Aço da ferramenta AISI D2: O guia de propriedades, Usos & Desempenho

Se você está em metalworking, moldagem de plástico, ou fabricação de ferramentas, você precisa de um material que equilibre dureza, resistência ao desgaste, e durabilidade.Aço da ferramenta AISI D2 é um aço de ferramenta de trabalho frio que se destaca nessas áreas-é usado para fazer ferramentas que cortam, forma, e formar materiais sem desgastar rapidamente. Neste guia, Vamos quebrar suas principais propriedades, Aplicações do mundo real, Como é feito, e como ele se compara a outros materiais de ferramentas. Até o final, Você saberá se é a escolha certa para suas necessidades de ferramentas.

1. Propriedades do material do aço da ferramenta AISI D2

O desempenho da AISI D2 vem de sua composição química exclusiva e propriedades cuidadosamente otimizadas. Vamos mergulhar em cada categoria:

Composição química

Oelementos de liga Em Aisi D2, trabalhe juntos para criar seu duro, Estrutura resistente ao desgaste. Aqui está um colapso de conteúdo típico e seus papéis:

Propriedades físicas

Essas características descrevem como o AISI D2 se comporta em diferentes condições (Por exemplo, aquecimento, resfriamento, ou manuseio magnético):

• Densidade: ~ 7,85 g/cm³ (O mesmo que a maioria dos aços, facilitando o calcule o peso da ferramenta).
• Condutividade térmica: ~ 26 com(m · k) (Aços estruturais inferiores à estrutura - importante para tratamento térmico controlado).
• Coeficiente de expansão térmica: ~ 11 × 10⁻⁶/° C. (minimiza a deformação durante o tratamento térmico, Mantendo as ferramentas dimensionalmente estáveis).
• Capacidade de calor específico: ~ 460 J/(kg · k) (lida com mudanças de temperatura durante a usinagem ou uso).
• Propriedades magnéticas: Ferromagnético (Funciona com porta -ferramentas magnéticas em máquinas CNC).

Propriedades mecânicas

Estes são os traços "funcionando" que tornam o AISI D2 ideal para ferramentas:

• Resistência à tracção: ≥ 2,500 MPA (Após o tratamento térmico)—Sentro o suficiente para suportar forças de corte.
• Força de escoamento: ≥ 2,000 MPA (resiste à deformação permanente, Então as ferramentas mantêm sua forma).
• Dureza: 58–62 HRC (Rockwell), ~ 600–650 hv (Vickers), ~ 550-600 HBW (Brinell)- Hafar o suficiente para cortar metal ou moldar plástico.
• Tenacidade de impacto: ~ 15–25 J. (à temperatura ambiente)—Moderado resistência (melhor do que carbonetos, Mas menos que Aisi S7).
• Força de fadiga: ~ 900 MPa (resiste aos danos causados ​​pelo uso repetido, Bom para ferramentas de alto ciclo, como matrizes de estampagem).
• Resistência ao desgaste: Excelente - 3 a 4 vezes maior que a AISI O1 Tool Aço (Graças a cromium carbides).

Outras propriedades

• Resistência à corrosão: Moderado - resiste à ferrugem leve melhor do que aços de carbono simples (Bom para armazenamento de ferramentas internas).
• Hardenabilidade: Excelente - abre -se uniformemente em seções grossas (ideal para grandes ferramentas, como forjar matrizes).
• Resistência de temperamento: Mantém dureza até ~ 300 ° C (funciona para ferramentas que geram calor leve durante o uso).
• Estabilidade dimensional: Alto - encolhimento minimal ou deformação após tratamento térmico (crítico para ferramentas de precisão, como inserções de molde de injeção).

2. Aplicações de aço da ferramenta AISI D2

A mistura de dureza e resistência ao desgaste da AISI D2 o torna perfeito para ferramentas que enfrentam atrito ou corte repetidos. Aqui estão seus usos mais comuns:

Indústria de trabalho em metal

É uma melhor opção para ferramentas que cortam ou formam metal:

• Ferramentas de corte: Ferramentas do torno (para girar metal), Cortadores de moagem (para moldar peças), e aboras (para criar slots).
• Ferramentas do torno: Lidar com operações de giro no aço, alumínio, ou latão-fique nítido por mais tempo do que os aços de baixa qualidade.
• Cortadores de moagem: Usado em máquinas CNC para esculpir formas complexas em peças de metal.
• Broaches: Crie slots precisos ou chaveiros em engrenagens ou eixos.

Indústria de moldagem de plástico

Sua estabilidade dimensional funciona para componentes de molde:

• Inserções de molde de injeção: Crie peças detalhadas (como engrenagens plásticas ou caixas eletrônicas)- Manguarda de precisão mais de milhares de ciclos.
• Moldes de compressão: Moldar peças de plástico sob pressão - desgaste resistente de contato repetido com plástico fundido.

Indústria de madeira

É usado para ferramentas que cortam ou formam madeira:

• Blades da plaina: Superfícies de madeira lisa-fique nítido por mais tempo que as lâminas de aço de alta velocidade.
• Bits do roteador: Grooves ou padrões esculpidos em madeira (Por exemplo, para móveis).
• Vias de vias: Corte madeiras ou madeira compensada - resistência entusiasmando de fibras de madeira.

Indústria automotiva

Sua força funciona para ferramentas pesadas:

• Stamping morre: Moldar folhas de metal em partes do carro (como painéis de porta ou pára -lamas)- com alta pressão.
• Socos: Crie orifícios em componentes de metal (como peças do chassi).
• Morre para forjamento: Moldar o metal quente em peças automotivas (Como eixos de manivela)- desgaste resistente de altas temperaturas.

Engenharia Geral

É usado para ferramentas de trabalho frio que moldam o metal à temperatura ambiente:

• Ferramentas de trabalho frio: Dobrar ou formar metal sem aquecimento (Por exemplo, Bending morre para tubos).
• Ferramentas de formação a frio: Moldar o metal em partes (como parafusos ou arruelas) usando pressão.
• Ferramentas de extrusão a frio: Empurre metal através de um dado para criar formas complexas (como perfis de alumínio).

3. Técnicas de fabricação para AISI D2 Tool Aço

A produção de AISI D2 requer etapas precisas para garantir sua dureza e estabilidade. Aqui está o processo:

1. Processo de fabricação de aço

• Forno de arco elétrico (Eaf): O método mais comum. A sucata de aço é derretida em um EAF, e elementos de liga (Cr, MO, V) são adicionados para alcançar a composição da AISI D2.
• Forno de oxigênio básico (BOF): Raro para aisi d2 (usado apenas para produção em larga escala de aços de ferramentas).

2. Rolando e forjando

• Rolamento a quente: O aço é aquecido a ~ 1.100-1.200 ° C e enrolado em barras, pratos, ou folhas (a forma inicial para ferramentas).
• Rolamento frio: Opcional para folhas finas - sufocam a superfície e aumentam levemente a dureza.
• Drop forjando: Usa um martelo para moldar o aço quente em espaços em branco da ferramenta (Por exemplo, corpos de cortadores ou blocos de matrizes).
• Pressione forjamento: Usa uma imprensa hidráulica para criar formas precisas (Para ferramentas complexas, como inserções de molde de injeção).

3. Tratamento térmico

Esta etapa é fundamental para a dureza da AISI D2. O processo típico é:

• Austenitizando: Aqueça o aço a 950-1.050 ° C e segure 1 a 2 horas (converte a estrutura em austenita).
• Tireização: Esfriar rapidamente em petróleo ou ar (converte austenita em martensita, criando alta dureza).
• Temering: Reaqueça para 150-300 ° C e segure por 2 a 4 horas (reduz a fragilidade enquanto mantém a dureza).
• Tratamento criogênico: Opcional (Legal para -80 a -196 ° C após a queima)- Reduce a austenita retida, Aumentar a dureza e a estabilidade dimensional.

4. Tratamento de superfície

• Moagem: Usa rodas abrasivas para moldar a ferramenta para obter dimensões precisas (Por exemplo, aprimorando um cortador de moagem).
• Polimento: Cria uma superfície lisa (crítico para inserções de molde de injeção, que precisam transferir um acabamento brilhante para peças de plástico).
• Revestimento: As opções incluem nitreto de titânio (Estanho) ou carbono semelhante a um diamante (DLC)- os bombas usam resistência e reduz o atrito (ideal para ferramentas de corte).

5. Controle de qualidade

Todo lote de AISI D2 é testado para atender aos padrões:

• Análise química: Usa espectrometria para verificar os níveis de elemento (garante que corresponda às especificações do AISI D2).
• Teste mecânico: Inclui testes de dureza (Para verificar o HRC), testes de impacto (para verificar a resistência), e testes de desgaste.
• Testes não destrutivos (Ndt): Usa testes ultrassônicos para encontrar rachaduras ocultas (crítico para ferramentas de alta pressão, como matrizes de estampagem).

4. Estudos de caso: Aço da ferramenta AISI D2 em ação

Exemplos do mundo real mostram como Aisi D2 economiza tempo e dinheiro. Aqui estão três casos detalhados:

Estudo de caso 1: Cortadores de moagem de metal

Antigo: Uma loja CNC dos EUA estava usando cortadores de moagem AISI M2 para usinar peças de aço. Os cortadores embotados depois 500 peças, exigindo substituições frequentes (Custando US $ 200/cortador, 8 Substituições/mês). Melhoria de desempenho: Eles mudaram para os cortadores AISI D2 (revestido com estanho). Os cortadores duraram 1,800 Peças - 3,6x mais.Análise de custo-benefício: Os custos mensais do cortador caíram para $444 (de $1,600), economizando US $ 13.872/ano. O tempo de usinagem também caiu 10% (Não há necessidade de parar para mudanças de cortador).

Estudo de caso 2: Inserções de molde de injeção plástica

Antigo: Um fabricante alemão de peças de plástico estava usando inserções de molde AISI P20. As inserções se desabar 100,000 ciclos, exigindo reformulação (Custando US $ 1.500/inserir, 4 Reworks/Ano). Melhoria de desempenho: Eles mudaram para inserções AISI D2. As inserções duraram 500,000 Ciclos - 5x mais.Análise de custo-benefício: Os custos anuais de retrabalho caíram para $1,200 (de $6,000), economizando US $ 4.800/ano. As peças plásticas também tiveram melhor acabamento superficial (Reduzindo sucata por 5%).

Estudo de caso 3: Morda de estampagem automotiva

Antigo: Um fornecedor automotivo japonês estava usando matrizes de estampagem AISI O1 para fazer painéis de porta de carro. Os Dies se passaram depois 20,000 peças, exigindo moagem (Custando US $ 500/moagem, 10 Grinds/Ano). Melhoria de desempenho: Eles mudaram para morrer aisi d2. Os matrizes duraram 80,000 Peças - 4x mais tempo.Análise de custo-benefício: Os custos anuais de moagem caíram para $1,250 (de $5,000), economizando US $ 3.750/ano. O tempo de mudança de matriz também caiu 20% (reduzindo o tempo de inatividade da produção).

5. AISI D2 Tool Aço vs. Outros materiais

Como o AISI D2 se compara a outros materiais da ferramenta? Vamos usar dados para descobrir:

Comparação com outros aços de ferramentas

AISI D2 é frequentemente comparado ao AISI M2 (Aço de alta velocidade), Aisi o1 (Aço endurecedor de óleo), e Aisi S7 (Aço resistente a choque):

Comparação com materiais antiaderentes

AISI D2 também compete com carbonetos, cerâmica, e diamante policristalino (PCD):

Takeaway -chave: AISI D2 Balances resistência ao desgaste (melhor que o1, perto de carbonetos) e resistência (Melhor do que carbonetos ou cerâmica)—Ma uma escolha versátil para a maioria das necessidades de ferramentas.

Perspectiva da tecnologia YIGU sobre aço da ferramenta AISI D2

Na tecnologia Yigu, Recomendamos a AISI D2 para clientes que precisam de durável, Ferramentas precisas - como lojas de metal ou fabricantes de moldes de plástico. Muitos clientes mudaram de AISI O1 ou M2 e viram 2–5x mais vida útil da ferramenta. Sua estabilidade dimensional é um destaque: para moldes de injeção, mantém precisão mais de milhares de ciclos, redução de sucata. Embora seja menos difícil do que Aisi S7 (Não é ideal para ferramentas carregadas de choque), É mais econômico que os carbonetos. Para a maioria das aplicações de trabalho frio ou de corte, AISI D2 oferece a melhor mistura de desempenho e valor.

Perguntas frequentes sobre a aço da ferramenta AISI D2

1. Aisi d2 pode ser usado para corte de alta velocidade?
   Funciona para corte de velocidade moderada (até 150 m/min para aço). Para corte de alta velocidade (sobre 300 m/meu), Aisi M2 ou Carbides são melhores - eles lidam com o calor melhor.
2. É difícil de máquina AISI D2?
   Tem máquinabilidade moderada. Você precisará de ferramentas de carboneto (Em vez de aço de alta velocidade) e cortar fluidos para reduzir o calor. Aisi D2 tratado com pré-aquecimento (suavizado para 25 a 30 hrc) é mais fácil de máquina do que o D2 totalmente endurecido.
3. Aisi d2 precisa de um revestimento?
   Revestimentos como estanho ou dlc não são necessários, Mas eles aumentam a resistência ao desgaste em 20 a 50%. Eles valem a pena adicionar ferramentas de alto ciclo (como inserções de molde de injeção ou cortadores de moagem) para prolongar a vida mais.