl für Schneidwerkzeuge, stirbend bilden, und hochfeste Komponenten in der Luft- und Raumfahrt, Automobil, und Maschinenbau. 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 die Haltbarkeit erfordern, ohne die Benutzerfreundlichkeit zu beeinträchtigen.

1. Schlüsselmaterialeigenschaften von O2 -Werkzeugstahl

Die Leistung von O2 Tool Steel ergibt sich aus seinen optimierten Chemische Zusammensetzung, Dies liefert konsistente physikalische und mechanische Eigenschaften, die auf Kalt- und Präzisions-Schneidaufgaben zugeschnitten sind.

Chemische Zusammensetzung

Die Formel von O2 priorisiert Verschleißfestigkeit und Zähigkeit, mit festen Bereichen für Schlüsselelemente:

• Kohlenstoffgehalt: 0.90-1.05% (hoch genug, um harte Carbide für zu bilden Ausgezeichneter Verschleißfestigkeit, Niedrig genug, um eine mäßige Zähigkeit für die Erkältungsform aufrechtzuerhalten)
• Chromgehalt: 0.40-0.60% (Niedrig im Vergleich zu anderen Werkzeugstählen - verstärkt die Härtbarkeit geringfügig, ohne die Bearbeitung zu verringern)
• Manganinhalt: 0.20-0.40% (Steigert die Härtbarkeit und Zugfestigkeit, ohne grobe Carbide zu erzeugen, die den Stahl schwächen)
• Siliziumgehalt: 0.15-0.35% (Hilft bei der Desoxidation während der Herstellung und stabilisiert die mechanischen Eigenschaften)
• 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 zu pflegen Zähigkeit und vermeiden Sie das Knacken während der Bildung oder Bearbeitung)

Physische Eigenschaften

Mechanische Eigenschaften

Nach Standard -Wärmebehandlung (Glühen + Quenching + Temperieren), O2 liefert eine zuverlässige Leistung für Kaltarbeitsanwendungen:

• Zugfestigkeit: ~ 1800-2200 MPA (Geeignet für tragende Schneidwerkzeuge und die Bildung von Stanzteilen)
• Ertragsfestigkeit: ~ 1500-1800 MPa (stellt sicher)
• Verlängerung: ~ 10-15% (In 50 MM - Moderate Duktilität, Genug, um ein Riss während der Werkzeugbaugruppe oder der leichten Auswirkungen zu vermeiden)
• Härte (Rockwell C -Skala): 60-65 HRC (Nach der Wärmebehandlung - ideal für den Ausgleichswiderstand und die Kantenretention; härter als A2 -Werkzeugstahl, aber maschineller als D2)
• Ermüdungsstärke: ~ 700-800 MPa (bei 10⁷ Zyklen-kritisch für hochvolumige Schneidwerkzeuge, die wiederholt verwendet werden, Wie Produktionslinienfräsenschneider)
• Aufprallzählung: Mäßig (~ 30-40 J/cm² bei Raumtemperatur)- Lower als A2, aber höher als D2, Damit es für nicht lastige Kaltarbeitsaufgaben geeignet ist.

Andere kritische Eigenschaften

• Ausgezeichneter Verschleißfestigkeit: Carbide auf Kohlenstoffbasis widerstehen Abrieb, Werkzeuglebensdauer verlängern (Z.B., 200,000+ Zyklen für Stempelstirme) und Reduzierung der Ersatzfrequenz.
• Gute Zähigkeit: Mit Härte ausgeglichen, Also hält O2 kaltem Druck Druck stand (bis zu 6,000 KN für kleine Stanzstirme) Ohne Chipping.
• Verarbeitbarkeit: Gut (Vor Wärmebehandlung)–Nealed O2 (Härte ~ 200-230 Brinell) ist einfach mit Carbid -Werkzeugen zu maschinenberechtigt; Das Schleifen nach der Hitzebehandlung ist für Präzisionskanten unkompliziert.
• Schweißbarkeit: Mit Vorsicht - Hochkohlenstoffgehalt erhöht das Rissrisiko; Vorheizen (250-300° C) Für die Reparatur oder Änderungen des Werkzeugs sind die Nachscheiben-Temperatur erforderlich.

2. Reale Anwendungen von O2-Werkzeugstahl

Die Vielseitigkeit und Kostenwirksamkeit von O2 machen es ideal für Branchen, die zuverlässige Kaltarbeitsleistung erfordern. Hier sind seine häufigsten Verwendungszwecke:

Schneidwerkzeuge

• Fräser: Endmühlen zur Bearbeitung von Weichstahl oder Aluminium verwenden O2 -Resistenz tragen Schärfe beibehält 30% länger als kohlenstoffhaltige Stähle, Reduzierung der Reglerzeit.
• Drehwerkzeuge: Drehwerkzeuge zum Drehen von Nichteisenmetallen (Z.B., Messing oder Kupfer) Verwenden Sie O2 - Teigness widersteht leichte Schwingungen, Gewährleistung der glatten Oberflächenoberflächen.
• Ränen: Innenbroaches zur Gestaltung weicher Stahlteile (Z.B., Zahnradzähne) Verwenden, und Verschleißfestigkeit sorgt dafür 15,000+ Teile.
• Reibahlen: Präzisionsreamer zur Erstellung von Löchern mit mittlerer Toleranz (± 0,005 mm) Verwenden Sie O2 - Die Retention behält die Genauigkeit der Löcher über 10,000+ Reichen.

Fallbeispiel: Ein kleiner Bearbeitungsgeschäft verwendete mit kohlenstoffhaltigem Stahl für Aluminium-Drehwerkzeuge, danach danach, danach ausgesetzt war 500 Teile. Sie wechselten zu O2, und Werkzeuge dauerten 1,200 Teile (140% länger)- Ersatzkosten für die Taste von Tools durch $12,000 jährlich.

Werkzeuge bilden

• Schläge: Kaltwerkzeuge für Bleche (Z.B., Erstellen von Löchern in Stahlklammern) Verwenden Sie O2 -Resistenz tragen Griffe 150,000+ Schläge ohne Randverschleiß, Verringerung defekter Teile.
• Stirbt: Stempeln stirbt für kleine Metallkomponenten (Z.B., Elektronikstecker) Verwenden Sie O2 - Teigness hält dem Stempeldruck standhalten (bis zu 4,000 KN), und die Bearbeitbarkeit ermöglicht komplizierte Stanzhöhlen.
• Stempelwerkzeuge: Feinstempelwerkzeuge für dünne Stahlblätter (Z.B., Waschmaschine Produktion) Verwenden Sie O2 - Härte (60-65 HRC) sorgt sauber, burr-freie Kanten.

Luft- und Raumfahrt, Automobil & Maschinenbau

• Luft- und Raumfahrtindustrie: Kleine Präzisionskomponenten (Z.B., Leichte Halterung) Verwenden Sie O2 -Zugfestigkeit Unterstützt strukturelle Belastungen, und dimensionale Stabilität sorgt dafür, dass sie zu anderen Teilen passt.
• Automobilindustrie: Niedrige Stresskomponenten (Z.B., Innenausstattung) Verwenden Sie O2 - Wear -Widerstand verringert den Abbau durch Schwingung, Lebensdauer verlängern.
• Maschinenbau: Kleine Zahnräder und Wellen für leichte Maschinen (Z.B., Fördersysteme) Verwenden Sie O2 - Fatigue -Festigkeit widersetzt sich wiederholte Stress, und Kosteneffizienz passt zur Produktion von Hochvolumien.

3. Herstellungstechniken für O2 -Werkzeugstahl

Die Herstellung von O2 erfordert Präzision, um das chemische Gleichgewicht aufrechtzuerhalten und eine konsistente Kaltarbeit zu gewährleisten. Hier ist der detaillierte Prozess:

1. Metallurgische Prozesse (Kompositionskontrolle)

• Elektrischer Lichtbogenofen (EAF): Primärmethode - STAELSCHRAFT, Kohlenstoff, und kleine Chrommengen werden bei 1.650-1.750 ° C geschmolzen. Sensoren Monitor Chemische Zusammensetzung Elemente in den O2 -Bereichen aufbewahren (Z.B., 0.90-1.05% Kohlenstoff), kritisch für den Verschleißfestigkeit.
• Basis -Sauerstoffofen (Bof): Für groß an; Sauerstoff passt den Kohlenstoffgehalt ein. Das Chrom wird nach dem Blowing zugesetzt, um Oxidation zu vermeiden und eine präzise Zusammensetzung zu gewährleisten.

2. Rollprozesse

• Heißes Rollen: 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., 300×300 MM -Blöcke für Stempelstirme).
• Kaltes Rollen: Wird für dünne Werkzeugkomponenten verwendet (Z.B., Kleine Punschblanks)-Schnalte bei Raumtemperatur, um die Oberflächenfinish und die dimensionale Genauigkeit zu verbessern. Nach dem Rollenglühen (700-750° C) stellt die Verarbeitbarkeit durch, indem Sie den Stahl mildern.

3. Wärmebehandlung (Auf Kaltarbeitsbedürfnisse zugeschnitten)

Die Wärmebehandlung ist entscheidend, um die Verschleißfestigkeit und Zähigkeit von O2 zu entsperren:

• Glühen: Auf 800-850 ° C erhitzt und für festgehalten 2-3 Std., dann langsam abgekühlt (50° C/Stunde) bis ~ 600 ° C.. Reduziert die Härte zu 200-230 Brinell, Machenschaft machen und interne Stress lindern.
• Quenching: Erhitzt auf 860-900 ° C. (Austenitisierung) und für 30-45 Minuten (Abhängig von der Teildicke), dann in Öl abgestürzt. Verhärtet den Stahl an 63-65 HRC; Luftlöschung (Langsamer) reduziert die Verzerrung, senkt aber die Härte zu 60-62 HRC (Ideal für große Stanzteile).
• Temperieren: Auf 180-220 ° C erwärmt für 1-2 Std., dann luftgekühlt. Maximiert Resistenz tragen Beim Beibehaltung einer mäßigen Zähigkeit - kritisch zum Schneiden von Werkzeugen; höhere Temperaturtemperaturen (250-300° C) kann für mehr Zähigkeit bei der Bildung von Stimmungen verwendet werden.
• Stressabbau Glühen: Obligatorisch-auf 600-650 ° C erhitzt für 1 Stunde nach der Bearbeitung (Vor der endgültigen Wärmebehandlung) Reduzierung des Schneidstresses reduzieren, Verhinderung des Werkzeugverzirks während des Gebrauchs.

4. Bildung und Oberflächenbehandlung

• Formenmethoden:
• Drücken Sie die Formung: Hydraulische Pressen (4,000-6,000 Tonnen) Form O2 -Platten in Würfelhöhlen oder Werkzeugblanks - vor der Wärmebehandlung vorhanden.
• Bearbeitung: CNC -Mühlen mit Carbidwerkzeugen schneiden komplexe Formen aus (Z.B., Fräserzähne) in geglühtes O2 - Koolant verhindert eine Überhitzung und sorgt für glatte Kanten.
• Schleifen: Nach Wärmebehandlung, Diamanträder verfeinern Präzisionswerkzeuge (Z.B., Reamerkanten) zu ra 0.05 μm Rauheit, scharfen sicherstellen, Konsistente Schneidflächen.
• Oberflächenbehandlung:
• Nitriding: Erhitzt auf 500-550 ° C in einer Stickstoffatmosphäre, um a zu bilden 5-8 μm Nitridschicht - steigt den Verschleiß Widerstand durch 25% (Ideal zum Stempeln von Stempeln oder mit hohen Nutzung Schneidwerkzeugen).
• Beschichtung (PVD/CVD): Titannitrid (PVD) Beschichtungen werden auf Schneiden von Werkzeugoberflächen aufgetragen - reduziert die Reibung, Erweiterung der Werkzeugdauer um 2x für Aluminium- oder Weichstahlbearbeitung um 2x.
• Härten: Endgültige Wärmebehandlung (Quenching + Temperieren) reicht für die meisten Anwendungen aus - keine zusätzliche Oberflächenhärten benötigt.

5. Qualitätskontrolle (Leistungssicherung)

• Härteprüfung: Rockwell C-Tests überprüfen die Härte nach der Temperation (60-65 HRC)- Die Anstrengungen entsprechen den Anwendungsanforderungen.
• Mikrostrukturanalyse: Untersucht die Legierung unter einem Mikroskop, um eine gleichmäßige Carbidverteilung zu bestätigen (Keine großen Carbide, die das Tool -Chipping verursachen).
• Dimensionale Inspektion: Koordinatenmessmaschinen (Cmm) Überprüfen Sie die Werkzeugabmessungen auf ± 0,001 mm - kritisch für Präzisionsschneidwerkzeuge wie Reibahnen.
• Tragen Sie Tests: Simuliert kaltes Schneiden (Z.B., Aluminium bearbeiten 300 m/my) Um das Werkzeugleben zu messen - erfüllt O2 die Erwartungen der Haltbarkeit.
• Zugprüfung: Überprüft die Zugfestigkeit (1800-2200 MPA) und Ertragsfestigkeit (1500-1800 MPA) Um O2 -Spezifikationen zu erfüllen.

4. Fallstudie: O2 -Werkzeugstahl in Blech -Stempeln stirbt

Ein kleiner Hersteller von Kfz -Teilen verwendete A2 -Werkzeugstahl zum Stempeln von Blechstempeln (Für Innenklammern) aber mit zwei Problemen konfrontiert: hohe Bearbeitungskosten (Aufgrund der geringeren Bearbeitbarkeit von A2) und sterben nach dem Verschleiß nach 100,000 Zyklen. Sie wechselten zu O2, mit den folgenden Ergebnissen:

• Bearbeitungskosten: Die bessere Bearbeitung von O2 verkürzte die CNC -Fräszeit durch 20%, sparen $8,000 jährlich in Arbeit.
• Leben sterben: O2 stirbt 180,000 Zyklen (80% länger als A2)- Die Ersatzkosten der Sterbe durch $15,000 jährlich.
• Kosteneinsparungen: Trotz ähnlicher Vorabmaterialkosten, Der Hersteller spart $23,000 jährlich über niedrigere Bearbeitungs- und Ersatzkosten.

5. O2 -Werkzeugstahl vs. Andere Materialien

Wie ist O2 im Vergleich zu alternativen Werkzeugstählen und -materialien für Kaltarbeitsanwendungen?? Lassen Sie es uns aufschlüsseln:

Anwendungseignung

• Kaltform stirbt: O2 Balances Verschleißfestigkeit und Verwirrbarkeit - Bocker als D2 (einfacher zu maschine) und billiger als M2, ideal für kleine bis mittlere Stempelstimmungen.
• Nichteisen-Schneidwerkzeuge: O2 übertrifft 420 Edelstahl (höhere Härte) Für Aluminium-/Kupferbearbeitung-kostengünstiger als M2 für niedrige bis mittlere Schnittgeschwindigkeiten.
• Präzisionskomponenten: Die dimensionalen Stabilitätsrivalen von O2 A2 zu geringeren Kosten - für Luft- und Raumfahrt- oder Automobilverbesserer, die eine mäßige Festigkeit erfordern.

Ansicht von Yigu Technology auf O2 Tool Steel

Bei Yigu Technology, O2 zeichnet sich als kostengünstige Lösung für Kaltarbeit und niedrig bis mittler. Es ist Ausgezeichneter Verschleißfestigkeit, gute maschinabilität, und ausgewogene Zähigkeit machen es ideal für kleine Hersteller und Produktionslinien mit hohem Volumen. Wir empfehlen O2 für Stempelstempel von Blech, Nichteisen-Schneidwerkzeuge, und Präzisionskomponenten - wo es D2 übertrifft (einfacher zu maschine) und bietet einen besseren Wert als M2. Während es die Hochtemperaturleistung von H13 oder M2 fehlt, Seine Erschwinglichkeit und Zuverlässigkeit entsprechen unserem Ziel von nachhaltigem Ziel, Budgetfreundliche Lösungen für die Herstellung von Kaltarbeit.

FAQ

1. Ist O2 -Werkzeugstahl geeignet, um harte Metalle zu bearbeiten? (Z.B., Ausgehärteter Stahl)?

O2 eignet sich am besten für Metalle mit weicher bis mittelschwerer Härte (≤ 30 HRC, wie Aluminium oder Weichstahl). Für gehärteten Stahl (≥ 50 HRC), Wählen Sie D2 oder M2 - sie haben einen höheren Carbidgehalt und eine bessere Verschleißfestigkeit für harte Materialbearbeitung.

2. Kann O2 für Hot-Work-Anwendungen verwendet werden? (Z.B., Heißes Stempeln)?

Nein - O2 hat eine geringe heiße Härte und wird bei Temperaturen über 300 ° C weicher. Für Hot-Work-Aufgaben (Z.B., heißes Stempeln oder Schmieden), Verwenden Sie H13 -Werkzeugstahl, die Härte bei erhöhten Temperaturen behält.

3. Wie vergleichen sich O2 mit A2 zum Stempelstempern??

O2 hat eine höhere Härte (60-65 HRC vs. A2 52-60 HRC) und bessere Verschleißfestigkeit, Dadurch länger anhaltend für das Stempeln mit hohem Volumen. A2 hat eine höhere Zähigkeit, Es ist also besser für das Stempeln mit schwerem Einfluss-schoose O2 für licht-medium-Auswirkungen, Aufgaben mit hoher Volumen.