Vanadis 10 Baustahl: Eigenschaften, Anwendungen, Fertigungshandbuch

Vanadis 10 Baustahl ist eine Premium -Pulvermetallurgie (PN) Legierungstahl feierte für seine außergewöhnlichen Resistenz tragen, Zähigkeit, Und rote Härte—Ans abgebaut von seiner einzigartigen Chemische Zusammensetzung (Hochchrom, Vanadium, und Wolframinhalt) und fortschrittliche Herstellungsprozesse. Im Gegensatz zu herkömmlichen Werkzeugstählen, Vanadis 10 zeichnet sich in hoher Trau aus, Hochstress-Anwendungen, Machen Sie es zu einer Top -Wahl für die Werkzeugmachung, Bearbeitung, Sterbe machen, Luft- und Raumfahrt, und Automobilindustrien, in denen Haltbarkeit und Präzision nicht verhandelbar sind. In diesem Leitfaden, Wir werden die wichtigsten Eigenschaften aufschlüsseln, reale Verwendungen, Produktionstechniken, und wie es im Vergleich zu anderen Materialien ist, Helfen Sie, es für Projekte auszuwählen, die eine lang anhaltende Leistung erfordern.

1. Schlüsseleigenschaften von Vanadis 10 Baustahl

Die Leistung von Vanadis 10 ergibt, die ein seltenes Gleichgewicht zwischen Resistenz und Zähigkeit liefern-kritisch für extreme Duty-Anwendungen.

Chemische Zusammensetzung

Die Formel von Vanadis 10 priorisiert Verschleißfestigkeit und Hochtemperaturstabilität, mit typischen Bereichen für Schlüsselelemente:

• Kohlenstoff: 1.50-1.60% (Hoher Inhalt bildet harte Carbide mit Vanadium/Wolfram, steigern Resistenz tragen)
• Chrom: 8.00-9.00% (verbessert Korrosionsbeständigkeit und Härtbarkeit, Gewährleistung einer gleichmäßigen Festigkeit über dicke Komponenten)
• Vanadium: 4.00-4.50% (Kernlegungselemente-bildet ultralische Vanadium-Carbide, Verbesserung der Verschleißfestigkeit und Ermüdungsbeständigkeit)
• Molybdän: 1.20-1.50% (Fördert Hochtemperaturstärke und rote Härte, kritisch für Hot-Work-Sterben)
• Wolfram: 1.80-2.20% (AIDS -Carbidbildung, Verbesserung der Verschleißfestigkeit und thermischer Stabilität)
• Mangan: ≤ 0,50% (Eine bescheidene Addition verbessert die Verhärtbarkeit, ohne die Zähigkeit zu beeinträchtigen)
• Silizium: ≤ 0,80% (AIDS-Desoxidation während der Stahlherstellung und stabilisiert die mechanischen Eigenschaften der Hochtemperaturen)
• Schwefel: ≤ 0,030% (Ultra-niedrig zu pflegen Zähigkeit und vermeiden Sie das Riss während der Wärmebehandlung)
• Phosphor: ≤ 0,030% (streng kontrolliert, um kalte Brechtigkeit zu verhindern, Wesentlich für niedrige Temperaturanwendungen)

Physische Eigenschaften

Mechanische Eigenschaften

Nach Standard -Wärmebehandlung (Löschen und Temperieren), Vanadis 10 liefert branchenführende Leistung für hochschwärme Anwendungen:

• Zugfestigkeit: ~ 2200-2400 MPa (Ideal für Hochleistungswerkzeuge wie Kaltarbeit oder Hochgeschwindigkeits-Schneidwerkzeuge)
• Ertragsfestigkeit: ~ 2000-2200 MPA (stellt sicher, dass Teile widerstehen, wie Extrusionsstimmungen oder Flugzeugmotorkomponenten)
• Verlängerung: ~ 8-12% (In 50 MM - Säuglige Duktilität zur Bildung komplexer Werkzeugformen ohne Knacken)
• Härte (Rockwell c): 60-64 HRC (Nach Wärmebehandlung; einstellbar an 55-58 HRC für Teile, die zusätzliche Zähigkeit benötigen)
• Schlagfestigkeit (Charpy V-Neoth, 20° C): ~ 30-45 d/cm² (Hervorragend für Verschleiß-resistente Stähle, Verhinderung eines spröden Versagens bei hochwirksamen Werkzeugen wie dem Stempeln im Stempeln)
• Ermüdungsbeständigkeit: ~ 900-1000 MPa (Bei 10⁷-Zyklen-kritisch für dynamische Ladewerkzeuge wie Hochgeschwindigkeitsfräsen oder Automobilteile)
• Resistenz tragen: Exzellent (Vanadium und Wolfram-Carbide widerstehen Abrieb 5-8x besser als herkömmliche Werkzeugstähle, Werkzeuglebensdauer verlängern)
• Rote Härte: Sehr gut (Beibehält ~ 58 HRC bei 600 ° C-für Hochtemperaturanwendungen wie Hot-Work-Sterben oder Luft- und Raumfahrtmotorkomponenten eingesetzt werden)

Andere Eigenschaften

• Korrosionsbeständigkeit: Gut (Chromzusatz bildet eine passive Oxidschicht-2-3x mehr gegen atmosphärische Korrosion als Hochgeschwindigkeitsstahl; Geeignet für Innenwerkzeuge oder leicht exponierte Komponenten)
• Verarbeitbarkeit: Gerecht (getemperter Staat, Hb 280-320, Benötigt Carbid -Werkzeuge oder kubische Bornitrid (CBN) Werkzeuge zum effizienten Schneiden; Das Schleifen nach der Behandlung ist für Präzisionskanten erforderlich)
• Zähigkeit: Exzellent (Pulvermetallurgieprozess beseitigt die Carbid -Segregation, Gewährleistung einer gleichmäßigen Zähigkeit des Materials - kritisch für Werkzeuge, die Auswirkungen ausgesetzt sind)
• Formbarkeit: Mäßig (Heiße Form, die für komplexe Formen empfohlen wird-bis 1050-1100 ° C zum Schmieden in Werkzeugblanks geheizt; Die kalte Formung ist aufgrund der hohen Härte im getemperten Zustand begrenzt)

2. Reale Anwendungen von Vanadis 10 Baustahl

Die einzigartige Kombination aus Verschleißfestigkeit und Zähigkeit von Vanadis 10 macht es in Branchen, in denen Standardmaterialien extreme Anforderungen entsprechen, unverzichtbar. Hier sind seine häufigsten Verwendungszwecke:

Werkzeugmachung

• Schneidwerkzeuge: Hochgeschwindigkeits-Schneidwerkzeuge zur Bearbeitung harter Materialien (Z.B., Edelstahl, Titanlegierungen) Verwenden Sie Vanadis 10 -Resistenz tragen Griffe 1000+ Teile pro Werkzeug (vs. 300+ Für konventionelle HSS), Reduzierung der Kosten für das Ersatz von Werkzeugen.
• Übungen: Präzisionsübungen für Luft- und Raumfahrtkomponenten (Z.B., Turbinenklingen) Verwenden Sie Vanadis 10 -Härte (60-64 HRC) Schärfe beibehält, Und Zähigkeit Vermeidet Bruch in Tiefenlochbohrungen.
• Ende Mills: Hochleistungs-Endmühlen zum Mahlen von Gusseisen oder gehärtetem Stahl Vanadis 10-rote Härte behält die Festigkeit bei 600 ° C, schnellere Schneidgeschwindigkeiten ermöglichen (400+ m/my) und Verbesserung der Produktionseffizienz.
• Reibahlen: Präzisionsreamer für enge Toleranzlöcher (± 0,0005 mm) In medizinischen Implantaten verwenden Vanadis 10 -Resistenz tragen behält die Genauigkeit der Loch 20,000+ Reichen, Reduzierung der Qualitätskontrolle Ablehnungen.
• Ränen: Innenbroaches zur Gestaltung von Zahnradzähne oder Schlüsselbahnen verwenden Vanadis 10 -einheitliche Zähigkeit sorgt für eine konstante Zahnqualität, und Verschleißfestigkeit erstreckt sich um die Lebensdauer um 4x vs.. Standard -Werkzeugstahl.

Fallbeispiel: Eine Werkzeuggeschäft verwendete M2-Hochgeschwindigkeitsstahl für Endmühlenbearbeitung gehärteter Stahl (50 HRC) aber mit dem mitgewandten Werkzeug danach stumpf 250 Teile. Wechsel zu Vanadis 10 verlängerte Werkzeuglebensdauer zu 800 Teile (220% länger)—Regieren Sie die Zeit nach der Zeit von 65% und sparen $60,000 jährlich in Arbeits- und Werkzeugkosten.

Bearbeitung

• Drehwerkzeuge: Wenden Sie Werkzeuge für Luft- und Raumfahrtkomponenten (Z.B., Flugzeugfahrwerk) Verwenden Sie Vanadis 10 -Zugfestigkeit (2200-2400 MPA) stand hohen Schnittkräften stand, Und Ermüdungsbeständigkeit sichert 15,000+ Kurven pro Werkzeug.
• Fräser: Hochleistungsfräsenschneider für Industriegetriebe Vanadis 10-Resistenz tragen reduziert den Zahnverschleiß durch 70% vs. herkömmlicher Stahl, Dauer der Lebensdauer von Cutter auf 500+ Getriebe.
• Shaper -Werkzeuge: Shaper -Werkzeuge zur Bearbeitung großer Metallplatten (Z.B., Schiffsrumpf) Verwenden Sie Vanadis 10 -Zähigkeit widersteht den Einfluss von ungleichmäßigen Oberflächen, Und rote Härte Griffe längeres Schneiden ohne Erweichen.
• Hobelwerkzeuge: Planer -Werkzeuge zum Abflachen großer Maschinenbasen verwenden Vanadis 10 -Resistenz tragen behält die Oberflächenbeanspruchung Konsistenz, Reduzierung der Zeit nach der Machung von Schleifzeit durch 50%.

Sterbe machen

• Kalte Arbeit stirbt: Kalthaarstürme für die Förderung der Förderer (Z.B., Bolzen, Schrauben) Verwenden Sie Vanadis 10 -Resistenz tragen Griffe 500,000+ Stempel (vs. 150,000+ Für D2 -Werkzeugstahl), Verringerung der Ersatzfrequenz des Stempels.
• Heiße Arbeit stirbt: Hot-Extrusion stirbt für Aluminium oder Messing Vanadis 10-rote Härte behält die Festigkeit bei 600 ° C, Aktivieren 10,000+ Extrusionszyklen vor der Wartung.
• Stempeln stirbt: Stempeln stirbt für dicke Stahlblätter (Z.B., 10-15 MM Automobilkörpern) Verwenden Sie Vanadis 10 -Zähigkeit widersetzt sterben von hohen Stempelkräften zu knacken, Und Resistenz tragen verlängert die Leben um 3x.
• Extrusion stirbt: Extrusion stirbt für Kunststoff- oder Metallprofile (Z.B., Fensterrahmen, Flugzeugstrukturteile) Verwenden Sie Vanadis 10 -Präzision Gewährleistet konsistente Profilabmessungen, und Verschleißfestigkeit senkt die Nachbearbeitungskosten.

Luft- und Raumfahrt

• Flugzeugkomponenten: Hochverrückte Flugzeugkomponenten (Z.B., Fahrwerksbleiben, Turbinenblatthalter) Verwenden Sie Vanadis 10 -Resistenz tragen standhalten 10,000+ Flugzyklen, Reduzierung der Ausfallzeiten der Wartung.
• Motorteile: Hochtemperaturteile (Z.B., Treibstoffinjektorendüsen, Kompressorblätter) Verwenden Sie Vanadis 10 -rote Härte behält die Festigkeit bei 600 ° C, Gewährleistung der zuverlässigen Leistung in Jet -Motoren.
• Hochleistungswerkzeuge: Luft- und Raumfahrtwerkzeug zur Bearbeitung von Titan- oder Verbundkomponenten verwendet Vanadis 10 -Zähigkeit Vermeiden Sie den Werkzeugbruch bei teuren Materialien, und Verschleißfestigkeit senkt die Werkzeugkosten.

Automobil

• Motorkomponenten: Hochleistungsauto-Motorteile (Z.B., Nockenwellen, Ventillifter) Verwenden Sie Vanadis 10 -Resistenz tragen Reduziert die Verschlechterung des Komponenten, Dauer der Motorlebensdauer auf 300,000+ km.
• Hochfeste Teile: Hochleistungs-LKW-Getriebe oder Achsenkomponenten verwenden Vanadis 10-Zugfestigkeit Griffe 1500+ N · m Drehmoment, Und Ermüdungsbeständigkeit verhindert, dass das Versagen wiederholt Spannung.
• Werkzeug für die Herstellung: Automobilstempel stirbt für Körperpaneele oder Chassis -Komponenten Vanadis 10 -Haltbarkeit Griffe 1 Millionen+ Stempel pro Würfel, Reduzierung der Produktionsausfallzeiten für die Veränderungen.

3. Fertigungstechniken für Vanadis 10 Baustahl

Produzieren von Vanadis 10 Erfordert fortschrittliche Pulvermetallurgieprozesse, um die Carbidverteilung zu kontrollieren und gleichmäßige Eigenschaften sicherzustellen - kritisch für seine Leistung. Hier ist der detaillierte Prozess:

1. Primärproduktion

• Pulvermetallurgie: Hochpuriges Eisen, Chrom, Vanadium, und andere Legierungspulver sind in den genauen Verhältnissen gemischt (passende chemische Zusammensetzung von Vanadis 10). Die Mischung ist unter hohem Druck in grüne Kompakte verdichtet (800-1000 MPA) um dichte Lücken zu bilden.
• Vakuumsintern: Kompakte werden in einem Vakuumofen bei 1200-1250 ° C für gesintert 2-4 Std.. Dies verbindet die Pulverpartikel zu einem festen Material, Beseitigung der Porosität und der Gewährleistung einer gleichmäßigen Verteilung des Carbids - Schieben Sie die Zähigkeit von Vanadis 10 von Vanadis 10.
• Elektrischer Lichtbogenofen (EAF): Für kleine Chargen-Schaltstahl und Legierungselemente werden bei 1650-1750 ° C geschmolzen. Echtzeit-Sensoren überwachen die Komposition, um die Standards von Vanadis 10 zu erfüllen, Obwohl die Pulvermetallurgie für Premium -Eigenschaften bevorzugt wird.
• Vakuumboden Remelting (UNSER): Optional, Für ultra-pure-Vanadis 10 werden unterhaltsame Einspeisen in einem Vakuum zurückgeführt, um Verunreinigungen zu entfernen (Z.B., Sauerstoff, Stickstoff), Weitere Verbesserung der materiellen Gleichmäßigkeit und Zähigkeit.

2. Sekundärverarbeitung

• Rollen: Sinterte Launtots werden auf 1050-1100 ° C erhitzt und in Platten gerollt, Barren, oder Werkzeugblanks über heiße Rollmühlen. Heißes Rolling verfeinert Getreidestruktur und formt Vanadis 10 in Standard -Werkzeugformen (Z.B., Cutterstangen, die Lücken).
• Schmieden: Erhitzter Stahl (1000-1050° C) wird in komplexe Formen gedrückt (Z.B., Die Hohlräume sterben, Cutterköpfe) Verwendung von hydraulischen Pressen - Verbesserung der Materialdichte und ausrichtet die Carbidstruktur aus, Verschleißfestigkeit verbessern.
• Wärmebehandlung:
• Glühen: Erhitzt auf 850-900 ° C für 3-5 Std., langsam gekühlt auf 600 ° C.. Reduziert die Härte gegenüber HB 280-320, Vanadis machen 10 maschinierbar und lindert interne Spannung durch Rollen/Schmieden.
• Löschen und Temperieren: Erhitzt auf 1020-1060 ° C. (in Öl gelöscht) dann bei 500-550 ° C für gemildert 2-3 Std.. Erhöht die Härte zu 60-64 HRC und Zugfestigkeit zu 2400 MPA-verwendet für hochwärmige Werkzeuge wie das Schneiden von Stanzen.

3. Oberflächenbehandlung

• Beschichtung: Physische Dampfabscheidung (PVD) Beschichtungen (Z.B., Titanaluminiumnitrid, Tialn) werden auf Schneidwerkzeuge angewendet - reduziert die Reibung, Steigert die Verschleißfestigkeit um 2-3x, und erweitert die Werkzeugdauer in der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung.
• Nitrieren: Nitemperaturnitriding (500-550° C) bildet eine harte Nitridschicht (5-10 μm) Auf Werkzeugoberflächen - ideal für Stanze oder Schneidwerkzeuge, Verbesserung der Verschleißfestigkeit, ohne die Kernzähigkeit zu beeinträchtigen.
• Kohlensäure: Wird für Teile verwendet, die harte Oberflächen und harte Kerne benötigen (Z.B., Stempelkanten)-In einer kohlenstoffreichen Atmosphäre geheizt (900-950° C) Oberflächen Kohlenstoff hinzufügen, dann für zusätzliche Härte löschen.
• Polieren: Präzisionspolieren erzeugt eine glatte Oberfläche (Ra 0.1-0.4 μm) Für Werkzeuge wie Reibahlen oder Stanze - reduziert die materielle Adhäsion während des Schneidens/Formens, Verbesserung der Teilqualität und der Lebensdauer des Instrument.

4. Qualitätskontrolle

• Inspektion: Visualinspektionsprüfungen für Oberflächenfehler (Z.B., Risse, Porosität) In gesinterten oder gefälschten Vanadis 10 - kritisch für die Sicherheit und Leistung in der Werkzeug.
• Testen:
• Zugprüfung: Die Proben werden zum Versagen gezogen, um die Zugsprüfung zu überprüfen (2200-2400 MPA) und Rendite (2000-2200 MPA) Stärke - die Einhaltung der Branchenstandards (Z.B., ISO 4957).
• Tragen Sie Tests: Pin-on-Disk-Tests messen die Verschleißrate-Vanadis 10 sollte 5-8x niedrigere Verschleiß zeigen als herkömmliche Werkzeugstähle.
• Nicht-zerstörerische Tests: Ultraschalltests erkennen interne Defekte (Z.B., Hohlräume in gesintertem Material) In großen Komponenten wie dem Stempel - Vermeidung des Werkzeugausfalls während der Verwendung.
• Zertifizierung: Jede Charge Vanadis 10 erhält ein Materialzertifikat, Überprüfung der chemischen Zusammensetzung und der mechanischen Eigenschaften - Mandatory für die Luft- und Raumfahrt (AS9100) und Automobil (Iatf 16949) Anwendungen.

4. Fallstudie: Vanadis 10 Baustahl in kalthochigen Stimmungen für Befestigungselemente

Ein Befestigungshersteller verwendete D2-Werkzeugstahl für Kalthochstürme (Stempeln von M10 -Schrauben) aber mit zwei Problemen konfrontiert: sterbenkästen danach 150,000 Stempel und hohe Nachbearbeitungskosten. Wechsel zu Vanadis 10 lieferte transformative Ergebnisse:

• Sterbe Lebenserweiterung: Vanadis 10 Resistenz tragen verlängertes Leben zu 550,000 Stempel (267% länger)- Häufigkeit der Stempelersatzfrequenz durch 70% und sparen $45,000 jährlich in den Kosten.
• Qualitätsverbesserung: Die gleichmäßige Carbidverteilung von Vanadis 10 reduzierte die Bolzenoberflächenfehler (Z.B., Burrs) von 90%, Senkung der Qualitätskontrolle abgelehnt und sparen $12,000 jährlich in Überarbeitung.
• Kosteneffizienz: Trotz Vanadis 10 60% höhere Materialkosten, Der Hersteller spart $108,000 Jährlich über längeres Leben und bessere Qualität - und den ROI in 2.8 Jahre.