S390 Bohell HSS Acciaio: Proprietà, Applicazioni, Guida di produzione

S390 Bohell HSS Acciaio (acciaio ad alta velocità) è una lega premium sviluppata da Bohler, rinomato per il suo eccezionale alta durezza calda, Eccellente resistenza all'usura, e tenacia equilibrata: tratti guidati dai suoi ottimizzati composizione chimica (alto molibdeno e vanadio, tungsteno moderato). A differenza di HSS standard come M2, La sua miscela in lega unica mantiene la durezza a temperature estreme (fino a 650 ° C.) e resiste all'abrasione nel taglio ad alta velocità, rendendolo ideale per le applicazioni esigenti in aerospaziale, automobile, e produzione di strumenti di precisione. 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 prestazioni senza compromessi.

1. Proprietà del materiale chiave dell'acciaio S390 Bohler HSS

Le prestazioni di S390 derivano dal suo calibrato con precisione composizione chimica—Peneralmente alto molibdeno e vanadio-che migliora la sua resilienza ad alta temperatura e la resistenza all'usura, distinguerlo dall'HSS convenzionale.

Composizione chimica

La formula di S390 dà la priorità alle prestazioni di taglio ad alta velocità, con intervalli fissi per elementi chiave:

• Contenuto di carbonio: 0.60-0.70% (bilancia la formazione di carburo per resistenza all'usura e tenacità, evitare la fragilità nell'uso ad alta temperatura)
• Contenuto di cromo: 3.50-4.00% (forma carburi resistenti al calore, Migliora l'indurnabilità, e garantisce risultati uniformi del trattamento termico)
• Contenuto di tungsteno: 1.00-1.50% (Completa il molibdeno per aumentare alta durezza calda, Ridurre resistenti a 650 ° C+)
• Contenuto di molibdeno: 5.00-5.50% (Elemento principale per durezza calda: più alta di M2, consentendo a S390 di trattenere la nitidezza nel taglio ad alta velocità)
• Contenuto del vanadio: 1.50-2.00% (Refinina le dimensioni del grano, Migliora la tenacità, e forma carburi di vanadio ultra-duro che amplificano resistenza all'usura)
• Contenuto di manganese: 0.20-0.40% (Aumenta l'indurnabilità senza creare carburi grossolani che indeboliscono l'acciaio)
• Contenuto di silicio: 0.15-0.35% (Aiuta la desossidazione durante la produzione e stabilizza le prestazioni ad alta temperatura)
• Contenuto di fosforo: ≤0,03% (rigorosamente controllato per prevenire la fragilità fredda, Critico per gli strumenti utilizzati nella memoria a bassa temperatura)
• Contenuto di zolfo: ≤0,03% (ultra-bassa da mantenere tenacità ed evitare il crack durante la formazione o la lavorazione)

Proprietà fisiche

Proprietà meccaniche

Dopo il trattamento termico standard (ricottura + spegnimento + tempra), S390 offre prestazioni leader del settore per applicazioni ad alta velocità:

• Resistenza alla trazione: ~ 2200-2400 MPA (Ideale per operazioni ad alto taglio come leghe dure di fresatura o ghisa)
• Forza di snervamento: ~ 1800-2000 MPA (Garantisce gli strumenti resistono alla deformazione permanente in carichi di lavorazione pesanti)
• Allungamento: ~ 10-15% (In 50 MM: duttilità moderata, Abbastanza per evitare crack improvvisi durante le vibrazioni di lavorazione)
• Durezza (Scala Rockwell C.): 64-68 HRC (Dopo il trattamento termico, regolabile: 64-65 HRC per strumenti di formazione difficili, 67-68 HRC per utensili da taglio resistenti all'usura)
• Forza a fatica: ~ 850-950 MPa (a 10⁷ cicli: perfetto per gli strumenti sotto il taglio ripetuto ad alta velocità, Come gli strumenti di svolta della linea di produzione)
• La tenacità dell'impatto: Da moderato a alto (~ 40-50 J/cm² a temperatura ambiente)—Il più alto degli strumenti in ceramica, Ridurre il rischio di scheggiatura durante il contatto accidentale per il lavoro degli strumenti.

Altre proprietà critiche

• Eccellente resistenza all'usura: Il vanadio e i carburi di molibdeno resistono all'abrasione 20-25% Meglio di M2 HSS, estendendo la vita degli utensili (PER ESEMPIO., 300,000+ Cicli per stampare le stampi).
• Alta durezza calda: Conserva ~ 62 HRC a 650 ° C (4 HRC superiore a M2 a 600 ° C)—Critico per un taglio ad alta velocità estremo (PER ESEMPIO., 600+ m/min per leghe di alluminio o 300+ m/min per acciaio dolce).
• Buona tenacità: Equilibrato con durezza, Quindi S390 resiste a impatti minori (PER ESEMPIO., Contatto del pezzo disallineato) Senza rompere: un vantaggio chiave sugli acciai fragili di alta conduttore come D2.
• Machinabilità: Bene (prima del trattamento termico)—Annealed S390 (Durezza ~ 220-250 Brinell) è macchinabile con strumenti in carburo; Evita di lavorare dopo l'indurimento (64-68 HRC) Per evitare danni agli utensili.
• Saldabilità: Con cautela: il contenuto in lega alta aumenta il rischio di cracking; preriscaldare (350-400° C.) e temperatura post-salvata (500-550° C.) sono richiesti per le riparazioni degli strumenti.

2. Applicazioni del mondo reale di S390 Bohler HSS Steel

L'elevata durezza calda di S390 e la resistenza all'usura lo rendono ideale per le industrie che richiedono velocità, precisione, e durata. Ecco i suoi usi più comuni:

Utensili da taglio

• Fresate: Fine Mills per la lavorazione ad alta velocità di leghe dure (PER ESEMPIO., Incontro 718 o titanio) Usa S390—alta durezza calda mantiene la nitidezza 40% più lungo di M2, Ridurre la frequenza di regrindamento e i tempi di inattività.
• Strumenti di svolta: Strumenti per il tornio per alberi a gomiti automobilistici o alberi di turbina aerospaziale Utilizzare S390 - maniglie di resistenza di abbigliamento 800+ parti per strumento (contro. 500+ per m2), Migliorare l'efficienza della produzione di 35%.
• BROACHE: SPEGNI INTERNI per modellare gli ingranaggi ad alta resistenza (PER ESEMPIO., ingranaggi a turbina eolica) Usa S390: la tovalità resiste a scheggiare, e la durezza calda mantiene la precisione 20,000+ Cicli di lancio.
• Alevatori: Righers di precisione per buchi a tolleranza stretta (± 0,0005 mm) In dispositivi medici o componenti aerospaziali utilizzano S390: la resistenza di abbigliamento garantisce una qualità costante del foro oltre 25,000+ risme.

Esempio di caso: Un negozio di lavorazione aerospaziale ha usato M2 HSS per la fresatura Inconel 718 lame di turbina ma ha affrontato lo strumento opaco dopo 180 parti. Sono passati a S390, E i taglieri sono durati 300 parti (67% più lungo)—Cuting Time di rianimatura di 40% e salvare $36,000 ogni anno in costi di manodopera e utensile.

Formando strumenti

• Pugni: Punti ad alta velocità per stampare fogli di metallo spessi (PER ESEMPIO., 10 Acciaio inossidabile MM per cornici automobilistiche) Usa S390—Eccellente resistenza all'usura maniglie 250,000+ Stampings (80,000 più di M2).
• Muore: Stampi a freddo per modellare gli elementi di fissaggio ad alta resistenza (PER ESEMPIO., bulloni in titanio) Usa S390: la tovalità resiste alla pressione, e la resistenza all'usura riduce le parti difettose di 70%.
• Strumenti di stampaggio: Strumenti di stampaggio fine per connettori elettronici (PER ESEMPIO., 5G PIN del dispositivo) Usa S390: hardiness (67-68 HRC) garantisce pulito, tagli senza bourr, Incontrare rigorosi tolleranze del settore.

Aerospaziale, Automobile & Industria meccanica

• Industria aerospaziale: Gli utensili da taglio per la lavorazione di lame per turbine in titanio o stampi compositi utilizzano S390—alta durezza calda Restringe le temperature di taglio di 650 ° C, che ammorbidirebbe M2 o M35.
• Industria automobilistica: Strumenti di taglio ad alta velocità per i blocchi del motore di lavorazione (ghisa) o gli ingranaggi di trasmissione utilizzano S390: la resistenza di abbigliamento riduce la sostituzione dello strumento di 40%, Tagliare i costi di produzione.
• Industria meccanica: Gli ingranaggi per i compressori industriali o le attrezzature minerarie utilizzano S390-resistenza alla fatica (850-950 MPA) resiste a stress ripetuto, estensione della durata del componente di 2,5x vs. acciai standard.

3. Manufacturing Techliques per S390 Bohler HSS Steel

La produzione di S390 richiede la precisione per mantenere il suo equilibrio in lega, specialmente molibdeno e vanadio, per garantire prestazioni coerenti ad alta temperatura. Ecco il processo dettagliato:

1. Processi metallurgici (Controllo della composizione)

• Fornace ad arco elettrico (Eaf): Metodo primario: acciaio scrap, molibdeno, vanadio, tungsteno, e altre leghe vengono sciolte a 1.650-1.750 ° C. Monitoraggio dei sensori composizione chimica per mantenere il molibdeno (5.00-5.50%) e vanadio (1.50-2.00%) Entro la gamma: critica per durezza calda e resistenza all'usura.
• Fornace di ossigeno di base (Bof): Per la produzione su larga scala: il ferro malato è miscelato con acciaio a rottame; L'ossigeno regola il contenuto di carbonio. Leghe (molibdeno, vanadio) vengono 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 1.100-1.200 ° C., e rotolato in barre, piatti, o filo. Rolling caldo rompe grandi carburi e modella il materiale in spazi vuoti degli utensili (PER ESEMPIO., 400×400 blocchi mm per corpi di fresa).
• Rotolamento a freddo: Utilizzato per i componenti di utensili sottili (PER ESEMPIO., Piccoli spazi vuoti)—Cold Rolld a temperatura ambiente per migliorare la finitura superficiale. Ricottura post-rotolamento (700-750° C.) Ripristina la lavorabilità ammorbidendo l'acciaio.

3. Trattamento termico (Su misura per prestazioni ad alta velocità)

Il trattamento termico di S390 è ottimizzato per sbloccare la sua durezza calda e resistenza all'usura:

• Ricottura: Riscaldato a 850-900 ° C per 2-4 ore, raffreddato lentamente (50° C/ora) a ~ 600 ° C.. Riduce la durezza a 220-250 Brinell, rendendolo macchinabile e alleviato lo stress interno.
• Spegnimento: Riscaldato a 1.220-1.260 ° C. (austenitizzante) per 30-60 minuti (più lungo di M2 per sciogliere i carburi di molibdeno), spento in petrolio. Si indurisce a 67-68 HRC; L'estinzione dell'aria riduce la distorsione ma riduce la durezza 64-65 HRC (Ideale per strumenti di grandi dimensioni).
• Tempra: Riscaldato a 520-560 ° C per 1-2 ore, raffreddato ad aria. Saluti alta durezza calda e tenacità: critica per gli utensili da taglio; evita di essere eccessiva, che ridurrebbe la resistenza all'usura.
• Ricorrezione di sollievo dallo stress: Obbligatorio: alzato a 600-650 ° C per 1 Hour dopo la lavorazione per ridurre lo stress da taglio, prevenire la deformazione degli strumenti durante le spese di spegnimento.

4. Formazione e trattamento superficiale

• Metodi di formazione:
• Premere la formazione: Presse idrauliche (5,000-10,000 tonnellate) modellare le piastre S390 in spazi vuoti di utensili, sotto il trattamento termico.
• Lavorazione: Mills CNC con utensili in carburo Cut Geometrie complesse (PER ESEMPIO., denti di taglierina o flauti a pelo) in S390 ricotto: il coorsi previene il surriscaldamento e il danno in carburo.
• Macinazione: Dopo il trattamento termico, ruote diamanta raffinare i bordi dello strumento a ± 0,0005 mm tolleranze, consumo nitido, superfici di taglio coerenti per applicazioni di precisione.
• Trattamento superficiale:
• Nitrurazione: Riscaldato a 500-550 ° C in un'atmosfera di azoto per formare A 5-10 strato di nitruro μm: aumenta la resistenza all'usura di 30% (Ideale per utensili da taglio ad alto volume).
• Rivestimento (PVD/CVD): Nitruro di titanio in alluminio (Pvd) I rivestimenti vengono applicati agli utensili da taglio: riduce l'attrito, estendendo la durata dello strumento di 2,5x per la lavorazione ad alta velocità di leghe dure.
• 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)

• Test di durezza: I test Rockwell C verificano la durezza post-temperamento (64-68 HRC) e durezza calda (≥62 HRC a 650 ° C)—Critico per prestazioni ad alta velocità.
• Analisi della microstruttura: Conferma la distribuzione uniforme in carburo (Nessun grande carburo di molibdeno/vanadio che causano chipping o guasti al bordo).
• Ispezione dimensionale: Coordinare le macchine di misurazione (CMMS) Controllare le dimensioni dello strumento per la precisione (PER ESEMPIO., spaziatura del dente di fresatura o diametro del foro).
• Test di usura: Simula il taglio ad alta velocità (PER ESEMPIO., Incontro di lavorazione 718 A 550 m/mio) Per misurare la vita degli strumenti: l'organizzazione S390 soddisfa le aspettative di durata.
• Testi di trazione: Verifica la resistenza alla trazione (2200-2400 MPA) e resistenza alla snervamento (1800-2000 MPA) Per soddisfare le specifiche S390.

4. Caso di studio: S390 BOHLER HSS Acciaio nella lavorazione degli ingranaggi automobilistici

Un importante fornitore automobilistico ha utilizzato M35 HSS per gli ingranaggi per la trasmissione del browning (acciaio temprato, 58 HRC) ma ha affrontato due problemi: BACK ADURNO After 12,000 parti e costi di rianimazione elevati. Sono passati a S390, Con i seguenti risultati:

• Vita degli strumenti: S390 BACKES è durata 20,000 parti (67% più lungo di M35)—Ducando la sostituzione di SPOSTA 40%.
• RECRINDING COSTI: Meno regrinds salvato $18,000 annualmente in lavoro e riparazione degli strumenti.
• Risparmio dei costi: Nonostante S390 30% Costo iniziale più elevato, Il fornitore ha salvato $54,000 annualmente tramite ridotta sostituzione e rianimazione degli strumenti: migliorano i margini di profitto sulla produzione di ingranaggi ad alto volume.

5. S390 BOHELL HSS Acciaio vs. Altri materiali

Come si confronta S390 con M2, M35, e altri acciai ad alte prestazioni? Abbattiamolo:

Idoneità dell'applicazione

• La lavorazione in lega ad alta velocità: S390 supera M2/M35 (maggiore durezza calda) Per Inconel/Titanium: Ideale per parti di turbine aerospaziali o componenti di dispositivi medici.
• Strumenti di taglio di precisione: S390 bilancia le prestazioni e costa meglio di M42 (più facile da macchina, 30% Costo inferiore)—Idettibili per attrezzatura automobilistica o lavorazione delle parti del motore.
• Formando strumenti: S390 è superiore a D2 (migliore tenacità) Per la timbratura ad alto volume: riduce la scheggiatura e estende la vita.
• Componenti meccanici: La forza di fatica di S390 rivali M35 a 15% Costo inferiore: Ideale per ingranaggi o alberi di servizio pesante in macchinari industriali.