O2ツールスチール: プロパティ, アプリケーション, および製造ガイド

O2ツールスチールは、バランスのとれたブレンドで祝われる汎用性の高いコールドワークツールスチールです 優れた耐摩耗性, 信頼できる強さ, および実用的な機密性. その慎重に調整されています 化学組成 - 中程度の炭素と低いクロム含有量がある - それは、切削工具に費用対効果の高い選択肢であることを推測します, 形成ダイ, 航空宇宙の高強度成分, 自動車, および機械工学. 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, ユーザビリティに妥協することなく耐久性を要求するプロジェクトのために選択するのに役立ちます.

1. O2ツールスチールの主要な材料特性

O2ツールスチールの性能は、最適化されたものです 化学組成, これにより、冷静な作業と精密な切断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が提供されます.

化学組成

O2の式は、耐摩耗性と靭性を優先します, 重要な要素の固定範囲付き:

• 炭素含有量: 0.90-1.05% (硬い炭化物を形成するのに十分な高さ 優れた耐摩耗性, 寒さの形成のための中程度の靭性を維持するのに十分低い)
• クロム含有量: 0.40-0.60% (他のツール鋼と比較して低い - 機械加工性を低下させることなく、硬化性がわずかに強い)
• マンガンの内容: 0.20-0.40% (鋼を弱める粗い炭化物を作成することなく、硬化性と引張強度を高める)
• シリコンコンテンツ: 0.15-0.35% (製造中の脱酸化の援助と機械的特性を安定させます)
• 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ツールにとって重要です)
• 硫黄含有量: ≤0.03％ (維持するための超低 タフネス 形成中や機械加工中にひび割れを避けてください)

物理的特性

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), O2は、コールドワーク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: 〜1800-2200 MPa (負荷をかける切断工具や形成ダイに適しています)
• 降伏強度: 〜1500-1800 MPa (ツールは、冷たい形成の圧力または切断荷重の下で永久的な変形に抵抗することを保証します)
• 伸長: 〜10-15％ (で 50 MM - モデレート延性, ツールアセンブリや光の衝撃中の割れを避けるのに十分)
• 硬度 (ロックウェルCスケール): 60-65 HRC (熱処理後 - 耐摩耗性とエッジ保持のバランスをとるためのideal; A2ツールスチールよりも硬いが、D2よりも機械加工可能)
• 疲労強度: 〜700-800 MPa (10℃のサイクルで - 繰り返し使用される大量の切削工具のために批判的です, 生産ラインフライスカッターのように)
• 衝撃の靭性: 適度 (室温で〜30-40 j/cm²) - a2よりも低いが、d2よりも高い, 非影響力のないコールドワークタスクに適しています.

その他の重要なプロパティ

• 優れた耐摩耗性: 炭素ベースの炭化物は摩耗に耐えます, ツールの寿命を延ばします (例えば。, 200,000+ スタンピングダイのサイクル) 交換頻度を減らします.
• 良いタフネス: 硬さとバランスが取れています, したがって、O2は冷たい形成の圧力に耐えます (まで 6,000 小さなスタンピングダイのkn) チッピングなし.
• 加工性: 良い (熱処理の前) - 発生したO2 (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、精密なエッジの場合は簡単です.
• 溶接性: 注意して、高炭素含有量は亀裂リスクを増加させます; 予熱 (250-300°C) そして、ツールの修理や変更には、溶けた後の焼き戻しが必要です.

2. O2ツールスチールの実際のアプリケーション

O2の汎用性と費用対効果は、信頼性の高いコールドワークパフォーマンスを要求する業界にとって理想的です. ここに最も一般的な用途があります:

切削工具

• ミリングカッター: 軟鋼またはアルミニウム使用の機械加工用のエンドミルO2—耐摩耗性 シャープネスを維持します 30% 低炭素鋼よりも長い, 調節時間の短縮.
• ターニングツール: 非鉄金属を回すための旋盤ツール (例えば。, 真鍮または銅) O2-屋根は光振動に抵抗します, 滑らかな表面仕上げを確保します.
• ブローチ: 柔らかい鋼部品を形作るための内部ブローチ (例えば。, 歯の歯) O2を使用してください, 耐摩耗性により、一貫したカットが保証されます 15,000+ 部品.
• リーマー: 中耐性穴を作成するための精度リーマー (±0.005 mm) O2-エッジ保持は、穴の精度を維持します 10,000+ リーム.

ケースの例: 小さな機械工場では、アルミニウムターニングツールに低炭素鋼を使用していましたが、その後鈍化しました 500 部品. 彼らはO2に切り替えました, そしてツールが続きました 1,200 部品 (140% 長い) - カットツールの交換コスト $12,000 毎年.

ツールの形成

• パンチ: 板金用のコールドパンチツール (例えば。, スチールブラケットに穴を作成します) O2を使用します - 耐摩耗性 ハンドル 150,000+ エッジウェアなしでパンチ, 欠陥のある部品の減少.
• 死ぬ: 小さな金属部品のスタンピングが死にます (例えば。, 電子コネクタ) O2-スタンドズスタンドのスタンピング圧力を使用します (まで 4,000 kn), 加工性により、複雑なダイキャビティが可能になります.
• スタンピングツール: 薄いスチールシート用の細かいスタンピングツール (例えば。, 洗濯機の生産) O2—ハードを使用します (60-65 HRC) きれいに保証します, バーなしエッジ.

航空宇宙, 自動車 & 機械工学

• 航空宇宙産業: 小さな精密成分 (例えば。, 軽量ブラケットファスナー) O2を使用します - 抗張力 構造負荷をサポートします, 寸法の安定性は、他の部分に適合します.
• 自動車産業: 低ストレスコンポーネント (例えば。, インテリアトリムファスナー) O2を使用して、抵抗性は振動からの分解を減らします, コンポーネント寿命を拡張します.
• 機械工学: 軽機間用の小さなギアとシャフト (例えば。, コンベアシステム) O2-脂肪強度を使用して、繰り返しストレスに抵抗します, 費用対効果は大量生産に適しています.

3. O2ツールスチールの製造技術

O2を生成するには、化学物質のバランスを維持し、一貫したコールドワーク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, 炭素, 少量のクロムは1,650〜1,750°Cで溶けます. センサーモニター 化学組成 O2の範囲内に要素を保つため (例えば。, 0.90-1.05% 炭素), 耐摩耗性にとって重要です.
• 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、クロム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, バーに転がります, プレート, またはワイヤー. ホットローリングは大きな炭化物を分解し、材料をツールブランクに形作ります (例えば。, 300×300 スタンピングダイ用のMMブロック).
• コールドローリング: 薄いツールコンポーネントに使用されます (例えば。, 小さなパンチブランク) - 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 (コールドワークのニーズに合わせて調整されました)

O2の耐摩耗性と靭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: 860-900°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 63-65 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 60-62 HRC (大規模なダイに最適です).
• 焼き戻し: 180〜220°Cに再加熱されます 1-2 時間, その後、空冷. 最大化 耐摩耗性 中程度の靭性を保持しながら - 切削工具のために重要です; 高温の温度 (250-300°C) ダイを形成する際のより多くのタフネスに使用できます.
• 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, 使用中のツールワーピングの防止.

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 (4,000-6,000 トン) o2プレートをダイキャビティまたはツールブランクに形作る - 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。, ミリングカッターの歯) アニールされたO2 -Coolantは過熱を防ぎ、滑らかなエッジを保証します.
• 研削: 熱処理後, ダイヤモンドホイールは、精密ツールを改良します (例えば。, リーマーエッジ) raへ 0.05 μm粗さ, シャープを確保します, 一貫した切断面.
• 表面処理:
• ニトリッド: 窒素雰囲気で500〜550°Cに加熱されて、 5-8 μM窒化物層 - ブースト耐摩耗性 25% (ダイや使用済みの切削工具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、切削工具表面に適用されます。摩擦を減らします, アルミニウムまたは軟鋼の機械加工のためにツール寿命を2倍延長する.
• 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 (パフォーマンス保証)

• 硬度テスト: Rockwell Cテストは、拡張後の硬度を検証します (60-65 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 (ツールチッピング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) ±0.001 mmのツール寸法を確認してください - リーマーのような精密な切削工具のために批判.
• テストを着用してください: コールドカットをシミュレートします (例えば。, アルミニウムの機械加工 300 m/my) ツールの寿命を測定するには、O2の維持は耐久性の期待を満たします.
• 引張試験: 引張強度を検証します (1800-2200 MPA) そして、降伏強度 (1500-1800 MPA) O2仕様を満たすため.

4. ケーススタディ: 板金スタンピングのO2ツールスチール

シートメタルスタンピングダイにA2ツールスチールを使用した小さな自動車部品メーカー (インテリアブラケット用) しかし、2つの問題に直面しました: 高加工コスト (A2の加工性が低いため) そしてその後の摩耗 100,000 サイクル. 彼らはO2に切り替えました, 次の結果があります:

• 機械加工コスト: O2の機械加工により、CNCミリング時間が短縮されました 20%, 節約 $8,000 毎年労働しています.
• 死ぬ: O2が続きました 180,000 サイクル (80% A2より長い) - ダイの交換コストをカットします $15,000 毎年.
• コスト削減: 同様の先行材料コストにもかかわらず, メーカーは保存しました $23,000 より低い機械加工および交換費用を介して毎年.

5. O2ツールスチール対. その他の材料

O2は、コールドワークアプリケーション用の代替ツール鋼や材料と比較してどうですか? それを分解しましょう:

アプリケーションの適合性

• コールドフォーミングは死にます: O2バランス耐摩耗性と機密性 - D2よりも優れています (機械加工が簡単です) M2よりも安い, 小規模から中程度のスタンピングダイに最適です.
• 非鉄切削工具: O2はアウトパフォームします 420 ステンレス鋼 (より高い硬度) アルミニウム/銅加工の場合 - 低から中程度の切断速度の場合はM2よりも費用対効果が高い.
• 精密コンポーネント: O2の寸法安定性は、A2を低コストでライバルにします。航空宇宙または中程度の強度を必要とする自動車ファスナーに適しています.

O2ツールスチールに関するYiguテクノロジーの見解

Yiguテクノロジーで, O2は、コールドワークおよび低から中程度の速度切断タスクのための費用対効果の高いソリューションとして際立っています. その 優れた耐摩耗性, 優れた機械性, バランスのとれたタフネスは、小規模メーカーや大量生産ラインにも理想的です. シートメタルスタンピングダイにはO2をお勧めします, 非鉄切削工具, 精密コンポーネント - D2を上回る場所 (機械加工が簡単です) M2よりも優れた価値を提供します. H13またはM2の高温性能がありませんが, その手頃な価格と信頼性は、持続可能なという目標と一致しています, コールドワークの製造ニーズのための予算に優しいソリューション.

よくある質問

1. O2ツールスチールは、ハードメタルを加工するのに適しています (例えば。, 硬化した鋼)?

O2は、柔らかい硬度の硬度金属に最適です (≤30HRC, アルミニウムや軟鋼のように). 硬化鋼用 (50 HRC以上), D2またはM2を選択します。炭化物の含有量が高く、硬い材料の機械加工のための耐摩耗性が高くなります.

2. O2はホットワークアプリケーションに使用できますか (例えば。, ホットスタンピング)?

いいえ-O2の硬さは低く、300°Cを超える温度で柔らかくなります. ホットワークタスク用 (例えば。, ホットスタンピングまたは鍛造), H13ツールスチールを使用します, 高温で硬度を保持します.

3. Stamping DiesのA2とO2をどのように比較しますか?

O2は硬度が高くなります (60-65 HRC対. A2 52-60 HRC) そして、より良い耐摩耗性, 大量のスタンピングのために長持ちします. A2には靭性が高くなっています, したがって、重いインパクトスタンピングに適しています。光から中程度の衝撃のためにO2を選択してください, 大量のタスク.