S1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

S1 Tool Steelは、バランスのとれたブレンドで祝われる多目的な低合金のコールドワークスチールです 良い耐摩耗性, 高いタフネス, 優れた機械性 - 調整によって可能になった特徴 化学組成 (中程度の炭素, クロム, とマンガンの追加). 高合金ツール鋼とは異なり (例えば。, D2またはM2), 使いやすさと費用対効果を優先します, 低から中程度のストレス切断ツールに最適です, 形成ダイ, 航空宇宙の精密成分, 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, 過度のコストなしで信頼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. S1ツールスチールの主要な材料特性

S1のパフォーマンスは最適化されています 化学組成, コールドワークと軽い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を提供します.

化学組成

S1の式は、靭性と機械加工性を優先します, 重要な要素の固定範囲付き:

炭素含有量: 0.40-0.50% (維持するのに十分低い 高いタフネス 形成するために, 小さな炭化物を形成するのに十分な高さ 良い耐摩耗性)
クロム含有量: 0.50-0.70% (適度な添加により、硬化性と軽度の耐食性が向上します, 機械加工性を低下させることなく)
マンガンの内容: 0.50-0.80% (引張強度と硬化性を高めます, 均一な熱処理結果を確保します)
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％ (靭性を維持し、機械加工中や形成中の亀裂を避けるための超低)

物理的特性

財産	S1ツールスチールの典型的な値を修正しました
密度	〜7.85 g/cm³ (標準ツールとコンポーネントの設計と互換性があります)
熱伝導率	〜35 w/(M・k) (20°Cで - 光切断中の効率的な熱放散, ツールの過熱を減らす)
比熱容量	〜0.48 kj/(kg・k) (20°Cで)
熱膨張係数	〜11 x10⁻⁶/°C (20-500°C-精密ツールの次元の変化を最小化します, 一貫した部分品質を確保します)
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, コールドワークツール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), S1は、低から中程度のストレス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: 〜1000-1200 MPa (軽い切削工具や低ストレス形成ダイに適しています)
降伏強度: 〜800-1000 MPa (ツールは、冷たい形成圧力または軽量の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: 〜15-20％ (で 50 MM - ほとんどのツール鋼よりも高くなっています, 割れずに複雑な形状を簡単に機械加工できるようにします)
硬度 (ロックウェルCスケール): 50-55 HRC (熱処理後 - 耐摩耗性と靭性のバランスをとるためのideal; A2よりも柔らかいが、延性が多い)
疲労強度: 〜500-600 MPa (10°サイクルで - 使用される中容量ツールのために批判的です 50,000+ 時代, 小さなスタンピングが死ぬように)
衝撃の靭性: 中程度から高 (室温で〜50-60 j/cm²) - A2より高くなっています, D2, またはM2, マイナーな影響に耐えるツールに適しています (例えば。, 手動切削工具).

その他の重要なプロパティ

良い耐摩耗性: 炭素とクロム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。, 100,000+ 小さな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: その低合金組成は延性を保持します, したがって、S1は冷たい形成の圧力に耐えます (まで 4,000 小さなダイのためにkn) チッピングなし.
加工性: 良い (熱処理の前) - 発生したS1 (硬度〜180-220ブリネル) 高速スチールで簡単に機械加工できます (HSS) またはカーバイドツール; 加熱後の粉砕は、精密なエッジの場合は簡単です.
溶接性: 注意すると、炭素炭素含有量は予熱する必要があります (200-250°C) ひび割れを避けるために、歓迎後の気性, ツールの変更のために修理可能にします.

2. S1ツールスチールの実際のアプリケーション

S1の汎用性, 手頃な価格, タフネスは、光から中間ストレスのタスクに信頼できる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: ソフトメタルを加工するための小さなエンドミル (例えば。, アルミニウムまたは真鍮) S1を使用 - 良い耐摩耗性 の鋭さを維持します 500+ 部品, 加工性により、カスタムカッターのジオメトリが可能になります.
ターニングツール: 愛好家や小型バッチのメタルワークを使用するための手動旋盤ツールS1-雑音は偶発的な影響に抵抗します, 手頃な価格は、少量のプロジェクトに適しています.
ブローチ: プラスチックまたは柔らかい鋼部品を形作るための小さな内部ブローチ (例えば。, おもちゃのギア) S1を使用してください, 抵抗ハンドルを摩耗させます 10,000+ 部品.
リーマー: 中耐性リーマー (±0.01 mm) 木工またはプラスチック部品を使用するにはS1を使用します。.

ケースの例: 小さな機械工場は、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、その後に鈍く直面しました 200 部品. 彼らはS1に切り替えました, そしてツールが続きました 600 部品 (200% 長い) - カットツールの交換コスト $8,000 毎年.

ツールの形成

パンチ: 板金用の小さなコールドパンチツール (例えば。, アルミニウムブラケットに穴を作成します) S1を使用 - タフネス マニュアルまたは低速パンチングに耐えます, 抵抗ハンドルを摩耗させます 80,000+ パンチ.
死ぬ: 薄いプラスチックシートでスタンピングが死にます (例えば。, パッケージまたはラベル) S1を使用してください - マチン可能性により、複雑なダイキャビティが可能になります, タフネスは、ダイアセンブリ中にひび割れを避けます.
スタンピングツール: 愛好家または小さなバッチスタンピングツール (例えば。, ジュエリーメーカー) S1- Andordabilityの低生産性のニーズを使用します, そして、靭性は時折の不整合に抵抗します.

航空宇宙, 自動車 & 機械工学

航空宇宙産業: 小さな非負荷含有コンポーネント (例えば。, 航空機のインテリアファスナー) S1を使用 - 寸法安定性 フィットを保証します, 加工性により、組み立ての緊密な許容範囲が可能になります.
自動車産業: 低ストレスコンポーネント (例えば。, プラスチック製のトリムファスナーまたはゴム製シール型) S1—張りの粘着型カビのクランプ圧力を使用します, 費用対効果は大量生産に適しています.
機械工学: 軽機間用の小さなギアとシャフト (例えば。, 家電製品) S1-脂肪強度を使用して、繰り返されるストレスに抵抗します, 手頃な価格はコンポーネントコストを削減します.

3. S1ツールスチールの製造技術

S1を生産するには、化学物質のバランスを維持し、一貫したコールドワークの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1,600〜1,700°Cで溶けます. センサーモニター 化学組成 要素をS1の範囲内に保つため (例えば。, 0.40-0.50% 炭素), 靭性と耐摩耗性のバランスをとるために重要です.
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、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, 1,050-1,150°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。, 200×200 小さなダイ用の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。, ブランク) - 表面仕上げを改善するために、室温でコールドロールします. ロール後アニーリング (650-700°C) その後の機械加工のために鋼を柔らかくします.

3. 熱処理 (タフネスに合わせた)

S1の熱処理は、極端な硬度よりも靭性を優先します, 光から中間のストレスタスクに適しています:

アニーリング: 750-800°Cに加熱されます 2-3 時間, ゆっくりと約600°Cまで冷却します. 硬度を低下させます 180-220 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: 820-860°Cに加熱 (オーステナイト化) のために 20-30 分, オイルで消光されました. スチールを硬化させます 55-58 HRC-服の消光 (vs. D2) タフネスを保持します.
焼き戻し: 250〜300°Cに再加熱しました 1-2 時間, 空冷. 硬度を低下させます 50-55 HRC-耐摩耗性と靭性のバランス; 高温の温度 (350-400°C) 余分な延性に使用できます.
ストレス緩和アニーリング: 機械加工後に適用されます - 550〜600°Cに加えて 1 切断ストレスを減らす時間, 最終熱処理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: 小さな油圧プレス (2,000-3,000 トン) S1ブランクをダイやツールの輪郭に形作る - 熱処理の前に.
機械加工: CNCミルまたは手動旋盤はS1をツールの形にカットします (例えば。, リーマーフルートまたはパンチのヒント)—HSSツールは、アニールされたS1で動作します, 加工コストの削減.
研削: 熱処理後, アルミニウム酸化物のホイールは、ツールのエッジをRAに改良します 0.1 μM粗さ - 中耐性アプリケーションに適しています.
表面処理:
ニトリッド: 窒素雰囲気で480-520°Cに加熱して、 3-5 μM窒化物層 - ブースト耐摩耗性 20% (大量のスタンピングダイに最適です).
コーティング (PVD/CVD): 薄窒化薄いチタン (PVD) コーティングは、切削工具でオプションであり、摩擦を減らします, アルミニウム加工のためにツールの寿命を1.5倍延長します.
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 (パフォーマンスと手頃な価格の保証)

硬度テスト: Rockwell Cテストは、拡張後の硬度を検証します (50-55 HRC) - ツールのパフォーマンスのための保存の一貫性.
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 (機械加工の問題やツールの障害を引き起こす大きな炭化物はありません).
寸法検査: キャリパーまたは調整測定機 (CMMS) ±0.005 mmのツール寸法を確認してください - プラスチック部品型のような中耐性アプリケーションのために批判.
テストを着用してください: コールドフォーミングをシミュレートします (例えば。, アルミニウムシートのスタンピング) ツールの寿命を測定するには、ターゲットアプリケーションの耐久性の期待を維持するために.
引張試験: 引張強度を検証します (1000-1200 MPA) そして、降伏強度 (800-1000 MPA) S1仕様を満たすため.

4. ケーススタディ: 小バッチスタンピングのS1ツールスチールは死にます

薄いアルミニウムコネクタにスタンプするためにA2ツールスチールを使用した小型の電子メーカー (10,000 部品/年) 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) 偶発的な衝撃からのひび割れ. 彼らはS1に切り替えました, 次の結果があります:

機械加工コスト: S1の機械加工により、CNC時間が短縮されました 30%, 節約 $5,000 毎年労働しています.
耐久性: S1のより高いタフネスは、ひび割れを排除しました 15,000 に 30,000 部品 (100% 長い), 交換費用を削減します $4,000 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 $9,000 毎年 - 小型バッチの生産マージンについては批判的です.

5. S1 Tool Steel Vs. その他の材料

S1は、代替ツールの鋼と光から中央部のストレス用途の材料と比較していますか? それを分解しましょう:

材料	料金 (vs. S1)	硬度 (HRC)	耐摩耗性	タフネス	加工性
S1ツールスチール	ベース (100%)	50-55	良い	高い	良い
A2ツールスチール	120%	52-60	とても良い	適度	良い
D2ツールスチール	150%	60-62	素晴らしい	低い	難しい
M2ツールスチール	200%	62-68	素晴らしい	適度	良い
420 ステンレス鋼	130%	50-55	良い	適度	良い

アプリケーションの適合性

小型バッチ切削工具: S1の手頃な価格と機械加工性は、A2/D2を上回ります (低コスト) そして 420 ステンレス鋼 (より良いタフネス), 愛好家や小さなお店に最適です.
軽い形成が死ぬ: S1の高いタフネスは、マニュアルまたは低速スタンピングに適したマイナーな衝撃に耐えるダイの場合、A2/D2よりも優れています.
非ロードベアリングコンポーネント: S1の費用対効果と次元の安定性のライバル 420 ステンレス鋼 - 自動車または航空宇宙の内部部品に合わせて.
愛好家ツール: S1のパフォーマンスと手頃な価格のバランスはM2よりも優れています (高すぎます) 非営利目的のため.

S1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, S1は費用対効果として際立っています, 光から中間のストレスタスクのためのユーザーフレンドリーなソリューション. その 高いタフネス, 優れた機械性, 手頃な価格では、小規模メーカーにとって理想的です, 愛好家, 低バッチの生産. 小さなスタンピングダイにはS1をお勧めします, 手動切削工具, 非荷重ベアリングコンポーネント - A2/D2よりも優れています (より良いタフネス) より多くの価値を提供します 420 ステンレス鋼. 高合金の鋼の極端な耐摩耗性はありませんが, その汎用性と低コストは、アクセス可能な目標と一致しています, 多様なニーズのための信頼できる製造ソリューション.