W1水硬化ツールスチール: プロパティ, 用途 & コールドワーキングのための製造

基本的な切削工具や低容量のスタンピングなど、シンプルなコールド作業タスクのために超手頃なツールスチールが必要な場合 - W1水硬化ツールスチール 理想的な選択です. その単純なことで知られています水硬化特性 そして簡単に機械加工されます, この合金は、高い材料コストや複雑な熱処理などの一般的な問題点を解決します. 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, そしてそれが他の素材とどのように比較されるか - あなたは過剰な支出なしに機能的なツールを構築することができます.

1. W1水硬化ツール鋼の材料特性

W1の価値は、その単純な構成にあります: 硬さのための高い炭素, コストを抑えるための最小限の合金があります. そのプロパティを詳細に調べてみましょう:

1.1 化学組成

W1の要素は、基本的な硬度と水の硬化性を提供することに焦点を当てています。不必要なパフォーマンスのための追加の添加物はありません. 以下はその標準構成です (AISI標準ごと):

要素	コンテンツ範囲 (%)	重要な役割
炭素 (c)	0.80 - 1.00	硬度の主要な要素; 水冷中にマルテンサイトを形成します.
マンガン (Mn)	0.10 - 0.40	作業性を向上させ、硬直性をわずかに向上させます.
シリコン (そして)	0.10 - 0.35	寒い環境での酸化に対する強度と耐性を高めます.
クロム (cr)	≤ 0.10	微量不純物 (意図的に追加されていません); プロパティに大きな影響はありません.
タングステン (w)	≤ 0.10	マイナーな不純物; パフォーマンスへの貢献はありません.
バナジウム (v)	≤ 0.10	トレース要素; 穀物構造への最小限の影響.
硫黄 (s)	≤ 0.050	脆性を避けるために低く保たれます, しかし、合金鋼よりも高い (簡単なツールには受け入れられます).
リン (p)	≤ 0.040	水冷中の亀裂を防ぐために最小化されます.

1.2 物理的特性

これらの特性は、W1の単純な構成を反映しています。. 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: 7.85 g/cm³ (ほとんどの炭素鋼と同じです, ツールの重量計算を簡単にします).
融点: 1430 - 1480 °C (鍛造と熱処理に耐えるのに十分な高さ).
熱伝導率: 35 w/(M・k) (合金ツール鋼よりも高い, 切断中に熱を放散するのに役立ちます).
熱膨張係数: 12.5 ×10⁻⁶/°C (から 20 に 600 °C; オイルハーデニング鋼よりも高い, 消光中の反りリスクの増加).
比熱容量: 470 J/(kg・k) (熱を吸収するのに効率的です, クエンチと焼き菓子をスピードアップします).

1.3 機械的特性

W1の機械的特性は、基本的なコールドワークに最適化されています。. 以下は、標準的な水消光後の典型的な値です + 焼き戻し:

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)	58 - 62	ASTM E18	硬度が高いと、鋭いエッジが保証されます切削工具基本的なスタンピングが死にます.
抗張力	≥ 1900 MPA	ASTM A370	軽い冷たい作業力を処理します (例えば。, 薄い金属シートをせん断します).
降伏強度	≥ 1700 MPA	ASTM A370	単純なツールジオメトリの永続的な変形に抵抗します.
伸長	≤ 5%	ASTM A370	低延性 (硬さのトレードオフ); 重い衝撃の下で割れやすい.
衝撃の靭性 (シャルピーv-notch)	≥ 10 j (で 20 °C)	ASTM A370	貧しい - インパクトのないタスクに適しています (例えば。, ハンドヘルドノミ).
疲労強度	〜650 MPa (10⁷サイクル)	ASTM E466	低容量の使用に適しています (高サイクルの生産にはお勧めしません).

1.4 その他のプロパティ

耐食性: 貧しい. Chromiumが追加されていません。湿度の高い環境で錆が発生します; 保護のためにオイルコーティングを使用してください.
耐摩耗性: 良い (簡単なタスク用). 炭素含有量が多いと、柔らかい材料を切断するための基本的な耐摩耗性が得られます (例えば。, 軟鋼, 木材).
加工性: 素晴らしい (アニールしたとき). アニーリングはそれをHRC 18–22に柔らかくします, 簡単に掘削できます, 工場, またはファイル - 小さなショップに最適です.
ハーデン剤: 低い. 水の消光は、表面と浅い層のみを硬くします (まで 10 厚さmm); 太いツールにはソフトコアがあります.
水硬化特性: シンプルだが効果的. 水中の迅速な冷却は硬い表面を作り出します, しかし、反りとひび割れのリスクを高めます.
寸法安定性: 公平. クエンチング中の熱膨張が高くなると反りがゆるいツールに適しています (±0.1 mm).

2. W1水硬化ツール鋼のアプリケーション

W1は低デマンドに最適です, 低コストのコールドワーキングタスク. 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 基本的な切削工具

例: ハンドヘルドノミ, ハックソーブレード, 小さなドリル (≤ 8 mm直径), そして木工ツール (例えば。, 平面アイロン).
なぜそれが機能するのか: 硬度が高いと、エッジが鋭くなります, 低コストは趣味または小ショットの予算に適合しますが. 米国. Woodworking ShopはW1飛行機アイアンを使用しました - コストでした 40% 合金鋼の代替品よりも少ない.

2.2 低容量のスタンピングダイ

例: 薄い金属シートをスタンプするために死にます (≤ 1 mm) ワッシャーや装飾的なエンブレムなどの単純な部分に (1,000–10,000部品).
なぜそれが機能するのか: 短い生産のために手頃な価格; 水硬化は、光スタンプに十分な硬度をもたらします. 中国の工芸メーカーは、金属のエンブレムでW1ダイを使用しました。 50% vs. L6スチール.

2.3 コールドせん断ツール (軽い義務)

例: 薄い銅またはアルミニウムストリップを切断するためのせん断刃 (低容量の使用, ≤ 500 カット/日).
なぜそれが機能するのか: 基本的な摩耗抵抗はソフトメタルを処理します, 加工性により、ブレードが削りやすくなります. ヨーロッパのエレクトロニクス愛好家がW1せん断ブレードを使用しました。 3 数ヶ月.

2.4 簡単なパンチ

例: 小さな穴を作るためのパンチ (≤ 4 mm) プラスチックまたは薄い金属で (例えば。, 趣味のモデルパーツ).
なぜそれが機能するのか: 1回限りまたは小型バッチプロジェクトの低コスト; 水硬化により、基本的なニーズの穴の精度が保証されます. W1パンチを使用した日本のモデルメーカー - 一部の欠陥率は未定でした 2% 小さなランの場合.

3. W1水硬化ツールスチールの製造技術

W1の製造は簡単です。複雑なプロセスではありません, 小さなお店でアクセスできるようにします. これが段階的な内訳です:

溶融: 原材料 (鉄 + 炭素) 基本的な電気炉で溶けています (1500–1550°C). 合金を最小限に抑えると、コストが低くなります.
鋳造: 溶融鋼はインゴット型に注がれたり、平らなバーに丸められたりします (ノミなどのツールに共通しています).
鍛造 (オプション): 複雑な形の場合 (例えば。, パンチ), 1100〜1200°Cに鋼鉄を加熱し、粗いブランクにハンマー. 簡単なツール用, 鍛造をスキップし、事前にロールされたバーを使用します.
熱処理: 批判的 (しかし、簡単です) W1のサイクル:
- アニーリング: 800〜850°Cに加熱します, 1〜2時間保持します, ゆっくり涼しい (10–20°C/時間). 機械加工のために鋼をHRC 18–22に柔らかくします.
- 消光: 780〜820°Cに加熱します (赤熱するまで), 5〜10分保持します, 室温の水に消す. Hardens surface to HRC 58–62. 注記: 迅速に移動します.
- 焼き戻し: 150〜200°Cに再加熱します, 30〜60分保持します, エアクール. 脆性を低下させます (ひびを防ぐために重要です) そして最終的な硬度を設定します.
機械加工: ほとんどの形状 (切断, 研削, シャープニング) アニール後に行われます. 機械加工に高速スチールツールを使用してください。Carbideツールは、W1のソフトアニール状態では不要です.
仕上げ: グラインダーで切断エッジを研ぐ; 錆を防ぐためにオイルコーティングを塗ります. スタンピングダイ用, ポーランドの接触面は、金属の付着を減らします.

4. ケーススタディ: 趣味モデルパンチツールのW1

ドイツの趣味モデルメーカーが問題に直面しました: 彼らは作成するために小さなパンチが必要でした 2 プラスチックモデル部品のMM穴, しかし、合金鋼パンチは、少量生産には高すぎました (500 部品/月). 彼らはW1に切り替えました, そして、これが起こったことです:

プロセス: プリロールされたW1バーを使用しました, アニール (HRC 20), パンチシェイプに機械加工されています (2 MMチップ径), 水切り (800 °C), 気性 (180 °C), そしてシャープになりました.
結果:
- パンチコストが削減されました 60% vs. 合金鋼 - から $25 に $10 パンチごと.
- パンチライフはそうでした 3 数ヶ月 (1,500 穴) - 生産ニーズには不十分です.
- ひび割れの問題はありません: 適切な気性が脆弱性を防ぎました, 毎日使用していても.
なぜそれが機能するのか: W1の高い炭素含有量は、プラスチックをパンチするのに十分な硬度を実現しました, 低コストは愛好家の予算に適合しますが. シンプルな熱処理は、彼らの小さなワークショップで簡単に実行できました.

5. W1対. その他の材料

W1は、予算にやさしいコールドワーク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)	水硬化?	加工性	料金 (vs. W1)	に最適です
W1水硬化鋼	58 - 62	はい	素晴らしい	100%	趣味のツール, 低容量のスタンピング, シンプルな切削工具
L6オイル硬化鋼	55 - 58	いいえ (油)	素晴らしい	180%	ミッドボリュームツール (W1よりも歪みが少ない)
炭素鋼 (1095)	55 - 60	いいえ (脆い)	良い	80%	超低コストツール (W1よりも困難ではありません)
高速スチール (HSS)	60 - 65	いいえ	貧しい	500%	高速切断 (W1の用途には過剰になります)
S7ショック耐性鋼	45 - 50	いいえ (油)	公平	300%	インパクトツール (W1は衝撃を処理できません)

重要なポイント: W1は、シンプルなコールドワーキングツールの最も安価なオプションです. それは合金鋼よりも耐久性が低いですが、はるかに手頃な価格です。愛好家にとって完璧, 小さなお店, または低容量生産.

W1水硬化ツール鋼に関するYiguテクノロジーの見解

Yiguテクノロジーで, W1は、予算の制約と基本的なツールのニーズを備えたクライアント向けの推奨事項です。, 小規模メーカー, または金属加工を教える学校. そのシンプルな水硬化プロセスと低コストによりアクセス可能になります, その硬さは単純なコールドタスクの要求に応えながら. 私たちは常にクラックを避け、非影響力のためにのみW1を推奨するために適切な抑制をアドバイスします, 低容量の使用. ツールの設計を始めるまたはテストする企業向け, W1は単なる素材ではありません。それは、前払い投資なしで機能ツールを構築するための費用対効果の高い方法です.