T1 Werkzeugstahl: Eigenschaften, Anwendungen, und Fertigungshandbuch

T1 Werkzeugstahl ist ein hoher Kohlenstoff, Hochgeschwindigkeitsstahl auf Wolfram (HSS) bekannt für seine außergewöhnliche Resistenz tragen, rote Härte, Und Wärmestabilität—Ans abgebaut von seiner legierreichen Komposition (Wolfram, Chrom, Vanadium) und präzise Wärmebehandlung. Im Gegensatz zu Low-Alloy-Werkzeugstählen, T1 zeichnet sich in Hochgeschwindigkeitsschneid- und Hochleistungs-Werkzeuganwendungen aus, Machen Sie es zu einer Top -Wahl für die Werkzeugherstellung, Maschinenbau, Automobilherstellung, und Schimmelproduktion, bei der extreme Haltbarkeit und Wärmefestigkeit kritisch sind. In diesem Leitfaden, Wir werden die wichtigsten Eigenschaften aufschlüsseln, reale Verwendungen, Herstellungsprozesse, und wie es im Vergleich zu anderen Materialien ist, Helfen Sie, es für Projekte auszuwählen, die kompromisslose Leistung erfordern.

1. Schlüsselmaterialeigenschaften von T1 -Werkzeugstahl

Die Leistung von T1 liegt in seiner optimierten Legierungszusammensetzung und wärmebehandlungsfähigen Natur, welche Härte ausgleichen, Zähigkeit, und Wärmefestigkeit für Hochstress, Hochtemperaturanwendungen.

Chemische Zusammensetzung

Die Formel von T1 priorisiert Hochgeschwindigkeits-Schnittleistung und Verschleißfestigkeit, mit strengen Bereichen für wichtige Legierungselemente:

• Kohlenstoff (C): 0.70-0.80% (hoch genug, um harte Carbide mit Wolfram/Vanadium zu bilden, kritisch für Resistenz tragen)
• Mangan (Mn): 0.15-0.40% (Eine bescheidene Addition verbessert die Verhinderbarkeit, ohne die thermische Stabilität zu beeinträchtigen)
• Silizium (Und): 0.20-0.40% (AIDS-Desoxidation während der Stahlherstellung und stabilisiert die mechanischen Eigenschaften der Hochtemperaturen)
• Schwefel (S): ≤ 0,030% (Ultra-niedrig zu pflegen Zähigkeit und vermeiden)
• Phosphor (P): ≤ 0,030% (streng kontrolliert, um kalte Brechtigkeit zu verhindern, Wesentlich für Tools, die in Umgebungen mit niedriger Temperatur verwendet werden)
• Chrom (Cr): 3.75-4.50% (Verbessert die Verhärtbarkeit und Korrosionsbeständigkeit, Gewährleistung einer gleichmäßigen Wärmebehandlungsergebnisse)
• Molybdän (MO): ≤ 0,60% (Trace Addition erhöht die rote Härte und die Müdigkeitsresistenz für Hochgeschwindigkeitsanwendungen)
• Vanadium (V): 1.00-1.50% (verfeinert die Korngröße, verbessert Aufprallzählung, und bildet extrem harte Vanadiumcarbide zur Verschleißfestigkeit)
• Wolfram (W): 17.50-19.00% (Kernelement für rote Härte-Rettungshärte bei 600 ° C+ während des Hochgeschwindigkeitsabschneidens, Vermeiden von Erweichen)

Physische Eigenschaften

Mechanische Eigenschaften

Nach Standard -Wärmebehandlung (Löschen und Temperieren), T1 liefert branchenführende Leistung für Hochgeschwindigkeits-Schneiden und Hochleistungswerkzeuge:

• Zugfestigkeit: ~ 2400-2600 MPa (außergewöhnlich hoch, Ideal für hochschneidende Kraftanwendungen wie das Mahlen von Hard-Stählen)
• Ertragsfestigkeit: ~ 2000-2200 MPA (stellt sicher)
• Härte (Rockwell c): 63-66 HRC (Nach Wärmebehandlung - einstellbar: 63-64 HRC für harte Schneidwerkzeuge, 65-66 HRC für Verschleiß stirbt)
• Duktilität:
• Verlängerung: ~ 8-12% (In 50 mm - mischend, ausreichend, um sich in Werkzeuglücken zu formen, ohne zu knacken)
• Bereichsreduzierung: ~ 20-30% (zeigt eine gute Zähigkeit für Hochgeschwindigkeitsschnitte an, Vermeiden Sie einen plötzlichen Werkzeugbruch)
• Aufprallzählung (Charpy V-Neoth, 20° C): ~ 25-35 d/cm² (Gut für HSS - hochwertig als Keramikwerkzeuge, Reduzierung des Splitterrisikos beim Schneiden)
• Ermüdungsbeständigkeit: ~ 900-1000 MPa (Bei 10⁷-Zyklen-kritisch für Hochvolumen-Schneidwerkzeuge wie Produktionslinien-Drehwerkzeuge)
• Resistenz tragen: Exzellent (Wolfram- und Vanadium-Carbide widersetzen Abrieb 3-4x besser als niedrige Alloy-Stähle, Werkzeuglebensdauer verlängern)
• Rote Härte: Vorgesetzter (behält ~ 60 HRC bei 600 ° C-ein Hochgeschwindigkeitsschnitt (400+ m/min für Weichstahl) ohne zu mildern)

Andere Eigenschaften

• Korrosionsbeständigkeit: Mäßig (Die Chromzusatz schützt vor milder Luftfeuchtigkeit; Erfordert eine Oberflächenbehandlung wie die Beschichtung für den Außengebrauch oder die nasse Bearbeitung)
• Schweißbarkeit: Arm (Hoher Kohlenstoff- und Wolframgehalt verursacht Risse; Vorheizung auf 600-700 ° C und die Nachscheibentemperatur sind für Reparaturen obligatorisch, für die meisten geschweißten Werkzeuge unpraktisch machen)
• Verarbeitbarkeit: Gerecht (getemperter Staat, Hb 240-280, Benötigt Carbid -Werkzeuge zur Bearbeitung; Das Schleifen nach der Behandlung ist für Präzisionskanten erforderlich, als härtend (63-66 HRC) macht es mit Standardwerkzeugen unkomplizierbar)
• Formbarkeit: Mäßig (Die heiße Formung wird für komplexe Formen empfohlen-bis 1100-1150 ° C zum Schmieren in Werkzeugblanks geheizt; Die kalte Formung ist aufgrund der hohen Härte im getemperten Zustand begrenzt)
• Wärmestabilität: Exzellent (behält mechanische Eigenschaften bei 600 ° C+ bei, Es ist ideal für Hochgeschwindigkeitsschneiden oder heißbildende Sterben)

2. Reale Anwendungen von T1 Tool Steel

T1s rote Härte und Verschleißfestigkeit machen es zu einem Grundnahrungsmittel in Branchen, in denen Hochgeschwindigkeiten, Hochtemperatur, oder Hochleistungswerkzeugleistung ist nicht verhandelbar. Hier sind seine häufigsten Verwendungszwecke:

Werkzeugherstellung

• Schneidwerkzeuge: Hochgeschwindigkeits-Schneidwerkzeuge zur Bearbeitung harter Stähle (Z.B., 4140 Legierungsstahl) Verwenden Sie T1 -rote Härte behält die Schärfe bei 600 ° C+, Aktivieren von Schnittgeschwindigkeiten 2x schneller als Tools mit niedriger Alloy.
• Fräser: Endmühlen für das schwere Mahlen von Gusseisen oder Edelstahl verwenden T1-Resistenz tragen Griffe 500+ Teile pro Cutter (vs. 200+ für M2 HSS), Reduzierung der Kosten für das Ersatz von Werkzeugen.
• Drehwerkzeuge: Drehen von Werkzeugen für Automobilkurbelwellen oder Industrie Zahnräder verwenden T1 -Zugfestigkeit stand hohen Schnittkräften stand, und Ermüdungsbeständigkeit sorgt dafür 10,000+ Kurven pro Werkzeug.
• Ränen: Innenbroaches zum Gestalten von Zahnradzähne oder Schlüsselbahnen verwenden T1 -Präzisionsschleife schafft scharf, konsistente Zähne, und Verschleißfestigkeit behält die Genauigkeit über 20,000+ Röntgenzyklen.
• Reibahlen: Präzisionsreamer für enge Toleranzlöcher (± 0,0005 mm) In Luft- und Raumfahrtkomponenten verwenden Sie T1 -Oberflächenbeschaffung (Ra 0.1 μm) sorgt für die Lochqualität, und Verschleißfestigkeit erstreckt sich um die Lebensbahnenlebensdauer um 3x.

Fallbeispiel: In einem Bearbeitungsgeschäft wurde M2 ​​HSS zum Mahlen verwendet 4140 Legierungsstahlteile, aber mit dem Werkzeug danach konfrontiert 250 Teile. Umschalten auf T1 Extended Tool Lives Lives to to 600 Teile (140% länger)—Regieren Sie die Zeit nach der Zeit von 50% und sparen $48,000 jährlich in Arbeits- und Werkzeugkosten.

Maschinenbau

• Wellen: Hochstress-Wellen für industrielle Kompressoren oder Turbinengeneratoren verwenden T1-Zugfestigkeit (2400-2600 MPA) verarbeitet Rotationslasten bis zu 10,000 Drehzahl, und Ermüdungsbeständigkeit verhindert das Versagen durch wiederholte Spannung.
• Getriebe: Schwerlastausrüstung für Bergbaugeräte oder Meeresantriebssysteme verwenden T1-Resistenz tragen reduziert den Zahnverschleiß durch 60% vs. Kohlenstoffstahl, Ausrüstung der Lebensdauer auf 5+ Jahre.
• Maschinenteile: Hochtemperaturkomponenten (Z.B., Ofenfördererwalzen) Verwenden Sie T1 -Wärmestabilität Bleiben Sie die Festigkeit bei 500 ° C+ bei, Vermeiden Sie Verformungen in hohen Heizumgebungen.
• Industrieausrüstung: Schneiden von Klingen für Metallschredder oder Recyclingmaschinen verwenden T1 -Zähigkeit widersteht den Einfluss von Metallfällen, und Verschleißfestigkeit verlängert die Lebensdauer der Klinge um 2,5x.

Automobilindustrie

• Motorkomponenten: Hochtemperaturteile (Z.B., Ventilsitze oder Nockenwellen) Verwenden Sie T1 -Wärmestabilität stand 550 ° C+ Motorwärme stand, und Verschleißfestigkeit reduziert den Abbau des Komponenten.
• Übertragsteile: Getriebe Zahnräder für schwere LKWs verwenden T1-Zugfestigkeit Griff Drehmomentlasten bis zu 1500 N · m, und Ermüdungsbeständigkeit sorgt dafür 300,000+ km Gebrauch.
• Achsen: Hochleistungsanhänger-Achsen verwenden T1-Ertragsfestigkeit (2000-2200 MPA) widersetzt sich unter der Biegung 30+ Tonne Ladungen, Verringerung der Ausfallzeit von Wartung durch 40%.
• Suspensionskomponenten: Hochstress-Suspensionsklammern für Offroad-Fahrzeuge verwenden T1-Zähigkeit widersteht den Auswirkungen von rauem Gelände, und Verschleißfestigkeit verhindert einen korrosionsbedingten Versagen.

Andere Anwendungen

• Formen: Heißbildende Formen für Aluminium oder Messing verwenden T1-Wärmestabilität behält die Form bei 450 ° C+ bei, und Tragenwiderstandsgriffe 10,000+ Zyklen bilden.
• Stirbt: Kalthochschule stirbt für die Förderer-Herstellung T1-Härte (65-66 HRC) schafft präzise Befestigungsköpfe, und Verschleißfestigkeit erstreckt sich über das Leben um 3x vs.. D2 Werkzeugstahl.
• Schläge: Hochgeschwindigkeitsschläge zum Stempeln dicker Stahlblätter (Z.B., 10 MM Edelstahl) Verwenden Sie T1 -Aufprallzählung widersetzt sich, und Tragenwiderstandsgriffe 200,000+ Stempel.
• Holzbearbeitungswerkzeuge: Industrielle Holzbearbeitungsklingen zum Schneiden von Harthölzern (Z.B., Eiche oder Ahorn) Verwenden Sie T1 -Schärfebehebung reduziert die Schärfungsfrequenz der Klinge durch 70%, Verbesserung der Produktionseffizienz.

3. Herstellungstechniken für T1 -Werkzeugstahl

Die Herstellung von T1 erfordert spezielle Prozesse, um seine Legierungszusammensetzung zu kontrollieren (Besonders Wolfram und Vanadium) und optimieren Sie seine Wärmebehandlung für rote Härte und Verschleißfestigkeit. Hier ist der detaillierte Prozess:

1. Stahlherstellung

• Elektrischer Lichtbogenofen (EAF): Primärmethode - STAELSCHRAFT, Wolfram, Chrom, Vanadium, und andere Legierungen werden bei 1650-1750 ° C geschmolzen. Echtzeit-Sensoren Monitor Chemische Zusammensetzung Wolfram (17.50-19.00%) und Vanadium (1.00-1.50%) In strengen Bereichen - kritisch für rote Härte und Verschleißfestigkeit.
• Vakuumboden Remelting (UNSER): Optional, Für hohe Purity T1-Molten Stahl wird in einem Vakuum zurückgeführt, um Verunreinigungen zu entfernen (Z.B., Sauerstoff, Stickstoff), Verbesserung der Zähigkeit und Reduzierung des Risikos für das Ausfall des Werkzeugs.
• Kontinuierliches Gießen: Geschmolzener Stahl wird in Platten oder Knüppel gegossen (100-300 mm dick) über einen kontinuierlichen Zaubernden - schnell und konsistent, Gewährleistung einer einheitlichen Legierungsverteilung und minimalen internen Defekten.

2. Heißes Arbeiten

• Heißes Rollen: Platten/Billets werden auf 1100-1150 ° C erhitzt und in Stäbe gerollt, Teller, oder Werkzeuglücken (Z.B., 50×50 MM -Riegel zum Mahlen von Cutters). Hot Rolling Refrieting Getreidestruktur und formen T1 in Standard -Werkzeugformulare, Beim Vermeiden von Wolfram -Carbid -Segregation.
• Heißes Schmieden: Erhitzter Stahl (1050-1100° C) wird in komplexe Werkzeugformen gedrückt (Z.B., Drehwerkzeugblanks oder Punch Heads) Verwendung von Hydraulikpressen - Verbesserung der Materialdichte und Ausrichtung der Getreidestruktur, Zähigkeit verbessern.
• Extrusion: Erhitzter Stahl wird durch einen Würfel geschoben, um lange zu erzeugen, gleichmäßige Formen (Z.B., Reamer -Rohlinge oder Range)-ideal für die Produktion mit hoher Volumenwerkzeuge.
• Glühen: Nach heißer Arbeit, Stahl wird auf 850-900 ° C erhitzt 4-6 Std., langsam gekühlt auf 600 ° C.. Reduziert die Härte gegenüber HB 240-280, Dadurch maschinierbar und die interne Spannung durch Rollen/Schmieden lindern.

3. Kaltes Arbeiten (Beschränkt, Für Präzision)

• Kaltes Zeichnen: Für Werkzeuge mit kleinem Durchmesser (Z.B., Bohrer oder kleine Reibahnen), Kaltes Zeichnen zieht geglühte Stahl durch einen Würfel bei Raumtemperatur, um den Durchmesser zu verringern und die dimensionale Genauigkeit zu verbessern. (Ra 0.8 μm) erfordert jedoch nach dem Zersetzungsglühen, um die Bearbeitbarkeit beizubehalten.
• Präzisionsbearbeitung: CNC -Mühlen oder Mahlen formen T1 in Werkzeugblanks geglüht. (Z.B., Fräserschneiderkörper oder Drehwerkzeughalter)- Kohlenharzwerkzeuge sind aufgrund der moderaten Härte von T1 im temannten Zustand obligatorisch; Die Bearbeitung beschränkt sich auf Vorhärtungsschritte (Nach der Erhärken wird für die endgültige Präzision benötigt).

4. Wärmebehandlung (Schlüssel zur Leistung von T1)

• Abschrecken: Auf 1260-1300 ° C erhitzt (Austenitisierung) für 30-60 Minuten (länger als mit niedrig alloy stähle, um wolfram carbide aufzulösen), in Öl oder Luft abgestoßen. Verhärtet T1 an 65-68 HRC - Luft -Quenching reduziert die Verzerrung, senkt aber die Härte leicht (63-65 HRC) für große Werkzeuge.
• Temperieren: Auf 540-580 ° C erwärmt für 1-2 Std., luftgekühlt (wiederholt 2-3 mal). Balden rote Härte und Zähigkeit-kritisch für Hochgeschwindigkeitsschnitte; vermeidet Übertemperatur, was den Verschleißfestigkeit verringern würde.
• Oberflächenhärtung: Optional, Für extreme Verschleißanwendungen-Low-Temperatur-Nitriding (500-550° C) Formen a 5-10 μm Nitridschicht, Steigerung der Verschleißfestigkeit durch 30% (ideal zum Schneiden von Werkzeugen oder Sterben).
• Stressabbau Glühen: Nach der Bearbeitung aufgetragen-auf 600-650 ° C erhitzt für 1 Stunde, langsam gekühlt. Reduziert den Reststress beim Schneiden, Verhinderung des Werkzeugverzirks beim Löschen.

5. Oberflächenbehandlung & Fertig

• Schleifen: Das Schleifen mit Diamanträdern nach dem Heat-Behandlung verfeinert die Werkzeugkanten auf ± 0,001 mm Toleranzen-stellt scharf auf, Konsistente Schneidflächen für Präzisionswerkzeuge wie Reibahlen oder Ränen.
• Beschichtung: Physische Dampfabscheidung (PVD) Beschichtungen (Z.B., Titanaluminiumnitrid, Tialn) werden auf Schneidwerkzeuge angewendet - reduziert die Reibung, erweitert die Werkzeuglebensdauer um 2,5x, und verbessert die Wärmeabteilung beim Hochgeschwindigkeitsschnitt.
• Polieren: Präzisionspolieren erzeugt eine glatte Oberfläche (Ra 0.1 μm) Für Werkzeuge wie Reibahlen oder Stanze - reduziert die materielle Adhäsion während des Schneidens/Formens, Verbesserung der Teilqualität.

4. Fallstudie: T1-Werkzeugstahl im Hochleistungsgetriebe-Getriebefräsen

Ein Zahnradhersteller verwendete D2 -Werkzeugstahl zum Mahlen großer Industriegetriebe (4140 Legierungsstahl, 500 mm Durchmesser) aber mit zwei Problemen konfrontiert: Werkzeugkleidung nach 150 Zahnräder und hohe Kostenkosten. Umschaltung auf T1 lieferte transformative Ergebnisse:

• Werkzeuglebenserweiterung: T1's Resistenz tragen Und rote Härte verlängerte Werkzeuglebensdauer zu 400 Getriebe (167% länger)- Die Häufigkeit der Häufigkeit durchführen durch 60% und sparen $30,000 jährlich bei der Bereitstellung der Kosten.
• Produktionseffizienz: Die Fähigkeit von T1, höhere Schneidgeschwindigkeiten zu bewältigen (350 m/min vs. 200 m/min für D2) Reduzierte Fräszeit pro Ausrüstung durch 43%, Steigerung der Produktionskapazität durch 75 Zahnräder pro Monat.
• Kosteneinsparungen: Trotz T1 40% höhere Materialkosten, Der Hersteller spart $96,000 jährlich über länger 3 Monate.