Nak55構造鋼: プロパティ, アプリケーション, 製造ガイド

Nak55 Structural Steelは、精密製造用に合わせたプレミアム合金です, バランスのとれたブレンドで祝われます 優れた耐摩耗性, 高いタフネス, 信頼できる腐食抵抗. その慎重に調整されています 化学組成 - 制御されたクロム付き, モリブデン, そしてバナジウムの追加 - プラスチックの射出型のような要求の厳しい用途に最大の選択肢を作ります, ダイキャスティングツール, 航空宇宙および自動車産業の高性能コンポーネント. このガイドで, その重要な特性を分解します, 実世界の使用, 製造プロセス, そして、それが他の素材とどのように比較されますか, 精度と耐久性の両方を必要とするプロジェクトに選択するのに役立ちます.

1. Nak55構造鋼の主要な材料特性

Nak55のパフォーマンスは、最適化されたものです 化学組成, 精密エンジニアリングタスクに合わせて調整された一貫した物理的および機械的特性を提供する.

化学組成

Nak55のフォーミュラはバランスが取れているため、靭性と耐摩耗性に優先順位を付けます, 重要な要素の固定範囲付き:

炭素含有量: 0.30-0.40% (バランスの強さと タフネス - 大きな型の脆性を避けるのに十分な低さ, 耐摩耗性のために硬い炭化物を形成するのに十分な高さ)
クロム含有量: 3.00-3.50% (保護酸化物層を形成します 良好な腐食抵抗 硬化性を向上させます, 均一な熱処理結果を確保します)
モリブデンの内容: 0.20-0.40% (高温強度と熱疲労抵抗を高めます, 溶融金属にさらされたダイ鋳造カビに最適です)
バナジウム含有量: 0.10-0.20% (粒サイズを洗練します, タフネスを改善します, そして、強化する小さな炭化物バナジウムを形成します 耐摩耗性)
マンガンの内容: 0.20-0.50% (鋼を弱める粗い炭化物を作成せずに硬化性を向上させる)
シリコンコンテンツ: 0.10-0.30% (製造中の脱酸化の援助と高温性能を安定させます)
リン含有量: ≤0.03％ (冷たい脆性を防ぐために厳密に制御されます, 低温環境で使用される金型にとって重要です)
硫黄含有量: ≤0.03％ (タフネスを維持し、形成または機械加工中に亀裂を避けるための超低)

物理的特性

財産	Nak55構造鋼の典型的な値を修正しました
密度	〜7.85 g/cm³ (標準の金型およびコンポーネントデザインと互換性があります)
熱伝導率	〜35 w/(M・k) (20°Cで - ダイカスト型における効率的な熱散逸を可能にします, 熱歪みの削減)
比熱容量	〜0.48 kj/(kg・k) (20°Cで)
熱膨張係数	〜11 x10⁻⁶/°C (20-500°C-精密金型の寸法変化を最小化します, 部品の一貫性を確保します)
磁気特性	強磁性 (すべての熱処理された状態で磁気を保持します, 構造およびツールグレードの鋼と一致しています)

機械的特性

標準的な熱処理後 (アニーリング + 消光 + 焼き戻し), NAK55は、精密アプリケーションに信頼できるパフォーマンスを提供します:

抗張力: 〜1500-1800 MPa (自動車のトランスミッション部品や金型コアなどの負荷をかけるコンポーネントに適しています)
降伏強度: 〜1200-1500 MPa (部品が注射圧力またはキャスト荷重下での永久変形に抵抗することを保証します)
伸長: 〜10-15％ (で 50 MM-金型アセンブリまたはコンポーネントの設置中の亀裂を避けるのに十分な高さ)
硬度 (ロックウェルCスケール): 52-56 HRC (熱処理後 - 耐摩耗性と機械加工性のバランスをとるためのideal; D2ツールスチールよりも柔らかいですが、丈夫です)
疲労強度: 〜700-800 MPa (10°サイクルで - 使用される大量の金型のために批判的です 100,000+ 時代, プラスチック注入ツールのように)
衝撃の靭性: 中程度から高 (室温で〜40-50 j/cm²) - 多くのツールスチールよりも高くなっています, アセンブリストレスに耐える大きな型に適しています.

その他の重要なプロパティ

優れた耐摩耗性: クロムとバナジウムの炭化物は摩耗に耐えます, カビの寿命を延ばします (例えば。, 300,000+ プラスチック射出型のサイクル) およびコンポーネント.
良好な腐食抵抗: クロム酸化物層は、プラスチック樹脂から保護します, 鋳造液をダイ, および軽度の化学物質, 染色または劣化を避けます.
高いタフネス: 硬さとバランスが取れています, したがって、Nak55は圧力のクランプに耐えます (まで 8,000 中サイズの金型のkn) 割れずに.
加工性: 中程度 - 鳴り響くNak55 (硬度〜200-230ブリネル) 炭化物ツールを使用して簡単に機械加工できます; 加熱後の粉砕は、精密仕上げのために簡単です.
溶接性: 注意して - 高合金含有量は亀裂リスクを増加させます; 予熱 (250-300°C) カビの修理やコンポーネントの変更には、ポスト溶けた焼き戻しが必要です.

2. Nak55構造鋼の実際のアプリケーション

Nak55の汎用性とバランスの取れた特性により、精度を要求する産業に最適です, 耐久性, および一貫性. ここに最も一般的な用途があります:

プラスチック射出成形

プラスチック部品の型: 家電用の金型 (例えば。, ラップトップケーシング) Nak55を使用します - タフネス 毎日のクランプサイクルに耐えます, そして 耐食性 プラスチック樹脂化学物質を抵抗します, 部品染色がないことを保証します.
コアおよびキャビティコンポーネント: 精密金型コア (プラスチック部品の小さな穴の場合) NAK55を使用してください - 服装抵抗は厳しい許容範囲を維持します (±0.002 mm) 以上 250,000 サイクル, 欠陥のある部品の減少.

ケースの例: 使用される電子メーカー 420 ラップトップケーシング型用のステンレス鋼 (すべて交換が必要です 180,000 サイクル). 彼らはNak55に切り替えました, コアは続きました 320,000 サイクル (78% 長い) - カットカット金型メンテナンスコスト $35,000 毎年.

キャスティングダイ

金属鋳造用の金型: 亜鉛は鋳造型です (自動車ドアハンドル用) Nak55を使用します - 高温強度 耐性450°C溶融亜鉛, また、熱疲労抵抗は、繰り返し加熱/冷却による割れを避けます.
コアおよびキャビティコンポーネント: アルミニウムダイキャスティングコア (エンジン部品用) Nak55を使用します - 服装抵抗は研磨溶融アルミニウムを処理します, 一貫した部分ジオメトリを確保します 150,000 サイクル.

鍛造とスタンピング

スタンピングダイ: シートメタルスタンピングが死にます (自動車用インテリアブラケット用) Nak55を使用します - 耐摩耗性 金属摩擦に抵抗します, きれいなブラケットの端が確認されます 200,000 スタンピング.
鍛造ダイ: コールドフォーミングダイ (小さなスチールファスナー用) Nak55を使用して、圧力を強制する栄養に耐えます (まで 5,000 kn), 耐摩耗性は死ぬ寿命を延ばします 50% vs. 標準的な炭素鋼.

航空宇宙, 自動車 & 医療産業

航空宇宙産業: 小さな精密成分 (例えば。, 航空機センサーハウジング) Nak55を使用します - 疲労強度 飛行中の振動に抵抗します, 寸法の安定性により、センサーの精度が保証されます.
自動車産業: 高性能コンポーネント (例えば。, トランスミッションギア) Nak55を使用します - 緊張強度はトルクを処理します, 耐摩耗性はギアの劣化を減らします, サービスの寿命を延ばします.
医療産業: 手術器具成分 (例えば。, メスハンドル) Nak55を使用します - 耐食性 オートクレーブの滅菌に耐える, そして、生体適合性により、毒性の浸出が保証されません, 医療安全基準を満たす.

3. Nak55構造鋼の製造技術

NAK55を生産するには、合金バランスを維持し、一貫したパフォーマンスを確保するために精度が必要です. 詳細なプロセスは次のとおりです:

1. 冶金プロセス (組成制御)

電気弧炉 (EAF): 主要な方法 - 鉄鋼のscrap, クロム, モリブデン, バナジウム, 他の合金は1,650〜1,750°Cで溶けます. センサーモニター 化学組成 NAK55の範囲内に要素を維持するため (例えば。, 3.00-3.50% クロム), 腐食と耐摩耗性に重要です.
基本的な酸素炉 (bof): 大規模な生産のために - 爆風炉からのモルテン鉄はスクラップスチールと混合されています; 酸素は炭素含有量を調整します. 酸化を避け、正確な組成を確保するために、合金が爆発後に追加されます.

2. ローリングプロセス

ホットローリング: 溶融合金はインゴットに投げ込まれます, 1,100〜1,200°Cに加熱, そしてプレートに巻き込まれました, バー, またはブロック. ホットローリングは大きな炭化物を分解し、材料を空白に形作ります (例えば。, 400×400 射出型用のMMブロック).
コールドローリング: 薄いコンポーネントに使用されます (例えば。, ダイインサートをスタンピングします) - 表面仕上げと寸法の精度を改善するために、室温でコールドロールします. ロール後アニーリング (700-750°C) 鋼を柔らかくすることにより、機械加工性を回復します.

3. 熱処理 (アプリケーションに合わせて調整されています)

NAK55のバランスの取れた特性のロックを解除するには、熱処理が重要です:

アニーリング: 800-850°Cに加熱され、保持されます 2-3 時間, その後、ゆっくりと冷却されました (50°C/時間) 〜600°Cまで. 硬度を低下させます 200-230 ブリネル, 機械加工可能にし、内部ストレスを緩和します.
消光: 880-920°Cに加熱 (オーステナイト化) と保持されています 30-45 分 (部分の厚さに応じて), その後、オイルで消します. スチールを硬化させます 54-56 HRC; 空気消光 (もっとゆっくり) 歪みを減らしますが、硬度を低下させます 52-54 HRC (大きな型に最適です).
焼き戻し: 450〜500°Cに再加熱 1-2 時間, その後、空冷. バランス タフネス 耐摩耗性 - プラスチック射出型のために批判的です; 過剰な気分を避けます, 硬さを軽減します.
ストレス緩和アニーリング: 必須 - 600〜650°Cに加えて 1 機械加工の1時間 (最終熱処理の前) 切断ストレスを減らすため, 使用中のカビの反りを防ぎます.

4. 形成と表面処理

形成方法:
フォーミングを押します: 油圧プレス (5,000-8,000 トン) nak55プレートをカビの空洞またはコンポーネントブランクに形作る - 熱処理の前に.
機械加工: 炭化物ツールを備えたCNCミルは、複雑な形状を削減します (例えば。, 電子機器用のカビ) アニールされたNak55に - クーリントは過熱を防ぎ、滑らかな表面を保証します.
研削: 熱処理後, ダイヤモンドホイールは、精密部品を改良します (例えば。, 金型コア) raへ 0.05 μm粗さ, プラスチック部品に高品質の仕上げが確保されます.
表面処理:
ニトリッド: 窒素雰囲気で480-520°Cに加熱して、 5-8 μM窒化物層 - ブースト耐摩耗性 25% (ダイや鋳造コアのスタンピングに最適です).
コーティング (PVD/CVD): 窒化チタン (PVD) コーティングはカビの表面に塗布され、プラスチックの粘着性を低下させます, パーツのリリースを改善し、カビの寿命を延ばします.
硬化: 最終熱処理 (消光 + 焼き戻し) ほとんどのアプリケーションでは十分です。追加の表面硬化は必要ありません.

5. 品質管理 (精密保証)

硬度テスト: Rockwell Cテストは、拡張後の硬度を検証します (52-56 HRC) - 保存はアプリケーションのニーズに一致します.
微細構造分析: 顕微鏡下で合金を調べて、均一な炭化物分布を確認します (摩耗や割れを引き起こす大きな炭化物はありません).
寸法検査: 測定機を調整します (CMMS) 部分寸法を±0.001 mmに確認してください。精密金型と航空宇宙コンポーネントのために批判的です.
腐食テスト: 塩スプレーテスト (ASTM B117ごと) 確認する 良好な腐食抵抗 - 樹脂にさらされた医療機器とプラスチック型のための必須.
引張試験: 引張強度を検証します (1500-1800 MPA) そして、降伏強度 (1200-1500 MPA) NAK55仕様を満たすため.

4. ケーススタディ: 自動車の鋳造型のNak55構造鋼

亜鉛ダイ鋳造型にH13ツールスチールを使用した自動車サプライヤー (ドアハンドル用) しかし、2つの問題に直面しました: 後の熱疲労亀裂 120,000 サイクルと高いメンテナンスコスト. 彼らはNak55に切り替えました, 次の結果があります:

熱疲労抵抗: 後に割れない 250,000 サイクル - 寿命は2倍になりました, 交換コストを削減します $60,000 毎年.
部分品質: Nak55の寸法の安定性は、欠陥のあるドアハンドルを減らしました 5% に 1%, 節約 $20,000 材料廃棄物.
コスト削減: にもかかわらず 20% より高い前払い金コスト, サプライヤーが保存しました $75,000 メンテナンス率と欠陥率の低下を介して毎年.

5. Nak55構造鋼Vs. その他の材料

Nak55は、精密アプリケーションの代替鋼や材料と比較してどうですか? それを分解しましょう:

材料	料金 (vs. ネック)	硬度 (HRC)	耐摩耗性	耐食性	タフネス	加工性
Nak55構造鋼	ベース (100%)	52-56	とても良い	良い	高い	適度
A2ツールスチール	85%	52-60	とても良い	公平	適度	良い
D2ツールスチール	95%	60-62	素晴らしい	公平	低い	難しい
H13ツールスチール	110%	58-62	素晴らしい	良い	高い	適度
420 ステンレス鋼	90%	50-55	良い	とても良い	適度	良い

アプリケーションの適合性

プラスチック射出型: Nak55は、靭性と腐食抵抗のバランスをとります。これはA2よりも優れています (公正な腐食) H13よりも安い, 中容量の型に最適です.
鋳造型をダイ: Nak55の熱疲労抵抗は、亜鉛/アルミニウム鋳物のH13を上回る - D2よりも低いコストと簡単な機械加工.
航空宇宙コンポーネント: Nak55の疲労強度と寸法安定性のライバルH13は低コストで - 小さな精密な部品に適している.
医療機器: 420 ステンレス鋼は、耐食性が優れています, しかし、Nak55のより高いタフネスにより、影響に耐える機器ハンドルにとってはより良いものです.

Nak55構造鋼に関するYiguテクノロジーの見解

Yiguテクノロジーで, Nak55は、精密製造のための汎用性の高いソリューションとして際立っています. そのバランス 耐摩耗性, タフネス, 腐食抵抗は、プラスチック製の成形のクライアントに最適です, 自動車ダイキャスティング, と航空宇宙. 中程度の容量の金型とコンポーネントには、A2を上回る場所にNAK55をお勧めします (より良いタフネス) H13よりも優れた価値を提供します. 基本的な鋼よりも費用がかかります, その長寿命と低メンテナンスは、私たちの持続可能な目標と一致しています, 精度と耐久性の両方を要求する産業向けの費用効率の高いソリューション.