ST12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

ST12ツールスチールは低炭素です, 例外的なことで有名な汎用ツールスチール 形成性, 加工性, および費用対効果 - シンプルでありながら最適化された形状の特徴 化学組成 (低炭素, 制御不純物). 高合金ツール鋼とは異なり, ST12は、極端な硬度よりも作業性を優先します, 低から中程度のストレスツール作成に最適です, 機械コンポーネント, 精密形成と簡単な機械加工が最も重要な自動車部品. 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, 実用性と効率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. ST12ツールスチールの主要な材料特性

ST12のパフォーマンスは、低炭素組成とバランスのとれた特性にあります, これにより、軽量ツールとコンポーネントアプリケーションのために十分な強度を保持しながら簡単に形作ることができます.

化学組成

ST12のフォーミュラは、作業性と一貫性に焦点を当てています, 信頼できるパフォーマンスを確保するための不純物の厳格な制限があります:

• 炭素 (c): ≤0.12％ (最大化するための超低 形成性 そして 加工性, 深い描かれたダイのような複雑な形状を有効にします)
• マンガン (Mn): ≤0.50％ (控えめな追加は、寒い作業性を損なうことなく引張強度を高めます)
• シリコン (そして): ≤0.35％ (鋼製造中のエイズの脱酸化とバッチ全体の機械的特性を安定させる)
• 硫黄 (s): ≤0.050％ (製造中の熱い亀裂を避けるために制御されます, わずかに改善されていますが)
• リン (p): ≤0.045％ (冷たい脆性を防ぐために厳密に制限されています, 低温環境で使用されるツールにとって重要です)
• トレース要素: 鉄 (バランス) 最小限の残差要素を備えています (例えば。, 銅, ニッケル) 表面欠陥または一貫性のない形成を避けるため.

物理的特性

機械的特性

ST12の低炭素性と加工により柔らかく実行可能になります, それでも、軽量使用に十分な強度を提供しています:

• 抗張力: 〜300-400 MPa (薄い材料のために、シアーやスタンピングダイなどの低ストレスツールに十分な)
• 降伏強度: 〜180-260 MPa (簡単に寒い形成に十分な低さ, ツールの使用後に形状を保持するのに十分な高さ)
• 硬度 (ブリネル): 60-90 HB (アニール状態 - 機械加工のために柔らかく柔らかい; に増やすことができます 120-150 マイナーな耐摩耗性のためのコールド作業によるHB)
• 延性:
• 伸長: 〜28-38％ (で 50 MM - 深い描画のための発例, 湾曲したダイのような複雑なツール形状を有効にします)
• 面積の削減: 〜55-65％ (形成中の優れた靭性を示します, 狭い曲がり角でもひび割れを避けます)
• 衝撃の靭性 (シャルピーv-notch, 20°C): 〜50-70 d/cm² (軽量ツールに最適です, 偶発的な小さな影響からの破損を防ぐ)
• 疲労抵抗: 〜140-200 MPa (10℃のサイクル - 手動パンチや単純なダイなどの静的または低ダイナミックツールに適しています)

その他のプロパティ

• 耐食性: 低い (さび保護のための合金の追加はありません; 絵画や屋外での使用のために亜鉛メッキなどの表面処理が必要です)
• 溶接性: 素晴らしい (超低炭素含有量により、一般的な方法で溶接が可能になります, ティグ, アーク溶接 - 薄いセクションの予熱なしで <5 mm)
• 加工性: 並外れた (柔らかさと均一な穀物構造により、高速CNC加工が可能になります, 掘削, そして、最小限のツール摩耗でタッピングします 25% vs. 合金鋼)
• 形成性: 例外的 (薄いゲージから中程度のゲージで可能なコールドフォーミング; 割れずに90°以下に曲げることができます, カスタムツールの形状に最適です)
• 表面仕上げ: スムーズ (コールドワークの後 - ra 0.8-3.2 μm—非科学ツールの最小限の後処理を要求します, 生産コストの削減)

2. ST12ツールスチールの実際のアプリケーション

ST12の作業性と手頃な価格は、低から中程度のストレスツールとコンポーネントを迅速かつコスト効率の高いものにする必要がある産業の定番となっています。. ここに最も一般的な用途があります:

ツールメイキング

• パンチ: 薄い材料の手動または低速パンチ (例えば。, 紙, 厚紙, または薄いアルミニウムシート) ST12を使用します - 形成性 カスタムパンチの形状を有効にします, そして 加工性 高速チップシャープニングを可能にします.
• 死ぬ: 軽量部品のシンプルなスタンピングが死にます (例えば。, プラスチックのおもちゃのコンポーネントまたは薄い金属ブラケット) ST12を使用します - 延性 スタンピング中にダイクラッキングを回避します, 低コストスーツスモールバッチダイプロダクション.
• せん断: 布を切断するためのハンドヘルドまたはベンチトップのせん断, 薄い金属, またはプラスチック使用ST12—タフネス ブレードの曲げに抵抗します, そして、簡単にシャープにして、ツールの寿命が延長されます.
• 切削工具: 柔らかい材料用の低速切削工具 (例えば。, 木材, プラスチック, または泡) ST12を使用します - 加工性 正確なエッジ研削を可能にします, 手頃な価格は、使い捨てや低使用のツールに最適です.

ケースの例: 小さなツールショップでは、手動紙パンチに合金鋼を使用しましたが、機械加工コストが高くなり、生産が遅くなりました. ST12に切り替えて、機械加工時間 30% 材料コストを40％削減しました。これにより、ショップが生産を2倍にしながら、ユニットごとのコストを削減します。 $2.

機械工学

• シャフト: 小さい, 光機械用の低負荷シャフト (例えば。, 家電モーターまたはコンベアアイドラー) ST12を使用します - 加工性 正確な直径の回転を可能にします, そして 形成性 シンプルなキーウェイカットを可能にします.
• ギア: 小型デバイス用の低トルクギア (例えば。, おもちゃの車やオフィス機器) ST12を使用します - 加工性 滑らかなギアの歯を作成します, 低コストのスーツ大量, 低ストレスギア生産.
• 機械部品: シンプルなブラケット, カバー, 軽い産業機器のサポートST12-形成性 カスタムシェイプがタイトなスペースに合うようにします, そして 溶接性 アセンブリを簡素化します.
• 産業用具: 低ストレスコンポーネント (例えば。, 手動ツールまたは小さなプーリーホイール用のハンドルバー) ST12を使用します - タフネス 小さな影響に抵抗します, 手頃な価格は機器のコストを削減します.

自動車産業

• エンジンコンポーネント: 非荷重エンジン部品 (例えば。, プラスチックエンジンカバーブラケットまたは小さなセンサーハウジング) ST12を使用します - 形成性 複雑な取り付け形状を有効にします, そして 加工性 ファスナーの高速穴掘削が可能になります.
• トランスミッションパーツ: 軽量トランスミッションカバーまたは小さなリンケージコンポーネントST12を使用します - 溶接性 アセンブリを他の部品に簡素化します, 重量が少ないと、透過量全体が減少します.
• 車軸: 軽量車用の小さな車軸 (例えば。, ゴルフカートまたは小さなユーティリティカート) ST12を使用します - 抗張力 ライトロードを処理します, また、簡単に機械加工すると、車軸エンドスレッドが可能になります.
• サスペンションコンポーネント: 非荷重をかけるサスペンションブラケットまたはダストカバーST12を使用します - 形成性 サスペンションパーツの周りに収まります, 低コストのスーツ大量生産.

その他のアプリケーション

• 電気機器: 小さな電気エンクロージャー, 端子ブロック, またはワイヤーガイドはst12を使用します - 加工性 ワイヤーの正確な切り抜きを可能にします, そして 形成性 カスタムエンクロージャーの形状を有効にします.
• 農業機械: 低ストレス部品 (例えば。, 小さなハンドルブラケットまたはツールストレージクリップ) ST12を使用します - タフネス Farmyardの小さな影響に抵抗します, 手頃な価格は機械のメンテナンスコストを削減します.
• 建設機械: 軽量コンポーネント (例えば。, 小型のツールホルダーまたは機器カバー) ST12を使用します - 溶接性 大きな機械に取り付けられます, そして、簡単に修理してダウンタイムが低下します.

3. ST12ツールスチールの製造技術

ST12の生成は、炭素組成の低いため、簡単です, 制御された処理を介して作業性を最大化することに焦点を当てています. 詳細なプロセスは次のとおりです:

1. スチール製造

• 基本的な酸素炉 (bof): 主要な方法 - 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0.12％以下に調整します. 合金 (マンガン, シリコン) 構成基準を満たすために少量で追加されます, 厳格な不純物制御 (s≤0.050％, p≤0.045％).
• 電気弧炉 (EAF): 小さなバッチの場合、1600〜1700°Cでscrap鋼を溶かします, 最小限の合金添加. リアルタイムセンサーは、炭素と不純物のレベルがST12の仕様内にとどまることを保証します, 作業性にとって重要です.
• 継続的なキャスト: 溶融鋼は薄いスラブに投げ込まれます (100-200 厚さmm) 連続したキャスターを介して、速くて一貫性があります, 形成に影響を与える可能性のある均一な厚さと最小限の内部欠陥を確保する.

2. ホットワーキング (リアコールドワーキングの準備)

• ホットローリング: 連続鋳造スラブは1100-1200°Cに加熱され、ホットロールコイルまたはプレートに巻き込まれます (2-10 厚さmm). これにより、厚さが減少し、初期粒子構造が洗練されます, コールドワーキングのためにスチールを準備します.
• アニーリング: ホットロールスチールは、650〜750°Cに加熱されます 2-4 時間, 遅いクーリング. これにより、素材が柔らかくなります (HBへ 60-90), ホットローリングから内部ストレスを排除します, その後のコールドワークの形成性を最大化します.

3. コールドワーク (ST12の作業性の鍵)

• コールドローリング: アニール鋼は、室温で冷たいローリングミルを通過します, 厚さを目的のゲージに減らす (0.5-5 mm). コールドローリングは表面仕上げを改善します (ra 0.8-3.2 μm) そして、強度をわずかに増加させます (緊張強度 400 MPA) 延性を保持しながら.
• コールドドローイング: ロッドまたはワイヤー用 (小さなパンチまたはシャフトに使用されます), コールドドローイングは、室温でダイを介して鋼を引っ張り、直径を減らし、寸法精度を向上させます。.
• コールドフォーミング: スチールは単純な形に押し込まれます (例えば。, 頭をパンチするか死ぬ) 室温で - 大量のツールの高速で費用対効果が高い, 焦げた熱処理は必要ありません.
• スタンピング: 高速スタンピングプレスは、コールドロールされたST12をツールコンポーネントに形作ります (例えば。, 死体またはせん断刃) - 形成性 ワンステップスタンピングを有効にします, 生産時間を削減します 30% vs. ホットフォーミング.
• 精密機械加工: CNCミルまたはレーザーカッターはst12を最終ツール形状に形作ります (例えば。, パンチのヒントまたはキャビティ) - 加工性 速く許可します, 標準の高速鋼工具を備えた正確なカット, 高価な炭化物ツールは必要ありません.

4. 熱処理 (オプション, ターゲット強度の場合)

• アニーリング: 前に述べたように、コールドワーキングまたはマシンをする前に鋼鉄を柔らかくするために使用してください, 最大の形成性を確保します.
• 表面硬化: 低温浸炭 (700-800°C) 表面の硬度を高めるために使用できます (に 150-180 HB) ツールのヒントや摩耗が発生しやすい領域については、ツールライフを拡張します 20% 軽量使用のため.
• ストレス緩和アニーリング: コールドワークまたは溶接後に適用されます 1 時間, 遅いクーリング. 残留応力を減らします, 保管または使用中のツールワーピングの防止.

5. 表面処理 (耐久性の向上)

• 絵画: スプレーペインティングまたはパウダーコーティングは、水分にさらされたツールまたはコンポーネントに使用されます (例えば。, 屋外機械ブラケット) - 再ventsは錆び、サービスの寿命を延ばします 5+ 年.
• 亜鉛メッキ: ホットディップの亜鉛メッキ (亜鉛コーティング) 屋外ツールに使用されます (例えば。, ガーデンシアーまたは建設ツールホルダー) - ブースト腐食抵抗は8〜10倍対. コーティングされていないST12.
• 電気めっき: 薄いクロムまたはニッケルメッキは、スクラッチ抵抗を必要とするツール表面に使用されます (例えば。, パンチのヒントまたはダイのエッジ) - 美学を改善し、繰り返し使用して摩耗を減らします.

4. ケーススタディ: ST12 Tool Steel in Small-Batch Stamping Die Production

スタートアップのプラスチック部品メーカーは、小さなバッチスタンピングが必要でした (100-500 ダイごとのパーツ) カスタム玩具コンポーネントの場合、しかし2つの問題に直面しました: 合金鋼のダイは高すぎました ($300 によって) そして長いリードタイムがありました (2 週). ST12に切り替えると、変換結果が得られました:

• コスト削減: ST12はコストが死亡します \(120 それぞれ (60% 合金鋼よりも安い), ダイコストを削減します \)18,000 毎年 100 死ぬ.
• リードタイムの​​短縮: ST12 加工性 そして 形成性 ダイの生産時間を短縮しました 3 日 (80% もっと早く), メーカーが顧客の厳しい締め切りに間に合わせることを可能にします.
• パフォーマンス: ST12の死は続きました 500+ スタンピング (スタートアップの小さなバッチのニーズを満たします) また、修理または変更が簡単でした $5,000 毎年、ダイの交換費用で.

5. ST12ツールスチールvs. その他の材料

ST12は、低から中程度のストレスアプリケーションのための他のツール鋼や材料と比較してどうですか? 以下の表は、重要な違いを強調しています:

アプリケーションの適合性

• 小型バッチツール: ST12は合金/HSSを上回ります (安く, 生産が速くなります) 低容量のダイの場合, パンチ, またはshears-スタートアップや小さなショップのためのideal.
• 軽量コンポーネント: ST12のフォーミン性と機械性は、ステンレス鋼よりも優れています (安く) ブラケットやカバーなどの非負荷を含む部品の場合.
• カスタムシェイプ: ST12の卓越したフォーミビリティはアルミニウムに匹敵します (強い) 曲線または複雑なツール形状用, 特殊な形成機器は必要ありません.
• 低コストの生産: ST12は、低ストレスアプリケーションにとって最も手頃なオプションです, 使い捨てツールやプロトタイプコンポーネントに最適です.

ST12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, ST12は実用的なものとして際立っています, 低から中程度のストレスツールとコンポーネントのニーズのための費用対効果の高いソリューション. その 優れた機械性, 並外れた形成性, 低コストにより、小型バッチの生産に最適です, スタートアップ, または、極端な硬度が必要ないアプリケーション. 手動ツールにはST12をお勧めします, 単純な死, そして、軽量の機械部品 - それが合金鋼を上回る場所 (もっと早く, 安く) 同様のユースケースでアルミニウムよりも優れた強度を提供します. 腐食保護が必要ですが, その汎用性と手頃な価格は、アクセス可能な目標と一致しています, 多様な顧客のニーズに向けた効率的な製造ソリューション.

よくある質問

1. ST12ツールスチールは、高速または大量のツールに使用できますか (例えば。, 産業スタンピングプレス)?

いいえ - st12の低張力強度 (300-400 MPA) と硬度 (60-90 HB) 高速または頑丈なツールには不適切にしてください. マニュアルに最適です, 低速, または小型バッチツール; 産業プレス用, A2やD2などの合金工具鋼を選択します.