M2 alat keluli: Sifat, Aplikasi, dan panduan pembuatan

M2 Tool Steel adalah keluli berkelajuan tinggi premium (HSS) diraikan kerana luar biasa kekerasan panas yang tinggi dan Rintangan haus yang sangat baik-TRAITS dimungkinkan oleh yang disesuaikan Komposisi kimia (kaya dengan tungsten, Molybdenum, dan Vanadium). Tidak seperti keluli alat standard, ia mengekalkan ketajaman pada suhu sehingga 600 ° C, menjadikannya standard emas untuk alat pemotongan berkelajuan tinggi, Ketepatan membentuk mati, dan komponen berprestasi tinggi dalam industri aeroangkasa dan automotif. Dalam panduan ini, Kami akan memecahkan ciri -ciri utamanya, Penggunaan dunia nyata, proses pembuatan, dan bagaimana ia dibandingkan dengan bahan lain, Membantu anda memilihnya untuk projek yang memerlukan kelajuan, ketahanan, dan kebolehpercayaan suhu tinggi.

1. Sifat Bahan Kunci Keluli Alat M2

Prestasi M2 Tool Steel berakar umbi dengan tepat dikalibrasi Komposisi kimia, yang membentuk teguhnya sifat mekanikal, konsisten sifat fizikal, dan ciri-ciri suhu tinggi yang menonjol.

Komposisi kimia

Formula M2 dioptimumkan untuk pemotongan dan keadaan yang melampau, dengan julat tetap untuk elemen utama:

• Kandungan karbon: 0.80-0.95% (mengimbangi kekuatan dan Pakai rintangan-Binds dengan tungsten/vanadium untuk membentuk karbida keras yang mengekalkan tepi tajam)
• Kandungan kromium: 3.75-4.25% (membentuk karbida tahan panas untuk rintangan haus tambahan dan meningkatkan kebolehkerjaan, memastikan rawatan haba seragam)
• Kandungan tungsten: 5.50-6.75% (elemen teras untuk kekerasan panas yang tinggi-Forms tungsten carbides yang menentang melembutkan pada 600 ° C+)
• Kandungan Molybdenum: 4.75-5.50% (Bekerja dengan Tungsten untuk meningkatkan kekerasan panas dan mengurangkan kelembutan, Meningkatkan kebolehgunaan praktikal)
• Kandungan vanadium: 1.75-2.25% (Menapis saiz bijian, meningkatkan ketangguhan, dan membentuk karbida vanadium yang terus meningkatkan rintangan haus)
• Kandungan mangan: 0.20-0.40% (meningkatkan kebolehkerjaan tanpa membuat karbida kasar yang melemahkan keluli)
• Kandungan silikon: 0.15-0.35% (AIDS dalam deoksidasi semasa pembuatan dan menstabilkan prestasi suhu tinggi)
• Kandungan fosforus: ≤0.03% (dikawal ketat untuk mengelakkan kelembutan sejuk, Kritikal untuk alat yang digunakan dalam penyimpanan suhu rendah)
• Kandungan sulfur: ≤0.03% (ultra-rendah untuk mengekalkan ketangguhan dan elakkan retak semasa pembentukan atau pemesinan)

Sifat fizikal

Sifat mekanikal

Selepas rawatan haba standard (penyepuhlindapan + pelindapkejutan + pembiakan), M2 menyampaikan prestasi utama industri untuk aplikasi berkelajuan tinggi:

• Kekuatan tegangan: ~ 2000-2500 MPa (lebih tinggi daripada kebanyakan keluli alat, Sesuai untuk operasi berpotensi tinggi seperti pengilangan keras keluli)
• Kekuatan hasil: ~ 1600-2000 MPa (Memastikan alat menentang ubah bentuk kekal di bawah beban pemesinan berat)
• Pemanjangan: ~ 10-15% (dalam 50 Kemuluran MM -Moderate, Cukup untuk mengelakkan retak secara tiba -tiba semasa getaran pemesinan)
• Kekerasan (Skala Rockwell C.): 62-68 HRC (Selepas rawatan haba -disesuaikan: 62-64 HRC untuk alat pembentukan yang sukar, 66-68 HRC untuk alat pemotongan tahan haus)
• Kekuatan keletihan: ~ 800-1000 MPa (pada 10 ⁷ kitaran-superior hingga keluli kerja sejuk seperti d2, Sesuai untuk alat di bawah kitaran pemotongan berulang)
• Kesan ketangguhan: Sederhana hingga tinggi (~ 35-45 J/cm² pada suhu bilik)- lebih tinggi daripada alat seramik, mengurangkan risiko kerepek semasa digunakan

Sifat kritikal lain

• Rintangan haus yang sangat baik: Karbida tungsten dan vanadium menentang lelasan walaupun pada kelajuan tinggi, menjadikannya sesuai untuk pemesinan logam keras seperti keluli atau besi tuang.
• Kekerasan panas yang tinggi: Mengekalkan ~ 60 HRC pada suhu 600 ° C (jauh lebih tinggi daripada keluli alat A2 atau D2)-Kritik untuk mengekalkan ketajaman semasa pemotongan berkelajuan tinggi (Mis., 500+ m/min untuk aluminium).
• Ketangguhan yang baik: Seimbang dengan kekerasan, Oleh itu, ia dapat menahan kesan kecil (Mis., Hubungan alat secara tiba -tiba dengan tepi kerja) tanpa pecah.
• Kebolehkerjaan: Baik (sebelum rawatan haba)-Annealed M2 (Kekerasan ~ 220-250 Brinell) mudah untuk mesin dengan alat karbida; Elakkan pemesinan selepas mengeras (62-68 HRC).
• Kebolehkalasan: Dengan berhati -hati -kandungan karbon dan aloi tinggi meningkatkan risiko retak; memanaskan (300-400° C.) dan pemanasan pasca kimpalan diperlukan untuk memulihkan ketangguhan untuk pembaikan alat.

2. Aplikasi Dunia Sebenar M2 Alat Keluli

Campuran M2 kekerasan panas yang tinggi, Rintangan haus yang sangat baik, dan ketangguhan menjadikannya sesuai untuk pemotongan berkelajuan tinggi dan ketepatan yang membentuk seluruh industri. Berikut adalah kegunaannya yang paling biasa:

Alat pemotongan

• Pemotong Pengilangan: Kilang akhir dan kilang muka untuk pemesinan kelajuan tinggi keluli, besi tuang, atau logam aloi menggunakan m2-kekerasan panas mengekalkan ketajaman pada suhu pemotongan 500-600 ° C, Mengatasi alternatif HSS standard.
• Alat mengubah: Alat Lathe untuk Berkelajuan Tinggi Aci Automotif atau Komponen Aeroangkasa Gunakan Rintangan M2-Rintangan Mengurangkan Perubahan Alat, meningkatkan kecekapan pengeluaran oleh 40%.
• Broaches: Broaches dalaman untuk membentuk gear atau splines menggunakan M2 -ke -antara tahan lasak, dan kekerasan panas mengekalkan ketepatan semasa berjalan panjang (10,000+ Bahagian setiap alat).
• Reamers: Reamers ketepatan untuk membuat lubang toleransi ketat (± 0.001 mm) Gunakan rintangan m2 -rintangan memastikan kualiti lubang yang konsisten 15,000+ Operasi Reaming.

Contoh kes: Kedai pemesinan menggunakan keluli alat a2 untuk pemotong penggilingan bahawa bahagian keluli karbon mesin. Pemotong A2 membosankan selepas itu 800 bahagian, Memerlukan kerap regrinding. Mereka beralih ke m2, Dan pemotong berlangsung 3,200 bahagian (300% lebih lama)-Mengalamkan masa regrinding oleh 75% dan penjimatan $18,000 setiap tahun.

Membentuk alat

• Pukulan: Pukulan berkelajuan tinggi untuk lembaran logam stamping (Mis., Papan litar elektronik) Gunakan M2-Rintangan haus yang sangat baik mengendalikan 200,000+ setem tanpa pakaian kelebihan.
• Mati: Pembentukan sejuk mati untuk membentuk bolt atau skru menggunakan m2-kecederaan menahan tekanan, dan rintangan haus mengekalkan ketepatan mati, mengurangkan bahagian yang cacat oleh 60%.
• Alat setem: Alat setem halus untuk membuat bahagian logam kecil (Mis., Tonton komponen) Gunakan M2 -Hardness (62-68 HRC) memastikan bersih, pemotongan bebas burr.

Aeroangkasa & Industri Automotif

• Industri Aeroangkasa: Alat pemotongan untuk komponen titanium atau inconel pemesinan (Mis., bilah turbin) Gunakan M2-kekerasan panas yang tinggi mengendalikan suhu pemotongan 600 ° C, yang akan melembutkan keluli alat biasa.
• Industri automotif: Alat pemotongan berkelajuan tinggi untuk blok enjin pemesinan atau bahagian penghantaran Gunakan rintangan heart M2 mengurangkan penggantian alat, memotong kos pengeluaran oleh 35%.

Kejuruteraan Mekanikal

• Gear: Gear industri berat (Mis., Dalam sistem penghantar atau turbin angin) Gunakan Rintangan M2-Heart mengendalikan hubungan logam-on-logam, Memperluaskan jangka hayat gear sebanyak 2.5x.
• Aci: Aci pemacu untuk jentera berkelajuan tinggi (Mis., sentrifug atau pengadun perindustrian) Gunakan kekuatan M2 -Kekuatan (2000-2500 MPA) menahan tork, dan kekuatan keletihan menentang tekanan berulang.
• Galas: Galas beban tinggi untuk peralatan perindustrian menggunakan rintangan m2-rintangan mengurangkan geseran, menurunkan kekerapan penyelenggaraan oleh 50%.

3. Teknik pembuatan untuk keluli alat m2

Menghasilkan keluli alat M2 memerlukan ketepatan untuk mengekalkan keseimbangan kimianya dan mengoptimumkan prestasi suhu tinggi. Inilah proses terperinci:

1. Proses metalurgi (Kawalan Komposisi)

• Relau arka elektrik (EAF): Kaedah utama -keluli, tungsten, Molybdenum, Vanadium, dan aloi lain dicairkan pada 1,650-1,750 ° C. Monitor sensor Komposisi kimia Untuk menjaga unsur -unsur dalam julat tetap M2 (Mis., 5.50-6.75% tungsten), kritikal untuk kekerasan panas.
• Relau oksigen asas (Bof): Untuk besi besar-sebanyak besi dari relau letupan bercampur dengan keluli sekerap, Kemudian oksigen ditiup untuk menyesuaikan kandungan karbon. Aloi (tungsten, Vanadium) ditambah selepas bertiup untuk mengelakkan pengoksidaan.

2. Proses rolling

• Rolling panas: Aloi cair dimasukkan ke dalam jongkong, Dipanaskan hingga 1,100-1,200 ° C., dan dilancarkan ke bar, plat, atau wayar. Rolling panas memecah karbida besar dan membentuk bahan ke dalam kekosongan alat (Mis., badan pemotong atau kekosongan pukulan).
• Rolling sejuk: Digunakan untuk lembaran nipis atau kawat (Mis., Kekosongan kecil)-Kemburan digulung pada suhu bilik untuk meningkatkan kemasan permukaan dan ketepatan dimensi. Rolling sejuk meningkatkan kekerasan, Jadi penyepuh berikut untuk memulihkan kebolehkerjaan.

3. Rawatan haba (Kritikal untuk prestasi panas)

Rawatan haba M2 disesuaikan untuk memaksimumkan kekerasan dan ketangguhan panas:

• Penyepuhlindapan: Dipanaskan hingga 850-900 ° C dan diadakan untuk 2-4 jam, Kemudian disejukkan perlahan -lahan (50° C/jam) hingga ~ 600 ° C.. Mengurangkan kekerasan 220-250 Brinell, Menjadikannya boleh diminum dan melegakan tekanan dalaman.
• Pelindapkejutan: Dipanaskan hingga 1,200-1,250 ° C. (austenitizing) dan diadakan untuk 30-60 minit (lebih lama daripada keluli alat lain untuk membubarkan karbida), kemudian dipadamkan dalam minyak atau udara. Pelindapkejutan minyak mengeras keluli ke 66-68 HRC; pelindapkejutan udara (lebih perlahan) mengurangkan gangguan tetapi menurunkan kekerasan 62-64 HRC.
• Pembiakan: Dipanaskan semula hingga 500-550 ° C. (untuk kekerasan panas) atau 300-400 ° C. (untuk ketangguhan) dan diadakan untuk 1-2 jam, kemudian disejukkan udara. Pembiakan pada 500-550 ° C Baki kekerasan panas yang tinggi dan ketangguhan -kritikal untuk alat pemotongan; Suhu pemanasan yang lebih rendah mengutamakan kekuatan untuk membentuk alat.
• Tekanan pelepasan tekanan: Mandatori-dipanaskan hingga 600-650 ° C untuk 1 jam selepas pemesinan (Sebelum rawatan haba akhir) Untuk mengurangkan tekanan pemotongan, yang boleh menyebabkan retak semasa pelindapkejutan.

4. Membentuk dan rawatan permukaan

• Kaedah membentuk:
• Tekan pembentukan: Menggunakan tekanan hidraulik (5,000-10,000 tan) untuk membentuk plat M2 ke dalam kekosongan alat yang besar - sebelum rawatan haba, Apabila keluli lembut.
• Pengisaran: Selepas rawatan haba, Pengisaran ketepatan (dengan roda berlian) Menapis tepi alat ke toleransi yang ketat (Mis., ± 0.0005 mm untuk reamers) dan mewujudkan permukaan pemotongan tajam.
• Pemesinan: Kilang CNC dengan alat karbida membentuk m2 ke dalam geometri alat pemotongan (Mis., Gigi Kilang atau seruling Reamer) Apabila disebarkan. Penyejuk diperlukan untuk mengelakkan kelajuan yang terlalu panas 15-20% lebih perlahan daripada keluli rendah aloi.
• Rawatan permukaan:
• Pengerasan: Rawatan haba akhir (pelindapkejutan + pembiakan) cukup untuk kebanyakan aplikasi -tiada pengerasan permukaan tambahan diperlukan.
• Nitriding: Untuk alat pemotongan tinggi (Mis., Pemotong Pengilangan)-Dipanaskan hingga 500-550 ° C dalam suasana nitrogen untuk membentuk lapisan nitrida keras (5-10 μm), meningkatkan Pakai rintangan oleh 30%.
• Salutan (PVD/CVD): Salutan nipis seperti titanium aluminium nitrida (Pvd) digunakan untuk memotong alat -mengurangkan geseran dan memanjangkan hayat alat sebanyak 2.5x, terutamanya untuk pemesinan logam keras berkelajuan tinggi.

5. Kawalan kualiti (Jaminan prestasi panas)

• Ujian kekerasan: Menggunakan penguji Rockwell C untuk mengesahkan kekerasan selepas marah (62-68 HRC) dan kekerasan panas (≥60 HRC pada suhu 600 ° C)-Kekalan untuk memotong prestasi.
• Analisis mikrostruktur: Meneliti aloi di bawah mikroskop untuk mengesahkan pengedaran karbida seragam (tidak ada karbida besar yang menyebabkan keratan) dan pembajaan yang betul (Tiada martensit rapuh).
• Pemeriksaan dimensi: Menggunakan Koordinat Mesin Pengukuran (Cmm) Untuk memeriksa dimensi alat -ketepatan untuk alat pemotong seperti reamers atau broaches.
• Pakai ujian: Simulasi pemotongan berkelajuan tinggi (Mis., keluli pemesinan di 500 m/my) Untuk mengukur alat hayat -Mempertahankan alat M2 memenuhi jangkaan ketahanan.
• Ujian tegangan: Mengesahkan kekuatan tegangan (2000-2500 MPA) dan kekuatan hasil (1600-2000 MPA) untuk memenuhi spesifikasi M2.

4. Kajian kes: Alat keluli m2 dalam pemesinan bilah turbin aeroangkasa

Pengilang aeroangkasa menggunakan alat seramik untuk pemesinan bilah turbin inconel tetapi menghadapi alat yang kerap berlaku (40% kadar kegagalan) dan kos pengganti yang tinggi ($30,000 bulanan). Mereka beralih ke alat pemotongan M2, dengan hasil berikut:

• Kehidupan Alat: Alat M2 berlangsung 200 kitaran pemesinan bilah (vs. 60 kitaran untuk seramik)- Penggantian alat yang dikurangkan oleh 70%.
• Kadar kerepek: Ketangguhan M2 menurunkan kerepek ke 8% (dari 40%), mengurangkan bilah yang terbuang dan menjimatkan $50,000 setiap tahun dalam kos bahan.
• Penjimatan kos: Sementara alat M2 berharga 25% Lebih banyak pendahuluan, jangka hayat yang lebih lama dan kadar kegagalan yang lebih rendah menyelamatkan pengeluar $180,000 setiap tahun.

5. Alat keluli m2 vs. Bahan lain

Bagaimana M2 dibandingkan dengan keluli alat lain dan bahan berprestasi tinggi? Mari kita pecahkan dengan jadual terperinci:

Kesesuaian aplikasi

• Alat pemotongan berkelajuan tinggi: M2 lebih baik daripada A2/D2 (kekerasan panas yang unggul) dan lebih murah daripada alat seramik -ideal untuk keluli pemesinan atau inconel pada kelajuan tinggi.
• Pemesinan aeroangkasa: M2 Outperforms H13 (kekerasan panas yang lebih tinggi) untuk memotong titanium atau inconel -kritikal untuk pengeluaran bilah turbin.
• Alat pembentukan ketepatan: M2 lebih tinggi daripada D2 (ketangguhan yang lebih baik) Untuk stamping volum tinggi-mengurangkan kerepek dan memanjangkan hayat alat.
• Gear/aci mekanikal: M2 mengimbangi kekuatan dan memakai rintangan lebih baik daripada A2-sesuai untuk beban tinggi, Jentera berkelajuan tinggi.

Pandangan Teknologi Yigu pada M2 Tool Steel

Di Yigu Technology, Kami melihat M2 sebagai asas untuk pemotongan dan pembentukan aplikasi berprestasi tinggi. Itu kekerasan panas yang tinggi, Rintangan haus yang sangat baik, dan ketangguhan seimbang menjadikannya sesuai untuk pelanggan di aeroangkasa, Automotif, dan pemesinan ketepatan. Kami mengesyorkan M2 untuk pemotong penggilingan, reamers, dan alat komponen aeroangkasa -di mana ia mengatasi A2/D2 (prestasi suhu tinggi yang lebih baik) dan memberikan lebih banyak nilai daripada alat seramik. Walaupun M2 berharga lebih tinggi, jangka hayatnya yang lebih panjang dan penyelenggaraan yang lebih rendah sejajar dengan matlamat kami yang mampan, Penyelesaian yang cekap kos untuk menuntut keperluan pembuatan.

Soalan Lazim

1. Bolehkah keluli alat m2 digunakan untuk pemesinan logam bukan ferus (Mis., aluminium)?

Ya -M2 Rintangan haus yang sangat baik berfungsi dengan baik untuk pemesinan kelajuan tinggi aluminium, Walaupun ia boleh ditentukan terlebih dahulu untuk logam bukan ferus yang lembut. Untuk penjimatan kos, Gunakan keluli alat a2 untuk aluminium; rizab m