S2 Werkzeugstahl: Eigenschaften, Anwendungen, und Fertigungshandbuch

S2 Werkzeugstahl ist ein leistungsstarker Kaltstahl mit niedriger Leistung, der für seine einzigartige Mischung von gefeiert wird hohe Zähigkeit, Guter Verschleißfestigkeit, und ausgezeichnete Stoßbelastungswiderstand - Abfälle durch seine maßgeschneiderten Schärfe erhöht Chemische Zusammensetzung (mittelschwerer Kohlenstoff, Chrom, und Vanadium -Ergänzungen). Im Gegensatz zu seinem Gegenstück S1 Werkzeugstahl, S2 fügt Vanadium hinzu, um die Festigkeit zu steigern und Widerstand zu tragen, Es ist ideal für mittel- bis hohe Stressschneidwerkzeuge, stirbend bilden, und Präzisionskomponenten in der Luft- und Raumfahrt, Automobil, und plastische Injektionsformindustrien. 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 Haltbarkeit und Schockwiderstand erfordern.

1. Schlüsseleigenschaften von S2 -Werkzeugstahl wichtige Materialeigenschaften

Die Leistung von S2 ergibt sich aus der Optimierung Chemische Zusammensetzung- insbesondere die Zugabe von Vanadium - was seine mechanische Festigkeit verbessert, Resistenz tragen, und Fähigkeit, Schocklasten standzuhalten.

Chemische Zusammensetzung

Die Formel von S2 priorisiert die Zähigkeit, Stärke, und Stoßwiderstand, mit festen Bereichen für Schlüsselelemente:

• Kohlenstoffgehalt: 0.45-0.55% (höher als S1, mehr Carbide bilden für Guter Verschleißfestigkeit während der Pflege hohe Zähigkeit)
• Chromgehalt: 0.60-0.90% (höher als S1, Verbesserung der Härterbarkeit und leichter Korrosionsbeständigkeit ohne Verringerung der Bearbeitbarkeit)
• Manganinhalt: 0.60-0.90% (Steigert die Zugfestigkeit und Härtbarkeit, Gewährleistung einer gleichmäßigen Wärmebehandlungsergebnisse)
• 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, um die Zähigkeit aufrechtzuerhalten und das Knacken während der Bearbeitung oder Formung zu vermeiden)
• Vanadiuminhalt: 0.10-0.20% (Definieren von Addition vs. S1 - kennzeichnet die Getreidegröße, Verbessert den Verschleißfestigkeit, und verbessert sich Widerstand gegen Stoßbelastungen)

Physische Eigenschaften

Mechanische Eigenschaften

Nach Standard -Wärmebehandlung (Glühen + Quenching + Temperieren), S2 liefert eine verbesserte Leistung für mittel- bis hohe Stressanwendungen:

• Zugfestigkeit: ~ 1200-1400 MPa (200-300 MPA höher als S1, Geeignet für mittelladende Schneidwerkzeuge und Bildung von Stanzteilen)
• Ertragsfestigkeit: ~ 800-1000 MPa (stellt sicher)
• Verlängerung: ~ 15-20% (In 50 MM - hoch genug, um das Riss während der Bearbeitung komplexer Formen zu vermeiden, passende Duktilität von S1)
• Härte (Rockwell C -Skala): 52-56 HRC (Nach Wärmebehandlung-2-4 HRC höher als S1, Ausweitung des Widerstands und Zähigkeit des Verschleißes ausbalancieren; weicher als A2, aber schockfestigerer)
• Ermüdungsstärke: ~ 550-650 MPa (bei 10⁷ Zyklen-50-100 MPa höher als S1, kritisch für die verwendeten Tools mit hohem Volumen 80,000+ mal, wie Plastikspritzkerne)
• Aufprallzählung: Moderat bis hoch (~ 55-65 J/cm² bei Raumtemperatur)- hochherzig als S1, A2, oder d2, Es ideal für Werkzeuge, die plötzlichem Schock standhalten (Z.B., Manuelle Stempelwerkzeuge).

Andere kritische Eigenschaften

• Guter Verschleißfestigkeit: Vanadium, Kohlenstoff, und Chromcarbide widerstehen Abrieb 15-20% Besser als S1, Werkzeuglebensdauer verlängern (Z.B., 150,000+ Zyklen für kleine Stempelstirme).
• Hohe Zähigkeit: Seine Zusammensetzung mit niedriger Alloy behält die Duktilität bei, Also hält S2 kaltem Druck Druck stand (bis zu 6,000 KN für mittlere Sterben) Ohne Chipping.
• Guter Widerstand gegen Stoßlasten: Die Verfeinerung der Vanadium reduziert die Korngröße, S2 zulassen, plötzliche Auswirkungen aufzunehmen (Z.B., Zufälliger Werkzeugabfälle oder falsch ausgerichtete Stempeln) Ohne zu brechen - ein wichtiger Vorteil gegenüber S1.
• Verarbeitbarkeit: Gut (Vor Wärmebehandlung)–Aniged S2 (Härte ~ 190-230 Brinell) ist einfach mit Hochgeschwindigkeitsstahl zu maschinen (HSS) oder Carbid -Werkzeuge; Das Schleifen nach der Hitzebehandlung ist für Präzisionskanten unkompliziert.
• Schweißbarkeit: Mit Vorsicht - der modierliche Kohlenstoffgehalt erfordert Vorheizen (250-300° C) und Temperierung nach dem Schweigen, um ein Riss zu vermeiden, Dadurch reparierbar für Werkzeugänderungen.

2. Reale Anwendungen von S2 Tool Steel

Verbesserte Stärke von S2, Stoßwiderstand, und Verschleißfestigkeit macht es ideal für Branchen, die Zuverlässigkeit bei mittleren bis hohen Stressaufgaben erfordern. Hier sind seine häufigsten Verwendungszwecke:

Schneidwerkzeuge

• Fräser: Mittelgroße Endmühlen zur Bearbeitung von Weichstahl oder Aluminiumlegierungen verwenden S2-Guter Verschleißfestigkeit Schärfe beibehält 800+ Teile (vs. 500+ Für S1), Reduzierung der Reglerzeit.
• Drehwerkzeuge: Halbautomatische Drehwerkzeuge für die Metallbearbeitung kleiner Batch (Z.B., Messingarmaturen) Verwenden Sie S2 -Stoßwiderstand widersteht versehentlich Werkzeug-Arbeitskollisionen, Senkung der Ersatzraten des Werkzeugs.
• Ränen: Innenbroaches zur Gestaltung weicher Stahl- oder Kunststoffteile (Z.B., Automobilsensorgehäuse) Verwenden, und Tragenwiderstandsgriffe 15,000+ Teile.
• Reibahlen: Mittel-Toleranz-Reibahlen (± 0,008 mm) Für Metallbearbeitung (Z.B., Motorkomponentenlöcher) Verwenden Sie S2 - Die Retention sorgt dafür.

Fallbeispiel: Ein kleiner Automobilteile -Shop, der S1 für Aluminium -Drehwerkzeuge verwendet hat, aber mit gelegentlichem Schock ausgestattet ist (15% Ausfallrate). Sie wechselten zu S2, und die Ausfallraten sanken auf 3% - untersparen $6,000 jährlich bei Werkzeugersatzkosten, Während die Lebensdauer der Lebensdauer von erstreckten 500 Zu 800 Teile.

Werkzeuge bilden

• Schläge: Mittelkaltpolchende Werkzeuge für Bleche (Z.B., Erstellen von Löchern in Stahlklammern) Verwenden Sie S2 -Stoßwiderstand stand der Handbuch oder halbautomatischen Stanzen stand, und Tragenwiderstandsgriffe 120,000+ Schläge (vs. 80,000+ Für S1).
• Stirbt: Stempeln stirbt für dünne Stahlblätter (Z.B., Gerätesteuerungsträger) Verwenden Sie S2 - Teighess vermeidet das Knacken während der Matrizenbaugruppe, und Verschleißfestigkeit sorgt für saubere Tafelkanten über 100,000 Stempel.
• Stempelwerkzeuge: Small-Batch-Stempelwerkzeuge für Kfz-Innenteile Verwenden Sie S2-Bewertbarkeitsanforderungen mit mittlerer Produktion, und Schockfestigkeit widersteht der Fehlausrichtung beim Stempeln.

Plastikspritzformung

• Formen für Kunststoffteile: Formen für kleine Kunststoffkomponenten (Z.B., elektrische Anschlüsse) Verwenden Sie S2 -Resistenz tragen Griffe 200,000+ Zyklen, und Zähigkeit stand den Schimmelpackdruck (bis zu 7,000 KN).
• Kern- und Hohlraumkomponenten: Präzisionsformkerne für Kunststoffteile (Z.B., Smartphone -Ladeanschlüsse) Verwenden Sie S2 - Dimensionale Stabilität sorgt für die Teilkonsistenz, und Verschleißfestigkeit vermeidet den Kernabbau durch Harzfluss.

Luft- und Raumfahrt, Automobil & Maschinenbau

• Luft- und Raumfahrtindustrie: Kleine tragende Komponenten (Z.B., Flugzeugkabinenbefestigungen) Verwenden Sie S2 -Zugfestigkeit Unterstützt strukturelle Belastungen, und Stoßwiderstand stand den Turbulenzen induzierten Vibrationen.
• Automobilindustrie: Mittlere Stresskomponenten (Z.B., Kunststoff -Trimmform -Einsätze oder kleine Zahnradzähne) Verwenden Sie S2-Kosteneffizienz passend zur Produktion von Hochvolumien, und Verschleißfestigkeit reduziert den Abbau des Komponenten.
• Maschinenbau: Zahnräder und Wellen für mittelladende Maschinen (Z.B., Industrieförderer) Verwenden Sie S2 - Fatigue -Festigkeit widersetzt sich wiederholte Stress, und Stoßwiderstand verhandelt plötzliche Förderstacken.

3. Herstellungstechniken für S2 -Werkzeugstahl

Die Herstellung von S2 erfordert Präzision, um seine vanadiumverstärkte Zusammensetzung aufrechtzuerhalten und einen konstanten Schockfest zu gewährleisten.. Hier ist der detaillierte Prozess:

1. Metallurgische Prozesse (Kompositionskontrolle)

• Elektrischer Lichtbogenofen (EAF): Primärmethode - STAELSCHRAFT, Kohlenstoff, Chrom, und Vanadium werden mit 1.600-1.700 ° C geschmolzen. Sensoren Monitor Chemische Zusammensetzung Elemente in den S2 -Bereichen zu halten (Z.B., 0.10-0.20% Vanadium), kritisch für Stoßfestigkeit und Verschleißfestigkeit.
• Basis -Sauerstoffofen (Bof): Für groß an; Sauerstoff passt den Kohlenstoffgehalt ein. Vanadium und Chrom werden 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 1.050-1.150 ° C., und rollte in Stangen, Teller, oder Draht. Heißes Rollen bricht große Carbide ab und formt das Material in Werkzeugblanks (Z.B., 250×250 MM -Blöcke für mittelgroße Sterben).
• Kaltes Rollen: Wird für dünne Werkzeugkomponenten verwendet (Z.B., Stanztipps oder Schimmelpilzeinsätze)-Schnalte mit Raumtemperatur, um die Oberflächenbeschaffung zu verbessern. Nach dem Rollenglühen (650-700° C) macht den Stahl für die nachfolgende Bearbeitung weicher.

3. Wärmebehandlung (Auf Stoßfestigkeit zugeschnitten)

Die Wärmebehandlung von S2 priorisiert Zähigkeit und Stoßfestigkeit, Beim Steigerung des Verschleißfeststandes über S1:

• Glühen: Erhitzt auf 750-800 ° C für 2-3 Std., langsam auf ~ 600 ° C abgekühlt. Reduziert die Härte zu 190-230 Brinell, Machenschaft machen und interne Stress lindern.
• Quenching: Erhitzt auf 830-870 ° C. (Austenitisierung) für 20-30 Minuten, in Öl gelöscht. Verhärtet den Stahl an 58-60 HRC - SCHLEISEN LÖSUNG (vs. D2) behält die Verfeinerung der Getreide aus Vanadium.
• Temperieren: Auf 270-320 ° C erhitzt für 1-2 Std., luftgekühlt. Reduziert die Härte zu 52-56 HRC - Balance -Verschleißfestigkeit und Stoßfestigkeit; höhere Temperaturtemperaturen (350-400° C) kann für zusätzliche Duktilität verwendet werden.
• Stressabbau Glühen: Nach der Bearbeitung aufgetragen-auf 550-600 ° C erhitzt für 1 Stunde, um Schnittstress zu reduzieren, Verhinderung des Werkzeugverzirks während der endgültigen Wärmebehandlung.

4. Bildung und Oberflächenbehandlung

• Formenmethoden:
• Drücken Sie die Formung: Mittlere hydraulische Pressen (3,000-5,000 Tonnen) Form S2 Verblieben in die Sterbungs- oder Werkzeugrisse - vor der Wärmebehandlung vorhanden.
• Bearbeitung: CNC-Mühlen oder halbautomatische Drehstäbe schneiden S2 in Werkzeugformen (Z.B., Reamerflöten oder Stanztipps)- HSS -Tools funktionieren für getemperte S2, Reduzierung der Bearbeitungskosten.
• Schleifen: Nach Wärmebehandlung, Aluminiumoxidräder verfeinern Werkzeugkanten zu RA 0.1 μm Rauheit-Säuglinge für Mittel-Toleranz-Anwendungen wie Plastikschimmelkerne.
• Oberflächenbehandlung:
• Nitriding: Erhitzt auf 480-520 ° C in einer Stickstoffatmosphäre, um a zu bilden 3-5 μm Nitridschicht - steigt den Verschleiß Widerstand durch 25% (ideal für hochvolumige Stempelstimmungen oder Schimmelpilzen).
• Beschichtung (PVD/CVD): Dünner Titannitrid (PVD) Beschichtungen sind optional zum Schneiden von Werkzeugen - reduziert die Reibung, Verlängerung der Werkzeuglebensdauer um 1,8x für Weichstahlbearbeitung (vs. 1.5x für S1).
• Härten: Endgültige Wärmebehandlung (Quenching + Temperieren) reicht für die meisten Anwendungen aus - keine zusätzliche Oberflächenhärten benötigt.

5. Qualitätskontrolle (Leistung und Schockfestigkeitssicherung)

• Härteprüfung: Rockwell C-Tests überprüfen die Härte nach der Temperation (52-56 HRC)- Vermittelt Konsistenz für die Werkzeugleistung.
• Mikrostrukturanalyse: Untersucht die Legierung unter einem Mikroskop, um die Verfeinerung der Vanadiumkorn und eine gleichmäßige Verteilung der Carbid zu bestätigen (Keine großen Carbide, die den Stoßfestigkeit reduzieren).
• Dimensionale Inspektion: Bremssättel oder Koordinatenmessmaschinen (Cmm) Überprüfen Sie die Werkzeugabmessungen auf ± 0,005 mm-kritisch für mitteltoleranze Anwendungen wie Kunststoff-Teilenformen.
• Schocktest: Simuliert den plötzlichen Einfluss (Z.B., Ablassen eines Werkzeugs von 1 Meter) Um den Widerstand gegen Bruch zu überprüfen - erfüllt S2 die Schocklastanforderungen.
• Zugprüfung: Überprüft die Zugfestigkeit (1200-1400 MPA) und Ertragsfestigkeit (800-1000 MPA) S2 Spezifikationen erfüllen.

4. Fallstudie: S2 -Werkzeugstahl in Kunststoffeinspritzformkernen

Ein kleiner Kunststoffteilehersteller verwendete S1 für Schimmelpilzkerne für Elektroanschlüsse (150,000 Teile/Jahr) aber mit zwei Problemen konfrontiert: Kernverschleiß danach 120,000 Zyklen und gelegentlicher Bruch vom Schockschock (8% Ausfallrate). Sie wechselten zu S2, mit den folgenden Ergebnissen:

• Kernleben: S2s Verschleißfestigkeit verlängerte die Kernlebensdauer auf 200,000 Zyklen (67% länger als S1)- Kernersatzkosten durch $7,000 jährlich.
• Stoßwiderstand: Die Fehlerquote sank auf 2% - untersparend $4,000 Jährlich in verschwendeten Formen und Produktionsausfallzeiten.
• Kosteneinsparungen: Trotz 15% höhere Vorabmaterialkosten, Der Hersteller spart $10,000 Jährlich-kritisch für mittelgroße Produktionsmargen.

5. S2 Werkzeugstahl vs. Andere Materialien

Wie ist S2 im Vergleich zu S1 und anderen Werkzeugstählen für mittel- bis hohe Stressanwendungen im Vergleich? Lassen Sie es uns aufschlüsseln:

Anwendungseignung

• Schneidwerkzeuge mit mittlerer Stress: S2s Verschleißfestigkeit und Stoßfestigkeit übertreffen S1 (längeres Leben, weniger Pausen) und sind kostengünstiger als A2-ideal für kleine bis mittlere Geschäfte.
• Stirsche forming forming forming: Der hohe Schockwiderstand von S2 macht es besser als A2/D2 für manuelle oder semi-automatische Stempeln-Vermeidung kostspieliger Stempelbrüche.
• Kunststoffeinspritzkerne: S2 Balances tragen Widerstand und Zähigkeit besser als S1 (längeres Zyklusleben) und ist billiger als 420 Edelstahl-ist für mittelgiebige Kunststoffteile betrieben.
• Mechanische Komponenten: S2 -Zugfestigkeit und Müdigkeitsbeständigkeit 420 Edelstahl bei 20% niedrigere Kosten-ideal für mittelladende Zahnräder oder Wellen.

Ansicht von Yigu Technology auf S2 Tool Steel

Bei Yigu Technology, S2 sticht als Fortschritt von S1 für mittel- bis hohe Stressaufgaben aus. Sein Vanadium verstärkt Stoßwiderstand, Resistenz tragen, und Stärke machen es ideal für kleine bis mittlere Hersteller, die Haltbarkeit ohne die Kosten für hochrangige Stähle benötigen. Wir empfehlen S2 für Plastikschimmelkerne, Medium Stempel stirbt, und schockanfällige Schneidwerkzeuge-wo es S1 übertrifft (längeres Leben, weniger Pausen) und bietet einen besseren Wert als A2/D2. Während es extremer Verschleißfestigkeit fehlt, Seine Vielseitigkeit und Kostenwirksamkeit entsprechen unserem Ziel von zuverlässigem Ziel, Zugängliche Fertigungslösungen.

FAQ

1. Ist S2-Werkzeugstahl besser als S1 für schockanfällige Anwendungen?

Ja - die Vanadium -Addition von S2 verbessert sich Stoßwiderstand Durch Verfeinerung der Korngröße, Machen Sie es 2-3x resistenter gegen plötzliche Auswirkungen (Z.B., Werkzeugtropfen oder falsch ausgerichtete Stempeln) als S1. Wählen Sie S2, wenn Ihre Anwendung gelegentliche Stoßlasten beinhaltet.