高速で鋭いままの切削工具が必要な場合, 硬い金属を機械加工するときは摩耗に抵抗します, 一貫したパフォーマンスを提供します - JIS SKH51高速鋼 業界のベンチマークです. このプレミアム合金は、ギア切断や硬質材料の機械加工などの要求の厳しいアプリケーションに優れています, 早期のツール障害やエッジ保持不良などの一般的な問題を解決する. このガイドで, 重要なプロパティを分類します, 実世界の使用, 製造手順, そしてそれが他の材料とどのように比較されるか - あなたは生産性を高めてダウンタイムを減らすツールを選択することができます.
1. JIS SKH51高速鋼の材料特性
JIS SKH51の例外的な切断性能は、慎重にバランスのとれた化学組成と傑出した特性に由来します. これらを詳細に調べてみましょう:
1.1 化学組成
JIS SKH51の要素は、協力して強化されます赤い硬度, 耐摩耗性, 高温の安定性 - 高速切削のために重要. 以下はその標準構成です (JIS G4403ごと):
| 要素 | コンテンツ範囲 (%) | 重要な役割 |
|---|---|---|
| 炭素 (c) | 0.80 - 0.90 | タングステンとハードカービドを形成します, モリブデン, およびバナジウム - 耐摩耗性を高めます. |
| マンガン (Mn) | 0.15 - 0.40 | 硬化性を向上させ、熱処理中の脆性を低下させます. |
| シリコン (そして) | 0.15 - 0.40 | 高温での酸化に対する強度と耐性を高めます. |
| クロム (cr) | 3.80 - 4.50 | 炭化物の形成をサポートしますハーデン剤; 耐食性を改善します. |
| タングステン (w) | 5.50 - 6.75 | 赤の硬度のコア要素 - で強度を取り戻します 600+ °C, 高速切断を可能にします. |
| モリブデン (MO) | 4.50 - 5.50 | タングステンと連携して、赤の硬さを高めます; 脆性を低下させ、靭性を改善します. |
| バナジウム (v) | 1.70 - 2.20 | ウルトラハードバナジウム炭化物を形成します, 硬い材料を機械加工するときのエッジ保持に重要. |
| コバルト (co) | 4.50 - 5.50 | さらなる赤い硬さと高温安定性を高めます - 頑丈な切断のためのideal. |
| 硫黄 (s) | ≤ 0.030 | 鋼の弱体化とツールの寿命を減らすことを避けるために最小化. |
| リン (p) | ≤ 0.030 | 脆性を防ぐために低く抑えられます, 特に高熱とストレスの下. |
1.2 物理的特性
これらの特性は、熱伝達や寸法の安定性など、ツールの製造と切断中にJIS SKH51がどのように動作するかを決定します. すべての値は、記載されていない限り、室温で測定されます:
- 密度: 8.10 g/cm³ (標準鋼よりも高い, タングステンとコバルトの含有量が原因です).
- 融点: 1420 - 1480 °C (溶けずに鍛造や熱処理に耐えるのに十分な高さ).
- 熱伝導率: 25 w/(M・k) (炭素鋼よりも低い, 高速切断中にツールエッジの熱を保持するのに役立ちます).
- 熱膨張係数: 11.0 ×10⁻⁶/°C (から 20 に 600 °C; 低拡張により、ツールは幾何学を削減します).
- 比熱容量: 450 J/(kg・k) (熱を吸収するのに効率的です, 長時間の切断中の過熱のリスクを減らす).
1.3 機械的特性
JIS SKH51の機械的特性は、切削工具用に最適化されています。, エッジ保持, そして赤い硬度. 以下は、標準の熱処理後の典型的な値です (消光 + トリプルテンピング):
| 財産 | 典型的な値 | テスト標準 | なぜそれが重要なのか |
|---|---|---|---|
| 硬度 (HRC) | 63 - 66 | Z2245だけ | 超高硬度により、優れたエッジ保持が保証されますミリングカッター そしてドリル. |
| 抗張力 | ≥ 2400 MPA | Z2241だけ | 壊れずに高い切断力を処理します - 合金鋼のような硬い材料を機械加工するためのideal. |
| 降伏強度 | ≥ 2000 MPA | Z2241だけ | 永続的な変形に抵抗します, ツールの切断エッジをシャープに保ちます. |
| 伸長 | ≤ 5% | Z2241だけ | 低延性 (ハード高速鋼に期待されています; 硬度のトレードオフ). |
| 衝撃の靭性 (シャルピーv-notch) | ≥ 12 j (で 20 °C) | 彼はZ2242です | 中程度の靭性 - 光ショック中に脆性骨折を回避します (例えば。, ツールの読み込み). |
| 赤い硬度 | 保持します 90% での硬度 600 °C | Z2245だけ | ツールを速度でカットします 50 m/my (スチール用) 柔らかくすることなく. |
| 疲労強度 | 〜900 MPa (10⁷サイクル) | Z2273だけ | 繰り返される切断サイクルによる失敗に抵抗します (大量の自動車または航空宇宙機械加工のキー). |
1.4 その他のプロパティ
- 耐食性: 適度. クロム含有量は、ワークショップ環境での錆に対する基本的な保護を提供します, しかし、水分や化学物質への長期にわたる曝露は避けてください.
- 耐摩耗性: 素晴らしい. タングステン, モリブデン, and vanadium carbides create a hard surface that resists abrasive wear—even when machining ハードマテリアル like stainless steel or heat-resistant alloys.
- 加工性: 貧しい (硬化状態で). ほとんどの形状は、スチールがアニールされたときに行われます (HRC 24–28に軟化しました); 硬化後の機械加工には、ダイヤモンド研削またはEDMが必要です (電気放電加工).
- ハーデン剤: 素晴らしい. 厚いセクションを均等に硬化させます (まで 30 mm), so large tools like ギア切削工具 一貫したパフォーマンスがあります.
- 高温安定性: 並外れた. 温度で強度と硬さを維持します 650 °C-標準のツール鋼または炭素鋼よりも優れています.
2. JIS SKH51高速鋼のアプリケーション
JIS SKH51の赤い硬さと耐摩耗性は、高速に最適です, 高熱切断タスク. ここに最も一般的な用途があります, 実際の例があります:
2.1 切削工具
- 例: ミリングカッター, ターニングツール, ドリル, そして リーマー for machining metals like alloy steel, ステンレス鋼, または鋳鉄.
- なぜそれが機能するのか: 赤い硬度により、ツールは柔らかくすることなく高速でカットできます. 日本の機械工場では、JIS SKH51エンドミルが合金鋼部品に使用されていました。 200% vs. 標準的な高速鋼 (HSS).
2.2 ブローチとリーマー
- 例: スプラインまたはキーウェイを作成するための内部ブローチ, タイト耐性穴のための精密なリーマー (例えば。, 0.001 mm).
- なぜそれが機能するのか: 耐摩耗性は、何百ものカットを通してブローチの歯とリーマーのエッジを鋭く保ちます. 米国. 航空宇宙のサプライヤーは、チタン部品にJIS SKH51リーマーを使用しました。 50 に 200 ツールごとの穴.
2.3 ギア切削工具
- 例: ホブカッター, シェーピングツール, 自動車や産業用品を製造するためのシェービングツール.
- なぜそれが機能するのか: 精密エッジ保持により、ギアの歯が正確なジオメトリを確保します. ドイツのギアメーカーがJIS SKH51 HOBカッターを使用しました - ギアの品質が向上しました (表面欠陥が少ない) そして、ツールの変更が減少しました 60%.
2.4 硬質材料の機械加工
- 例: 硬化鋼を加工するためのツール (HRCまで 45), ステンレス鋼, またはインコネルのようなスーパーアロイ (航空宇宙で使用されます).
- なぜそれが機能するのか: 超硬い炭化物は、丈夫な材料による摩耗に抵抗します. 中国の自動車メーカーは、硬化したスチールエンジンブロックにJIS SKH51ドリルを使用しました。 100 に 350 穴.
3. JIS SKH51高速鋼の製造技術
JIS SKH51を高性能の切削工具に変えるには、正確に必要です, 専門的な手順. これが段階的な内訳です:
- 溶融: 原材料 (鉄, タングステン, コバルト, 等) 電気弧炉で溶けます (EAF) または1550〜1650°Cの誘導炉. 厳密な制御により、高価値元素の均一な混合が保証されます.
- 鋳造: 溶融鋼は小さなインゴット型に注がれます (5–20 kg) 炭化物の分離のような内部欠陥を避けるため. ゆっくりと冷却 (10–20°C/時間) 穀物構造を改良します.
- 鍛造: インゴットは1100〜1180°Cに加熱され、ハンマーまたはプレスに押し込まれます (例えば。, 10ドリルビット用のx10x100 mm). 鍛造は大きな炭化物を分割します, ツール強度の向上.
- 熱処理: パフォーマンスを最大化するための最も重要なステップ:
- アニーリング: 850〜900°Cに加熱します, 2〜4時間保持します, ゆっくり涼しい. 機械加工のために鋼をHRC 24–28に柔らかくします.
- 予熱: 800〜850°Cに加熱します, 所有 1 時間. 熱衝撃を避けるために、クエンチングのために鋼を準備します.
- オーステナイト化: 1200〜1240°Cに加熱します, 15〜30分保持します. 炭化物を均等に溶解するには重要です.
- 消光: 油や空気で急速に冷やします (ツールサイズに応じて). 鋼をHRC 64–67に強化します.
- トリプルテンピング: 540〜580°Cに再加熱します, 1〜2時間保持します, いいね. 繰り返す 3 時代. 脆性を低下させ、最終的な硬度を設定します (HRC 63–66).
- 機械加工: ほとんどの形状 (ミリング, 掘削) 消光の前に行われます (アニール状態). 最良の結果には、炭化物ツールが推奨されます.
- 研削: 精密CNC研削は鋭い切断エッジと緊密な許容範囲を作成します (リーマーまたはホブカッターの場合は±0.001 mm).
- 表面処理 (オプション):
- コーティング: スズを追加します (窒化チタン) またはTialn (チタンアルミニウム窒化物) 耐摩耗性を高めるためのコーティング50〜100％.
- ニトリッド: 硬い表面層を作成します (HRC 70+) 研磨摩耗に対する特別な保護を必要とするツール用.
4. ケーススタディ: Gear Hobbing ToolsのJIS SKH51
韓国の自動車用品メーカーが問題に直面しました: 彼らの標準的なHSSホブカッターはすべて疲れていました 800 合金スチールギアシャフトを機械加工するとき (HRC 35). 彼らはJIS SKH51 HOBSに切り替えました (Tialnでコーティングされています), そして、これが起こったことです:
- プロセス: ホブは偽造されました, アニール, 歯のジオメトリに機械加工されています, 熱処理 (1220 °Cクエンチング + トリプルテンピング 560 °C), 正確に地面, ティアルでコーティングされています.
- 結果:
- ホブライフが増加しました 3200 ギア (300% 改善) JIS SKH51の赤い硬度とティアーンコーティングに感謝します.
- 機械加工速度はから増加しました 30 に 45 m/my (50% もっと早く), ギアごとの生産時間を削減します 25%.
- ギアの品質が向上しました: RAから歯の表面の粗さが低下しました 1.6 μmからRAへ 0.8 μm (より滑らかなギアは、自動車の送信のノイズを減らします).
- なぜそれが機能するのか: JIS SKH51のタングステンとコバルトは、高い切断温度でホブの硬さを保持しました (500+ °C), ティアーンコーティングがホブ歯とギアスチールの間の摩擦を減らしている間、最小化摩耗.
5. 彼はskh51対. その他の切断材料
JIS SKH51は、切削工具の一般的な代替品と比較してどうですか? 重要なプロパティを評価しましょう:
| 材料 | 硬度 (HRC) | 赤い硬度 (600 °C) | 耐摩耗性 | 加工性 | 料金 (vs. 彼はskh51です) | に最適です |
|---|---|---|---|---|---|---|
| JIS SKH51高速鋼 | 63 - 66 | 素晴らしい | 素晴らしい | 貧しい (硬化) | 100% | ハードメタルの高速切断, ギアホービング |
| 標準HSS (彼はskh40です) | 60 - 63 | 良い | 良い | 公平 (硬化) | 60% | 一般的な切断 (軟鋼, 低速) |
| カーバイドツール | 85 - 90 (HV) | 素晴らしい | とても良い | とても貧しい | 300% | 超高速切断 (50+ m/my), 脆い材料 |
| セラミックツール | 90 - 95 (HV) | 並外れた | とても良い | 非常に貧しい | 500% | スーパーアロイを加工します (例えば。, インコネル), 衝撃の負荷はありません |
| 炭素鋼 (1095) | 55 - 60 | 貧しい | 貧しい | 素晴らしい | 20% | 低速切断 (柔らかい木, プラスチック) |
| 合金鋼 (4140) | 30 - 40 | とても貧しい | 公平 | 素晴らしい | 30% | 非カットツール (例えば。, ツールホルダー, ジグ) |
重要なポイント: JIS SKH51は、赤い硬度の最高のバランスを提供します, 耐摩耗性, ハードメタルの高速切断の靭性. 炭化物やセラミックツールよりも安く、標準のHSSや炭素鋼よりもはるかに耐久性があります。.
JIS SKH51高速鋼に関するYiguテクノロジーの見解
Yiguテクノロジーで, JIS SKH51は、自動車用品のホッキから航空宇宙のスーパーアロイマシニングまで、高性能の切削工具を必要とするクライアントに対する私たちの一番の推奨事項です。. そのユニークな炭化物ブレンドは、最大の問題点を解決します: 高速でのツール軟化, 頻繁な交換につながります. 多くの場合、TialnまたはTICNコーティングとペアリングして、ツールの寿命を50〜100％延長します, クライアントがダウンタイムを削減し、生産性を高めるのを支援します. 精度と効率に焦点を当てたメーカー向け, JIS SKH51は単なるツール素材ではありません。一貫性を達成する方法です, 最も困難な機械加工アプリケーションでの高品質の結果.
JIS SKH51高速鋼に関するFAQ
1. jis skh51は、プラスチックや木材などの非金属材料の機械加工に使用できますか?
JIS SKH51は技術的に有能です, 非金属材料のための過剰です. その高い硬度と赤の硬度は、金属切断用に設計されています, そして、プラスチック/木材にそれを使用することは費用がかかり、不要です. 非金属の場合, 代わりに標準のHSSまたは炭素鋼ツールを選択してください.
2. 最大切断速度JIS SKH51が機械加工合金鋼で処理できるのは何ですか?
JIS SKH51は合金鋼を切断できます (HRC 30–35) 速度で 50 Tialnでコーティングしたときのm/min. コーティングされていないツール用, 過度の摩耗を避けるために、速度を30〜35 m/minに減らすことをお勧めします. 常に切断液を使用して、ツールとワークを冷却します.
3. jis skh51は標準のHSSよりも高価です (彼はskh40です)?
はい, JIS SKH51は、タングステンとコバルトのコンテンツが高いため、JIS SKH40よりも約60〜70％高くなります. しかし、それは投資する価値があります: JIS SKH51ツールは2〜3倍長く続きます, ツールの変更からダウンタイムを短縮します, そして、あなたがより速い速度で機械加工しましょう - 長期的にお金を払う.
