Si vous avez besoin d'outils de coupe qui restent tranchants à grande vitesse, Résistez à l'usure lors de l'usinage des métaux durs, et offrir des performances cohérentes -JIS SKH51 en acier à grande vitesse est l'indice de l'industrie. Cet alliage premium excelle dans des applications exigeantes comme la coupe de vitesse et l'usinage des matériaux durs, Résoudre des problèmes communs comme une défaillance prématurée d'outil ou une mauvaise rétention de bord. Dans ce guide, Nous allons briser ses propriétés clés, Utilise du monde réel, étapes de fabrication, Et comment il se compare à d'autres matériaux - vous pouvez donc choisir des outils qui augmentent la productivité et réduisent les temps d'arrêt.
1. Propriétés du matériau de l'acier à grande vitesse JIS SKH51
Les performances de coupe exceptionnelles de la JIS SKH51 découlent de sa composition chimique soigneusement équilibrée et de ses propriétés exceptionnelles. Explorons-les en détail:
1.1 Composition chimique
Les éléments de JIS SKH51 travaillent ensemble pour améliorerdureté rouge, se résistance à l'usure, et stabilité à haute température - critique pour la coupe à grande vitesse. Ci-dessous est sa composition standard (par JIS G4403):
| Élément | Plage de contenu (%) | Rôle clé |
|---|---|---|
| Carbone (C) | 0.80 - 0.90 | Forme des carbures durs avec du tungstène, molybdène, et vanadium - augmentation de la résistance à l'usure. |
| Manganèse (MN) | 0.15 - 0.40 | Améliore la durabilité et réduit la fragilité pendant le traitement thermique. |
| Silicium (Et) | 0.15 - 0.40 | Améliore la force et la résistance à l'oxydation à des températures élevées. |
| Chrome (Croisement) | 3.80 - 4.50 | Prend en charge la formation en carbure etDurabilité; améliore la résistance à la corrosion. |
| Tungstène (W) | 5.50 - 6.75 | Un élément central pour la dureté rouge - retrait la force à 600+ ° C, permettant une coupe à grande vitesse. |
| Molybdène (MO) | 4.50 - 5.50 | Fonctionne avec le tungstène pour améliorer la dureté rouge; réduit la fragilité et améliore la ténacité. |
| Vanadium (V) | 1.70 - 2.20 | Forme des carbures de vanadium ultra-durs, critique pour la rétention des bords lors de l'usinage des matériaux durs. |
| Cobalt (Co) | 4.50 - 5.50 | Boose plus de dureté rouge et de stabilité à haute température - idéal pour la coupe lourde. |
| Soufre (S) | ≤ 0.030 | Minimisé pour éviter d'affaiblir l'acier et de réduire la durée de vie de l'outil. |
| Phosphore (P) | ≤ 0.030 | Maintenu bas pour empêcher la fragilité, surtout sous une chaleur élevée et un stress. |
1.2 Propriétés physiques
Ces propriétés déterminent comment le JIS SKH51 se comporte pendant la fabrication et la coupe des outils, comme le transfert de chaleur et la stabilité dimensionnelle. Toutes les valeurs sont mesurées à température ambiante sauf indication:
- Densité: 8.10 g / cm³ (plus élevé que les aciers standard, En raison du contenu du tungstène et du cobalt).
- Point de fusion: 1420 - 1480 ° C (assez haut pour résister à la forgeage et au traitement thermique sans fondre).
- Conductivité thermique: 25 Avec(m · k) (inférieur à l'acier au carbone, qui aide à conserver la chaleur dans le bord de l'outil pendant la coupe à grande vitesse).
- Coefficient de dilatation thermique: 11.0 × 10⁻⁶ / ° C (depuis 20 à 600 ° C; Une faible extension garantit que les outils maintiennent leur géométrie de coupe).
- Capacité thermique spécifique: 450 J /(kg · k) (efficace à absorber la chaleur, Réduire le risque de surchauffe lors de la coupe prolongée).
1.3 Propriétés mécaniques
Les propriétés mécaniques de la JIS SKH51 sont optimisées pour les outils de coupe: la dureté prioritrice, rétention de bord, et dureté rouge. Vous trouverez ci-dessous des valeurs typiques après un traitement thermique standard (éteinte + triple tremper):
| Propriété | Valeur typique | Standard de test | Pourquoi ça compte |
|---|---|---|---|
| Dureté (HRC) | 63 - 66 | Juste Z2245 | La dureté ultra-élevée assure une excellente rétention de bord pourfrappeurs etforets. |
| Résistance à la traction | ≥ 2400 MPA | Juste Z2241 | Gère les forces de coupe élevées sans se casser - idéal pour l'usinage des matériaux durs comme l'acier en alliage. |
| Limite d'élasticité | ≥ 2000 MPA | Juste Z2241 | Résiste à la déformation permanente, Garder les bords de coupe des outils tranchants. |
| Élongation | ≤ 5% | Juste Z2241 | Faible ductilité (attendu pour les aciers à grande vitesse durs; Un compromis pour la dureté). |
| Résistance à l'impact (Charpy en V en V) | ≥ 12 J (à 20 ° C) | Il z2242 | Ténacité modérée - évite la fracture fragile pendant le choc léger (Par exemple, Chargement d'outils). |
| Dureté rouge | Conserver 90% dureté à 600 ° C | Juste Z2245 | Permet aux outils de couper à des vitesses 50 m / mon (pour l'acier) sans ramollissement. |
| Force de fatigue | ~ 900 MPa (10⁷ Cycles) | Juste Z2273 | Résiste à l'échec des cycles de coupe répétés (Clé pour l'usinage automobile ou aérospatial à volume élevé). |
1.4 Autres propriétés
- Résistance à la corrosion: Modéré. Le contenu du chrome offre une protection de base contre la rouille dans les environnements d'atelier, mais évitez une exposition prolongée à l'humidité ou aux produits chimiques.
- Se résistance à l'usure: Excellent. Tungstène, molybdène, and vanadium carbides create a hard surface that resists abrasive wear—even when machining matériaux durs like stainless steel or heat-resistant alloys.
- Machinabilité: Pauvre (dans un état durci). La plupart des formes sont effectuées lorsque l'acier est recuit (adoucis à HRC 24–28); L'usinage post-durcissement nécessite un broyage en diamant ou un EDM (usinage à décharge électrique).
- Durabilité: Excellent. Il durcit uniformément à travers des sections épaisses (jusqu'à 30 MM), so large tools like outils de coupe des engins avoir des performances cohérentes.
- Stabilité à haute température: Remarquable. Maintient la force et la dureté à des températures jusqu'à 650 ° C - Far mieux que les aciers à outils standard ou l'acier au carbone.
2. Applications de JIS SKH51 à grande vitesse en acier
La dureté rouge et la résistance à l'usure du JIS SKH51 le rendent idéal pour la grande vitesse, tâches de coupe à haute teneur. Voici ses utilisations les plus courantes, avec de vrais exemples:
2.1 Outils de coupe
- Exemples: Frappeurs, outils de virage, forets, et alésus for machining metals like alloy steel, acier inoxydable, ou fonte.
- Pourquoi ça marche: La dureté rouge permet aux outils de couper à grande vitesse sans ramollissement. Un atelier d'usinage japonais a utilisé des usines de fin JIS SKH51 pour les pièces en acier en alliage - une durée de vie augmentée par 200% contre. acier à grande vitesse standard (HSS).
2.2 Broaches et alésages
- Exemples: Broaches internes pour créer des splines ou des claviers, et des alésus de précision pour les trous de tolérance serrée (Par exemple, 0.001 MM).
- Pourquoi ça marche: La résistance à l'usure maintient les dents de broche et les bords de bilan nets à travers des centaines de coupes. A U.S. Fournisseur aérospatial a utilisé des alésus JIS SKH51 pour les pièces en titane - Recamer Life a sauté de 50 à 200 trous par outil.
2.3 Outils de coupe des engins
- Exemples: Coupe-plaques, outils de mise en forme, et des outils de rasage pour la fabrication d'automobiles ou d'industriels.
- Pourquoi ça marche: La rétention du bord de précision garantit que les dents de l'équipement ont une géométrie précise. Un fabricant d'équipement allemand a utilisé des coupeurs de plaques de cuisson JIS SKH51 - la qualité de la gorge s'est améliorée (Moins de défauts de surface) et les modifications de l'outil sont tombées par 60%.
2.4 Usinage des matériaux durs
- Exemples: Outils pour l'usinage en acier durci (jusqu'à HRC 45), acier inoxydable, ou des super-alliages comme un inconvénient (Utilisé dans l'aérospatiale).
- Pourquoi ça marche: Les carbures ultra-durs résistent à l'usure des matériaux durs. Un constructeur automobile chinois a utilisé des exercices JIS SKH51 pour les blocs moteur en acier durci - la durée de vie augmentée à partir de 100 à 350 trous.
3. Techniques de fabrication pour l'acier à grande vitesse JIS SKH51
Transformer JIS SKH51 en outils de coupe hautes performances nécessite une précision, étapes spécialisées. Voici une ventilation étape par étape:
- Fusion: Matières premières (fer, tungstène, cobalt, etc.) sont fondues dans un four à arc électrique (EAF) ou four à induction à 1550–1650 ° C. Un contrôle strict assure un mélange uniforme des éléments de grande valeur.
- Fonderie: L'acier fondu est versé dans de petits moules à lingot (5–20 kg) Pour éviter les défauts internes comme la ségrégation du carbure. Refroidissement lent (10–20 ° C / heure) affine la structure des grains.
- Forgeage: Les lingots sont chauffés à 1100–1180 ° C et martelés ou pressés dans des blancs d'outils (Par exemple, 10x10x100 mm pour les bits de forage). Forger la rupture de gros carbures, Améliorer la force de l'outil.
- Traitement thermique: L'étape la plus critique pour maximiser les performances:
- Recuit: Chauffer à 850–900 ° C, Tenez 2 à 4 heures, refroidir lentement. Adoucire l'acier à HRC 24–28 pour l'usinage.
- Préchauffage: Chauffer à 800–850 ° C, prise 1 heure. Prépare l'acier à l'extinction pour éviter les chocs thermiques.
- Austénidation: Chauffer à 1200–1240 ° C, Tenez 15 à 30 minutes. Critique pour dissoudre uniformément les carbures.
- Éteinte: Refroidir rapidement dans l'huile ou l'air (en fonction de la taille de l'outil). Durcisse l'acier à HRC 64–67.
- Triple tremper: Réchauffer à 540–580 ° C, Tenez 1 à 2 heures, cool. Répéter 3 fois. Réduit la fragilité et définit la dureté finale (HRC 63–66).
- Usinage: Le plus en forme (fraisage, forage) est fait avant la trempe (État recuit). Des outils en carbure sont recommandés pour de meilleurs résultats.
- Affûtage: Le broyage CNC de précision crée des bords de coupe nets et des tolérances étroites (± 0,001 mm pour les alésoir ou les coupe-plaques).
- Traitement de surface (Facultatif):
- Revêtement: Ajouter (nitrure de titane) ou tialn (nitrure d'aluminium en titane) Revêtements pour augmenter la résistance à l'usure de 50 à 100%.
- Nitrative: Crée une couche de surface dure (HRC 70+) Pour les outils nécessitant une protection supplémentaire contre l'usure abrasive.
4. Étude de cas: JIS SKH51 dans des outils de resserrement des équipements
Un fabricant de matériel automobile coréen a été confronté à un problème: Leurs coupe-gobes HSS standard épuisaient chaque 800 engrenages lors de l'usinage des puits d'engrenage en acier en alliage en alliage (HRC 35). Ils sont passés aux plaques de cuisson JIS SKH51 (recouvert de tialn), Et voici ce qui s'est passé:
- Processus: Des plaques de cuisson ont été forgées, recuit, Géométrie usinée à la dent, à la chaleur (1220 ° C extinction + triple tempérament à 560 ° C), terre de précision, et recouvert de tialn.
- Résultats:
- La vie de plaques de cuisson a augmenté à 3200 engrenages (300% amélioration) Merci à la dureté rouge et au revêtement rouge de JIS SKH51.
- La vitesse d'usinage a augmenté de 30 à 45 m / mon (50% plus rapide), Couper le temps de production par équipement par 25%.
- La qualité de l'équipement s'est améliorée: La rugosité de la surface dentaire est tombée de RA 1.6 μm à RA 0.8 μm (Les engrenages plus lisses réduisent le bruit des transmissions automobiles).
- Pourquoi ça marche: Le tungstène et le cobalt en JIS SKH51 ont conservé la dureté de la plaque aux températures de coupe élevées (500+ ° C), tandis que le revêtement Tialn a réduit la frottement entre les dents de plaques de cuisson et l'acier à engrenages - midiMizer l'usure.
5. Il skh51 vs. Autres matériaux de coupe
Comment JIS SKH51 se compare-t-il aux alternatives courantes pour les outils de coupe? Évaluons les propriétés clés:
| Matériel | Dureté (HRC) | Dureté rouge (600 ° C) | Se résistance à l'usure | Machinabilité | Coût (contre. Il skh51) | Mieux pour |
|---|---|---|---|---|---|---|
| JIS SKH51 en acier à grande vitesse | 63 - 66 | Excellent | Excellent | Pauvre (endurci) | 100% | Coupe à grande vitesse des métaux durs, Gear |
| HSS standard (Il est skh40) | 60 - 63 | Bien | Bien | Équitable (endurci) | 60% | Coupure générale (acier doux, vitesses basse) |
| Outils en carbure | 85 - 90 (HV) | Excellent | Très bien | Très pauvre | 300% | Coupe à ultra-hauteur (50+ m / mon), matériaux cassants |
| Outils en céramique | 90 - 95 (HV) | Remarquable | Très bien | Extrêmement pauvre | 500% | Usinage super-alliages (Par exemple, Décevoir), pas de chargement de choc |
| Carbone (1095) | 55 - 60 | Pauvre | Pauvre | Excellent | 20% | Coupure à basse vitesse (bois doux, plastique) |
| Acier en alliage (4140) | 30 - 40 | Très pauvre | Équitable | Excellent | 30% | Outils non coupables (Par exemple, porte-outils, gabarits) |
À retenir: JIS SKH51 offre le meilleur équilibre de dureté rouge, se résistance à l'usure, et ténacité pour la coupe à grande vitesse des métaux durs. Il est moins cher que les outils en carbure ou en céramique et beaucoup plus durable que le HSS standard ou l'acier au carbone, ce qui en fait le choix le plus rentable pour exiger des tâches d'usinage.
Vue de la technologie YIGU sur JIS SKH51 à grande vitesse en acier
À la technologie Yigu, JIS SKH51 est notre plus grande recommandation pour les clients ayant besoin d'outils de coupe de haute performance - de l'équipement automobile se déroulant à l'usinage aérospatial sur alliage. Son mélange de carbure unique résout le plus grand point de douleur: Adoucissement de l'outil à des vitesses élevées, ce qui conduit à des remplacements fréquents. Nous l'associons souvent à des revêtements Tialn ou Ticn pour prolonger la durée de vie de l'outil de 50 à 100%, Aider les clients à réduire les temps d'arrêt et à stimuler la productivité. Pour les fabricants axés sur la précision et l'efficacité, JIS SKH51 n'est pas seulement un matériau à outils - c'est un moyen de réaliser cohérent, des résultats de haute qualité dans les applications d'usinage les plus difficiles.
FAQ sur JIS SKH51 Acier à grande vitesse
1. Peut-on utiliser JIS SKH51 pour l'usinage des matériaux non métalliques comme les plastiques ou le bois?
Alors que JIS SKH51 est techniquement capable, C'est exagéré pour les matériaux non métalliques. Sa dureté élevée et sa dureté rouge sont conçues pour la coupe de métaux, Et l'utiliser pour les plastiques / bois serait coûteux et inutile. Pour les non-métaux, Choisissez à la place des outils standard HSS ou en acier en carbone.
2. Quelle est la vitesse de coupe maximale que JIS SKH51 peut gérer pour l'usinage en acier en alliage?
JIS SKH51 peut couper l'acier en alliage (HRC 30–35) à des vitesses jusqu'à 50 m / min lorsqu'il est recouvert de tialn. Pour les outils non revêtus, Nous vous recommandons de réduire la vitesse à 30 à 35 m / min pour éviter une usure excessive. Utilisez toujours du liquide de coupe pour refroidir l'outil et la pièce.
3. JIS SKH51 est-il plus cher que le HSS standard (Il est skh40)?
Oui, JIS SKH51 coûte environ 60 à 70% de plus que JIS SKH40 en raison de son contenu plus élevé de tungstène et de cobalt. Mais ça vaut l'investissement: Les outils JIS SKH51 durent 2 à 3 fois plus longs, Réduire les temps d'arrêt des changements d'outils, et vous laisser machine à des vitesses plus rapides - économiser de l'argent à long terme.
