Si necesita herramientas de corte que se mantengan fuertes a altas velocidades, resistir el desgaste al mecanizar metales duros, y entregar un rendimiento constante—Jis skh51 acero de alta velocidad es el punto de referencia de la industria. Esta aleación premium se destaca en aplicaciones exigentes como corte de engranajes y mecanizado de material duro, Resolver problemas comunes como la falla prematura de la herramienta o la mala retención de borde. En esta guía, Desglosaremos sus propiedades clave, Usos del mundo real, pasos de fabricación, y cómo se compara con otros materiales, por lo que puede elegir herramientas que aumenten la productividad y reduzcan el tiempo de inactividad.
1. Propiedades del material del acero JIS SKH51 ALTA VELOCIDAD
El excepcional rendimiento de corte de JIS SKH51 proviene de su composición química cuidadosamente equilibrada y propiedades destacadas. Exploremos estos en detalle:
1.1 Composición química
Los elementos en JIS SKH51 trabajan juntos para mejorardureza roja, resistencia al desgaste, y estabilidad de alta temperatura: crítica para corte de alta velocidad. A continuación se muestra su composición estándar (por jis G4403):
| Elemento | Gama de contenido (%) | Papel clave |
|---|---|---|
| Carbón (do) | 0.80 - 0.90 | Forma carburos duros con tungsteno, molibdeno, y vanadio: resistencia al desgaste. |
| Manganeso (Minnesota) | 0.15 - 0.40 | Mejora la enduribilidad y reduce la fragilidad durante el tratamiento térmico. |
| Silicio (Y) | 0.15 - 0.40 | Mejora la resistencia y la resistencia a la oxidación a altas temperaturas. |
| Cromo (CR) | 3.80 - 4.50 | Admite la formación de carburo yEndurecimiento; Mejora la resistencia a la corrosión. |
| Tungsteno (W) | 5.50 - 6.75 | Un elemento central para la dureza roja: se pone la fuerza en 600+ ° C, habilitando el corte de alta velocidad. |
| Molibdeno (Mes) | 4.50 - 5.50 | Funciona con tungsteno para mejorar la dureza roja; reduce la fragilidad y mejora la dureza. |
| Vanadio (V) | 1.70 - 2.20 | Forma carburos de vanadio ultra hardos, crítico para la retención de borde al mecanizar materiales duros. |
| Cobalto (Co) | 4.50 - 5.50 | Aumenta más la dureza roja y la estabilidad de alta temperatura: ideal para el corte de servicio pesado. |
| Azufre (S) | ≤ 0.030 | Minimizado para evitar debilitar el acero y reducir la vida útil de la herramienta. |
| Fósforo (PAG) | ≤ 0.030 | Mantenido bajo para evitar la fragilidad, especialmente bajo alto calor y estrés. |
1.2 Propiedades físicas
Estas propiedades determinan cómo se comporta JIS SKH51 durante la fabricación y corte de herramientas, como la transferencia de calor y la estabilidad dimensional. Todos los valores se miden a temperatura ambiente a menos que se indique:
- Densidad: 8.10 g/cm³ (más alto que los aceros estándar, Debido al contenido de tungsteno y cobalto).
- Punto de fusión: 1420 - 1480 ° C (lo suficientemente alto como para resistir la falsificación y el tratamiento térmico sin derretir).
- Conductividad térmica: 25 W/(m · k) (Bajo que el acero al carbono, que ayuda a retener el calor en el borde de la herramienta durante el corte de alta velocidad).
- Coeficiente de expansión térmica: 11.0 × 10⁻⁶/° C (de 20 a 600 ° C; La baja expansión asegura que las herramientas mantengan su geometría de corte).
- Capacidad de calor específica: 450 J/(kg · k) (eficiente para absorber el calor, reduciendo el riesgo de sobrecalentamiento durante el corte prolongado).
1.3 Propiedades mecánicas
Las propiedades mecánicas de JIS SKH51 están optimizadas para las herramientas de corte: priorizar la dureza, retención de borde, y dureza roja. A continuación se muestran valores típicos después del tratamiento térmico estándar (temple + triple templado):
| Propiedad | Valor típico | Estándar de prueba | Por que importa |
|---|---|---|---|
| Dureza (HRC) | 63 - 66 | Solo z2245 | La dureza ultra alta asegura una excelente retención de borde paracortadores de fresadoras ysimulacros. |
| Resistencia a la tracción | ≥ 2400 MPA | Solo z2241 | Maneja altas fuerzas de corte sin romperse, ideal para mecanizar materiales duros como acero de aleación. |
| Fuerza de rendimiento | ≥ 2000 MPA | Solo z2241 | Resiste la deformación permanente, Mantener los bordes de corte de las herramientas afilados. |
| Alargamiento | ≤ 5% | Solo z2241 | Baja ductilidad (esperado para aceros duros de alta velocidad; una compensación por la dureza). |
| Dureza de impacto (Charpy en V muesca) | ≥ 12 J (en 20 ° C) | El z2242 | Hardedad moderada: evitan la fractura quebradiza durante el choque ligero (P.EJ., Carga de herramientas). |
| Dureza roja | Retraso 90% dureza a 600 ° C | Solo z2245 | Deja que las herramientas se corten a velocidades hasta 50 m/mi (para acero) sin suavizar. |
| Fatiga | ~ 900 MPA (10⁷ Ciclos) | Solo z2273 | Resiste la falla de los repetidos ciclos de corte (Clave para mecanizado automotriz o aeroespacial de alto volumen). |
1.4 Otras propiedades
- Resistencia a la corrosión: Moderado. El contenido de cromo proporciona protección básica contra el óxido en entornos de talleres, pero evite la exposición prolongada a la humedad o los productos químicos.
- Resistencia al desgaste: Excelente. Tungsteno, molibdeno, and vanadium carbides create a hard surface that resists abrasive wear—even when machining materiales duros like stainless steel or heat-resistant alloys.
- Maquinabilidad: Pobre (en estado endurecido). La mayoría de las formas se realizan cuando el acero se recoce (ablandado a HRC 24–28); El mecanizado posterior al endurecimiento requiere molienda de diamantes o EDM (mecanizado de descarga eléctrica).
- Endurecimiento: Excelente. Se endurece uniformemente en secciones gruesas (arriba a 30 mm), so large tools like Herramientas de corte de engranajes tener un rendimiento constante.
- Estabilidad de alta temperatura: Pendiente. Mantiene la fuerza y la dureza a temperaturas hasta 650 ° C - Far mejor que los aceros de herramienta estándar o el acero al carbono.
2. Aplicaciones del acero JIS SKH51 High Speed
La dureza roja y la resistencia al desgaste de JIS SKH51 lo hacen ideal para alta velocidad, Tareas de corte de calor alto. Aquí están sus usos más comunes, con ejemplos reales:
2.1 Herramientas de corte
- Ejemplos: Cortadores de fresadoras, Herramientas de giro, simulacros, y escariadores for machining metals like alloy steel, acero inoxidable, o hierro fundido.
- Por que funciona: La dureza roja permite que las herramientas se corten a altas velocidades sin ablandarse. Un taller de máquinas japoneses usó JIS SKH51 Fin Mills para piezas de acero de aleación: la vida en la pizca aumentada por 200% VS. Acero estándar de alta velocidad (HSS).
2.2 Broches y roamers
- Ejemplos: Broches internos para crear splines o keyways, y escariadores de precisión para agujeros de tolerancia estrecha (P.EJ., 0.001 mm).
- Por que funciona: La resistencia al desgaste mantiene afilados los bordes y los bordes de los escaras a través de cientos de cortes. Un EE. UU.. El proveedor aeroespacial usó Jis Skh51 Reamers para piezas de titanio: la vida de los reamadores saltó de 50 a 200 agujeros por herramienta.
2.3 Herramientas de corte de engranajes
- Ejemplos: Pasatiempos, Herramientas de formación, y herramientas de afeitar para fabricar engranajes automotrices o industriales.
- Por que funciona: La retención de borde de precisión garantiza que los dientes de engranaje tengan una geometría precisa. Un fabricante de equipos alemán usó aficionados JIS SKH51: la calidad de Gear mejoró (menos defectos de la superficie) y los cambios de herramienta cayeron por 60%.
2.4 Mecanizado de materiales duros
- Ejemplos: Herramientas para mecanizar el acero endurecido (hasta HRC 45), acero inoxidable, o súper aleaciones como Inconel (utilizado en aeroespacial).
- Por que funciona: Los carburos ultra hardos resisten el desgaste de los materiales duros. Un fabricante de automóviles chino usó simulacros JIS SKH51 para bloques de motor de acero endurecido: la vida útil aumentó de 100 a 350 agujeros.
3. Técnicas de fabricación para jis skh51 acero de alta velocidad
Convertir JIS SKH51 en herramientas de corte de alto rendimiento requiere preciso, pasos especializados. Aquí hay un desglose paso a paso:
- Fusión: Materia prima (hierro, tungsteno, cobalto, etc.) se derriten en un horno de arco eléctrico (EAF) o horno de inducción a 1550-1650 ° C. El control estricto asegura la mezcla uniforme de elementos de alto valor.
- Fundición: El acero fundido se vierte en pequeños moldes de lingote (5–20 kg) Para evitar defectos internos como la segregación de carburo. Enfriamiento lento (10–20 ° C/hora) refina la estructura de grano.
- Forja: Los lingotes se calientan a 1100–1180 ° C y se morden o se presionan en blancos de herramientas (P.EJ., 10x10x100 mm para brocas de taladro). Forzar rompe grandes carburos, Mejora de la fuerza de la herramienta.
- Tratamiento térmico: El paso más crítico para maximizar el rendimiento:
- Recocido: Calentar a 850–900 ° C, Mantenga de 2 a 4 horas, enfriar lentamente. Suaviza el acero a HRC 24–28 para mecanizado.
- Precalentamiento: Calentar a 800–850 ° C, sostener 1 hora. Prepara el acero para el enfriamiento para evitar el choque térmico.
- Austenitizar: Calentar a 1200–1240 ° C, Mantenga de 15 a 30 minutos. Crítico para disolver los carburos de manera uniforme.
- Temple: Enfriar rápidamente en aceite o aire (Dependiendo del tamaño de la herramienta). Endurece el acero a HRC 64–67.
- Triple templado: Recalentar a 540–580 ° C, Mantenga de 1 a 2 horas, Frío. Repetir 3 veces. Reduce la fragilidad y establece la dureza final (HRC 63–66).
- Mecanizado: La mayoría de la forma (molienda, perforación) se hace antes de enfriar (estado recocido). Las herramientas de carburo se recomiendan para los mejores resultados.
- Molienda: La molienda CNC de precisión crea bordes de corte afilados y tolerancias apretadas (± 0.001 mm para escariadores o pasatiempos).
- Tratamiento superficial (Opcional):
- Revestimiento: Agregar lata (nitruro de titanio) o tialn (nitruro de aluminio de titanio) recubrimientos para aumentar la resistencia al desgaste en 50-100%.
- Nitrurro: Crea una capa superficial dura (HRC 70+) Para herramientas que necesitan protección adicional contra el desgaste abrasivo.
4. Estudio de caso: Jis skh51 In Gear Hoolpbing Herramientas
Un fabricante de equipo automotriz coreano enfrentó un problema: sus butters de HSS estándar estaban desgastando cada 800 Engranajes al mecanizar los ejes de acero de aleación (HRC 35). Cambiaron a jis skh51 hobs (Recubierto con Tialn), Y esto es lo que pasó:
- Proceso: Se forjaron los pasatiempos, recocido, mecanizado a la geometría del diente, tratado con calor (1220 ° C enfriamiento + Triple templado a 560 ° C), tierra a precisión, y cubierto con tialn.
- Resultados:
- HOB La vida aumentada a 3200 engranaje (300% mejora) Gracias a la dureza roja y el recubrimiento de Tialn de Jis Skh51.
- La velocidad de mecanizado aumentó de 30 a 45 m/mi (50% más rápido), Cortar el tiempo de producción por equipo por 25%.
- La calidad del equipo mejoró: Rugosidad de la superficie del diente cayó de RA 1.6 μm a RA 0.8 μm (Los engranajes más suaves reducen el ruido en las transmisiones automotrices).
- Por que funciona: El tungsteno y el cobalto en JIS SKH51 retuvieron la dureza de la afición a las altas temperaturas de corte (500+ ° C), Mientras que el recubrimiento de Tialn redujo la fricción entre los dientes de la placa y el acero del engranaje, minimizando el desgaste.
5. Él skh51 vs. Otros materiales de corte
¿Cómo se compara JIS SKH51 con alternativas comunes para las herramientas de corte?? Evalicemos las propiedades clave:
| Material | Dureza (HRC) | Dureza roja (600 ° C) | Resistencia al desgaste | Maquinabilidad | Costo (VS. El skh51) | Mejor para |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Jis skh51 acero de alta velocidad | 63 - 66 | Excelente | Excelente | Pobre (curtido) | 100% | Corte de alta velocidad de metales duros, engranaje |
| HSS estándar (El es skh40) | 60 - 63 | Bien | Bien | Justo (curtido) | 60% | Corte general (acero suave, bajas velocidades) |
| Herramientas de carburo | 85 - 90 (Hv) | Excelente | Muy bien | Muy pobre | 300% | Corte de ultra alta velocidad (50+ m/mi), materiales quebradizos |
| Herramientas de cerámica | 90 - 95 (Hv) | Pendiente | Muy bien | Extremadamente pobre | 500% | Mecanizado de súper aleaciones (P.EJ., Incomparar), Sin carga de choque |
| Acero carbono (1095) | 55 - 60 | Pobre | Pobre | Excelente | 20% | Corte de baja velocidad (madera suave, plástico) |
| Acero aleado (4140) | 30 - 40 | Muy pobre | Justo | Excelente | 30% | Herramientas no gabinales (P.EJ., portavasos, plantillas) |
Para llevar: JIS SKH51 ofrece el mejor equilibrio de dureza roja, resistencia al desgaste, y tenacidad para el corte de metales duros de alta velocidad. Es más barato que las herramientas de carburo o cerámica y mucho más duradero que el HSS estándar o el acero al carbono, lo que lo convierte en la opción más rentable para tareas de mecanizado exigentes.
Vista de la tecnología de Yigu sobre JIS SKH51 High Speed Steel
En la tecnología yigu, JIS SKH51 es nuestra principal recomendación para los clientes que necesitan herramientas de corte de alto rendimiento, desde engranajes automotrices hasta mecanizado aeroespacial de súper aleación. Su combinación única de carburo resuelve el punto de dolor más grande: ablandamiento de la herramienta a altas velocidades, lo que conduce a reemplazos frecuentes. A menudo lo combinamos con recubrimientos tialn o ticn para extender la vida útil de la herramienta en un 50-100%, Ayudar a los clientes a reducir el tiempo de inactividad y aumentar la productividad. Para los fabricantes centrados en la precisión y la eficiencia, JIS SKH51 no es solo un material de herramienta, es una forma de lograr consistente, Resultados de alta calidad en las aplicaciones de mecanizado más difíciles.
Preguntas frecuentes sobre jis skh51 acero de alta velocidad
1. ¿Se puede utilizar JIS SKH51 para mecanizar materiales no metálicos como plásticos o madera??
Mientras que JIS SKH51 es técnicamente capaz, Es excesivo para materiales no metálicos. Su alta dureza y dureza roja están diseñadas para cortar metal, y usarlo para plásticos/madera sería costoso e innecesario. Para no metales, Elija HSS estándar o herramientas de acero al carbono en su lugar.
2. ¿Cuál es la máxima velocidad de corte JIS SKH51 puede manejar para mecanizar el acero de aleación??
JIS SKH51 puede cortar acero de aleación (HRC 30–35) a velocidades hasta 50 m/min cuando se cubre con Tialn. Para herramientas sin recubrimiento, Recomendamos reducir la velocidad a 30–35 m/min para evitar un desgaste excesivo. Siempre use el fluido de corte para enfriar la herramienta y la pieza de trabajo.
3. Es jis skh51 más caro que el HSS estándar (El es skh40)?
Sí, JIS SKH51 cuesta aproximadamente 60-70% más que JIS SKH40 debido a su mayor contenido de tungsteno y cobalto. Pero vale la pena la inversión: Herramientas jis skh51 duras 2–3x más, Reducir el tiempo de inactividad de los cambios de herramientas, y dejarte máquina a velocidades más rápidas: ahorrar dinero a largo plazo.
