Acciaio per utensili S2: Proprietà, Applicazioni, e Guida alla produzione

L'acciaio per utensili S2 è un acciaio a freddo a bassa lega ad alte prestazioni celebrata per la sua miscela unica di alta tenacia, Buona resistenza all'usura, e un'eccellente resistenza al carico d'urto: tratti elevati dal suo personalizzato composizione chimica (carbonio moderato, cromo, e aggiunte di vanadio). A differenza della sua controparte S1 Steel, S2 aggiunge il vanadio per aumentare la resistenza e la resistenza all'usura, rendendolo ideale per utensili da taglio a medio-alto, formare stampi, e componenti di precisione nell'aerospaziale, automobile, e industrie di stampaggio a iniezione di plastica. In questa guida, abbatteremo i suoi tratti chiave, usi del mondo reale, processi di produzione, e come si confronta con altri materiali, Aiutarti a selezionarlo per progetti che richiedono durata e resistenza agli shock.

1. Proprietà del materiale chiave dell'acciaio per utensili S2

Le prestazioni di S2 derivano dal suo ottimizzato composizione chimica—Prezialmente l'aggiunta di vanadio: migliora la sua resistenza meccanica, resistenza all'usura, e capacità di resistere ai carichi di shock.

Composizione chimica

La formula di S2 dà la priorità alla tenacità, forza, e resistenza agli shock, con intervalli fissi per elementi chiave:

• Contenuto di carbonio: 0.45-0.55% (superiore a S1, formare più carburi per Buona resistenza all'usura pur mantenendo alta tenacia)
• Contenuto di cromo: 0.60-0.90% (superiore a S1, Migliorare la intensità e la lieve resistenza alla corrosione senza ridurre la lavorabilità)
• Contenuto di manganese: 0.60-0.90% (Aumenta la resistenza alla trazione e l'indurnabilità, Garantire risultati uniformi del trattamento termico)
• Contenuto di silicio: 0.15-0.35% (Aiuti nella disossidazione durante la produzione e stabilizza le proprietà meccaniche)
• Contenuto di fosforo: ≤0,03% (rigorosamente controllato per prevenire la fragilità fredda, Critico per gli strumenti utilizzati in ambienti a bassa temperatura)
• Contenuto di zolfo: ≤0,03% (ultra-basso per mantenere la tenacità ed evitare il crack durante la lavorazione o la formazione)
• Contenuto del vanadio: 0.10-0.20% (Definizione dell'aggiunta vs. S1: dimensioni del grano dei confini, Migliora la resistenza all'usura, e migliora Resistenza ai carichi di shock)

Proprietà fisiche

Proprietà meccaniche

Dopo il trattamento termico standard (ricottura + spegnimento + tempra), S2 offre prestazioni migliorate per applicazioni di sollecitazione medio-alta:

• Resistenza alla trazione: ~ 1200-1400 MPA (200-300 MPA superiore a S1, Adatto per utensili da taglio a medio carico e stampi di formazione)
• Forza di snervamento: ~ 800-1000 MPA (Garantisce gli strumenti resistono alla deformazione permanente sotto pressione di formazione fredda o carichi di taglio moderati)
• Allungamento: ~ 15-20% (In 50 mm: abbastanza alto da evitare crack durante la lavorazione di forme complesse, abbinare la duttilità di S1)
• Durezza (Scala Rockwell C.): 52-56 HRC (Dopo il trattamento termico: 2-4 HRC superiore a S1, Bilanciamento della resistenza all'usura e della tenacità; più morbido di A2 ma più resistente agli shock)
• Forza a fatica: ~ 550-650 MPa (a 10⁷ cicli-50-100 MPa in più di S1, critico per gli strumenti ad alto volume utilizzati 80,000+ volte, come i nuclei di stampo per iniezione di plastica)
• La tenacità dell'impatto: Da moderato a alto (~ 55-65 J/cm² a temperatura ambiente)—Il più alto di S1, A2, o d2, rendendolo ideale per gli strumenti che resistono a shock improvviso (PER ESEMPIO., Strumenti di stampaggio manuale).

Altre proprietà critiche

• Buona resistenza all'usura: Vanadio, carbonio, e i carburi di cromo resistono all'abrasione 15-20% Meglio di S1, estendendo la vita degli utensili (PER ESEMPIO., 150,000+ cicli per piccoli stampi).
• Alta tenacia: La sua composizione a bassa lega mantiene la duttilità, Quindi S2 resiste alla pressione di formazione fredda (fino a 6,000 kn per muore medi) senza scheggiare.
• Buona resistenza ai carichi di shock: La raffinatezza del vanadio riduce la dimensione del grano, permettendo a S2 di assorbire impatti improvvisi (PER ESEMPIO., cadute di strumenti accidentali o timbratura disallineata) senza rompere: un vantaggio chiave su S1.
• Machinabilità: Bene (prima del trattamento termico)—Annealed S2 (Durezza ~ 190-230 Brinell) è facile da macchiare con acciaio ad alta velocità (HSS) o strumenti in carburo; La macinazione post-calore è semplice per i bordi di precisione.
• Saldabilità: Con cautela: il contenuto di carbonio moderato richiede preriscaldamento (250-300° C.) e temperazione post-saldata per evitare il cracking, rendendolo riparabile per modifiche allo strumento.

2. Applicazioni del mondo reale dell'acciaio per utensili S2

La forza migliorata di S2, resistenza agli shock, e la resistenza all'usura lo rende ideale per le industrie che richiedono affidabilità in compiti di stress medio-alto. Ecco i suoi usi più comuni:

Utensili da taglio

• Fresate: Mulini di fascia media per la lavorazione di leghe in acciaio dolce o alluminio Usa s2—Buona resistenza all'usura Mantiene nitidezza per 800+ parti (vs. 500+ per S1), Ridurre il tempo di rimborso.
• Strumenti di svolta: Strumenti per tornio semi-automatico per la lavorazione dei metalli piccoli (PER ESEMPIO., raccordi in ottone) Usa S2—resistenza agli shock Resiste collisioni accidentali per il lavoro degli strumenti, Abbassamento delle velocità di sostituzione dello strumento.
• BROACHE: SPEGNI INTERNI PER MAPILIRE ACCIAIO MARISCO O PARTI PRANDI (PER ESEMPIO., Alloggi per sensori automobilistici) Usa S2: la capacità crea precisi denti, e manici di resistenza all'usura 15,000+ parti.
• Alevatori: Righers di media tolleranza (± 0,008 mm) per la lavorazione dei metalli (PER ESEMPIO., fori dei componenti del motore) Utilizzare S2: la ritenzione di edge garantisce una qualità del foro costante senza frequente risharinging.

Esempio di caso: Un piccolo negozio di parti automobilistiche ha utilizzato S1 per gli strumenti di svolta in alluminio, ma ha affrontato la rottura degli strumenti da shock occasionali (15% tasso di fallimento). Sono passati a S2, e i tassi di fallimento sono scesi al 3%, che si avviano $6,000 ogni anno nei costi di sostituzione degli strumenti, mentre la vita utensile si estendeva da 500 A 800 parti.

Formando strumenti

• Pugni: Strumenti medi di punta a freddo per lamiera (PER ESEMPIO., Creazione di fori tra parentesi in acciaio) Usa S2—resistenza agli shock resiste a pugni manuali o semiautomatici, e manici di resistenza all'usura 120,000+ pugni (vs. 80,000+ per S1).
• Muore: Stamping Dies per fogli di acciaio sottili (PER ESEMPIO., pannelli di controllo dell'apparecchio) Usa S2: la tovalità evita di crack durante l'assemblaggio, e l'usura della resistenza garantisce i bordi del pannello pulito 100,000 Stampings.
• Strumenti di stampaggio: Strumenti di stampaggio a piccoli batch per le parti interne automobilistiche utilizzano S2-Affordibilità si adatta alle esigenze di produzione media, e la resistenza agli shock resiste al disallineamento durante la timbratura.

Stampaggio a iniezione di plastica

• Stampi per parti di plastica: Stampi per piccoli componenti di plastica (PER ESEMPIO., Connettori elettrici) Usa S2—resistenza all'usura maniglie 200,000+ cicli, e la tenacità resiste alla pressione di bloccaggio della muffa (fino a 7,000 kn).
• Componenti di core e cavità: Nuclei di stampo di precisione per parti di plastica (PER ESEMPIO., Porte di ricarica degli smartphone) Utilizzare S2: la stabilità dimensionale garantisce la coerenza delle parti, e la resistenza all'usura evita il degrado del nucleo dal flusso di resina.

Aerospaziale, Automobile & Industria meccanica

• Industria aerospaziale: Piccoli componenti portanti (PER ESEMPIO., Fissaggi della cabina degli aeromobili) Usa S2—resistenza alla trazione Supporta carichi strutturali, e la resistenza agli shock resiste a vibrazioni indotte da turbolenza.
• Industria automobilistica: Componenti di medio stress (PER ESEMPIO., Inserti stampo rivestimento in plastica o denti per ingranaggi piccoli) Usa S2: l'efficacia Cost si adatta alla produzione ad alto volume, e la resistenza all'usura riduce il degrado dei componenti.
• Industria meccanica: Ingranaggi e alberi per macchinari a media carico (PER ESEMPIO., trasportatori industriali) Usa S2: la forza della fatica resiste a stress ripetuto, e la resistenza agli shock gestisce le scosse improvvise del trasportatore.

3. Tecniche di produzione per l'acciaio per utensili S2

La produzione di S2 richiede precisione per mantenere la sua composizione potenziata dal vanadio e garantire una costante resistenza allo shock, mantenendo i costi competitivi. Ecco il processo dettagliato:

1. Processi metallurgici (Controllo della composizione)

• Fornace ad arco elettrico (Eaf): Metodo primario: acciaio scrap, carbonio, cromo, e il vanadio viene sciolto a 1.600-1.700 ° C. Monitoraggio dei sensori composizione chimica per mantenere gli elementi all'interno delle gamme di S2 (PER ESEMPIO., 0.10-0.20% vanadio), Critico per la resistenza agli urti e la resistenza all'usura.
• Fornace di ossigeno di base (Bof): Per la produzione su larga scala: il ferro morto da un grande forno è miscelato con acciaio a scarto; L'ossigeno regola il contenuto di carbonio. Il vanadio e il cromo sono aggiunti post-soffiaggio per evitare l'ossidazione e garantire una composizione precisa.

2. Processi di rotolamento

• Rotolamento caldo: La lega fusa viene lanciata in lingotti, riscaldato a 1.050-1.150 ° C., e rotolato in barre, piatti, o filo. Rolling caldo rompe grandi carburi e modella il materiale in spazi vuoti degli utensili (PER ESEMPIO., 250×250 blocchi mm per muore di mediumi).
• Rotolamento a freddo: Utilizzato per i componenti di utensili sottili (PER ESEMPIO., punture di punzonatura o inserti di stampo)—Cold Rolld a temperatura ambiente per migliorare la finitura superficiale. Ricottura post-rotolamento (650-700° C.) ammorbidisce l'acciaio per la successiva lavorazione.

3. Trattamento termico (Su misura per la resistenza agli shock)

Il trattamento termico di S2 dà la priorità alla tenacità e alla resistenza agli shock, mentre aumenta la resistenza all'usura su S1:

• Ricottura: Riscaldato a 750-800 ° C per 2-3 ore, raffreddato lentamente a ~ 600 ° C. Riduce la durezza a 190-230 Brinell, rendendolo macchinabile e alleviato lo stress interno.
• Spegnimento: Riscaldato a 830-870 ° C. (austenitizzante) per 20-30 minuti, spento in petrolio. Indurisce l'acciaio 58-60 HRC: tempra (vs. D2) conserva il raffinamento del grano dal vanadio.
• Tempra: Riscaldato a 270-320 ° C per 1-2 ore, raffreddato ad aria. Riduce la durezza a 52-56 HRC - Squilibri resistenza all'usura e resistenza agli shock; Temperature di temperatura più elevate (350-400° C.) può essere utilizzato per extra duttilità.
• Ricorrezione di sollievo dallo stress: Applicato dopo la lavorazione, alzata a 550-600 ° C per 1 ora per ridurre lo stress da taglio, prevenire la deformazione degli strumenti durante il trattamento termico finale.

4. Formazione e trattamento superficiale

• Metodi di formazione:
• Premere la formazione: Presse idrauliche medie (3,000-5,000 tonnellate) modellare gli spazi vuoti S2 in contorni di dado o strumento: prima del trattamento termico.
• Lavorazione: Mills CNC o torni semi-automatici tagliano S2 nelle forme degli utensili (PER ESEMPIO., Flauti di Riger o punte di punch)—HSS Strumenti funzionano per S2 ricotto, Ridurre i costi di lavorazione.
• Macinazione: Dopo il trattamento termico, ruote di ossido di alluminio affinare i bordi degli strumenti per RA 0.1 Rugosità μm: sufficiente per applicazioni di media tolleranza come i nuclei di stampo di plastica.
• Trattamento superficiale:
• Nitriding: Riscaldato a 480-520 ° C in un'atmosfera di azoto per formare A 3-5 strato di nitruro μm: aumenta la resistenza all'usura di 25% (Ideale per le stampi di stampaggio ad alto volume o i nuclei di muffa).
• Rivestimento (PVD/CVD): Nitruro di titanio sottile (Pvd) I rivestimenti sono opzionali per gli utensili da taglio: riduce l'attrito, estendendo la durata dello strumento di 1,8x per lavorazione in acciaio dolce (vs. 1.5X per S1).
• Indurimento: Trattamento termico finale (spegnimento + tempra) è sufficiente per la maggior parte delle applicazioni: nessun ulteriore indurimento superficiale necessario.

5. Controllo di qualità (Assicurazione delle prestazioni e della resistenza agli shock)

• Test di durezza: I test Rockwell C verificano la durezza post-temperamento (52-56 HRC)—Sursure coerenza per le prestazioni degli utensili.
• Analisi della microstruttura: Esamina la lega al microscopio per confermare il raffinamento del grano del vanadio e la distribuzione uniforme in carburo (Nessun carburo di grandi dimensioni che riducono la resistenza agli urti).
• Ispezione dimensionale: Copilatori o macchine di misurazione delle coordinate (CMMS) Controllare le dimensioni dello strumento a ± 0,005 mm: critico per applicazioni a media tolleranza come stampi per parti di plastica.
• Test di shock: Simula un impatto improvviso (PER ESEMPIO., far cadere uno strumento da 1 metro) Per verificare la resistenza alla rottura, l'organizzazione S2 soddisfa i requisiti di carico di shock.
• Testi di trazione: Verifica la resistenza alla trazione (1200-1400 MPA) e resistenza alla snervamento (800-1000 MPA) Per soddisfare le specifiche S2.

4. Caso di studio: Acciaio per utensili S2 in nuclei di stampo iniezione in plastica

Un piccolo produttore di parti in plastica ha utilizzato S1 per i nuclei di stampo per connettori elettrici (150,000 parti/anno) ma ha affrontato due problemi: Cored usa dopo 120,000 Cicli e rottura occasionale dallo shock di bloccaggio della muffa (8% tasso di fallimento). Sono passati a S2, Con i seguenti risultati:

• Vita principale: La resistenza all'usura di S2 ha esteso la vita del nucleo a 200,000 cicli (67% più lungo di S1)—Cuting dei costi di sostituzione del core da parte di $7,000 annualmente.
• Resistenza agli shock: Il tasso di fallimento è sceso al 2%, che si avverte $4,000 ogni anno negli stampi sprecati e tempi di inattività della produzione.
• Risparmio dei costi: Nonostante 15% Costi materiali più elevati, Il produttore ha salvato $10,000 annualmente: critico per i margini di produzione di medio volume.

5. S2 Strumento Steel vs. Altri materiali

Come si confronta S2 con S1 e altri acciai per utensili per applicazioni di stress medio-alto? Abbattiamolo:

Idoneità dell'applicazione

• Strumenti di taglio a medio stress: La resistenza all'usura di S2 e la resistenza agli urti superano S1 (vita più lunga, meno pause) e sono più convenienti di A2, ideali per negozi di piccole e medium.
• Stampi per formare shock: L'elevata resistenza agli shock di S2 lo rende migliore della A2/D2 per la stampa manuale o semiautomatica: evidenzia una costosa rottura.
• Nuclei di stampo per iniezione di plastica: S2 bilancia l'usura della resistenza e della tenacità meglio di S1 (durata del ciclo più lungo) ed è più economico di 420 acciaio inossidabile: idiota per parti di plastica a media volume.
• Componenti meccanici: La resistenza alla trazione di S2 e il rivale di resistenza alla fatica 420 acciaio inossidabile a 20% Costo inferiore: Ideale per ingranaggi a media carico o alberi.

La vista della tecnologia Yigu su S2 Strumento Steel

Alla tecnologia Yigu, S2 si distingue come un passo avanti da S1 per compiti di stress medio-alto. Il suo vanadio è potenziato resistenza agli shock, resistenza all'usura, e la resistenza lo rende ideale per i produttori di piccoli a medium che necessitano di una durata senza il costo degli acciai di alto livello. Raccomandiamo S2 per i nuclei di stampo di plastica, stamping medio muore, e utensili da taglio a rischio di shock: dove supera S1 (vita più lunga, meno pause) e offre un valore migliore di A2/D2. Mentre manca di resistenza all'usura estrema, La sua versatilità e il costo-efficacia si allinea con il nostro obiettivo di affidabile, soluzioni di produzione accessibili.

FAQ

1. È l'acciaio dello strumento S2 migliore di S1 ​​per applicazioni a rischio di shock?

Sì, l'aggiunta del vanadio di S2 migliora resistenza agli shock perfezionando la dimensione del grano, rendendolo 2-3 volte più resistente agli impatti improvvisi (PER ESEMPIO., gocce di utensili o timbratura disallineata) di S1. Scegli S2 se l'applicazione prevede carichi di shock occasionali.