Se você precisar de ferramentas de corte que permaneçam afiadas em alta velocidade, resistir ao desgaste ao usinar metais duros, e oferecer desempenho consistente -JIS SKH51 Aço de alta velocidade é a referência da indústria. Esta liga premium se destaca em aplicações exigentes, como corte de engrenagem e usinagem de material duro, Resolvendo questões comuns como falha prematura da ferramenta ou baixa retenção de arestas. Neste guia, Vamos quebrar suas principais propriedades, Usos do mundo real, Etapas de fabricação, e como ele se compara a outros materiais - para que você possa escolher ferramentas que aumentem a produtividade e reduzem o tempo de inatividade.
1. Propriedades do material do JIS SKH51 Aço de alta velocidade
O desempenho excepcional de corte da JIS SKH51 decorre de suas propriedades químicas e propriedades químicas cuidadosamente equilibradas. Vamos explorá -los em detalhes:
1.1 Composição química
Os elementos no JIS SKH51 trabalham juntos para melhorardureza vermelha, resistência ao desgaste, e estabilidade de alta temperatura-crítica para corte de alta velocidade. Abaixo está sua composição padrão (por jis g4403):
| Elemento | Intervalo de conteúdo (%) | Papel fundamental |
|---|---|---|
| Carbono (C) | 0.80 - 0.90 | Forma carboneto duro com tungstênio, molibdênio, e vanádio - resistência ao desgaste. |
| Manganês (Mn) | 0.15 - 0.40 | Melhora a hardenabilidade e reduz a fragilidade durante o tratamento térmico. |
| Silício (E) | 0.15 - 0.40 | Aumenta a força e a resistência à oxidação em altas temperaturas. |
| Cromo (Cr) | 3.80 - 4.50 | Suporta a formação de carboneto eHardenabilidade; melhora a resistência à corrosão. |
| Tungstênio (C) | 5.50 - 6.75 | Um elemento central para a dureza vermelha - retém força em 600+ ° c, permitindo o corte de alta velocidade. |
| Molibdênio (MO) | 4.50 - 5.50 | Trabalha com o tungstênio para melhorar a dureza vermelha; reduz a fragilidade e melhora a resistência. |
| Vanádio (V) | 1.70 - 2.20 | Forma carboneto de vanádio ultra difícil, crítico para retenção de arestas ao usinar materiais rígidos. |
| Cobalto (Co) | 4.50 - 5.50 | Aumenta ainda mais a dureza vermelha e a estabilidade de alta temperatura-ideal para corte pesado. |
| Enxofre (S) | ≤ 0.030 | Minimizado para evitar enfraquecer o aço e reduzir a vida da ferramenta. |
| Fósforo (P) | ≤ 0.030 | Mantido baixo para evitar a fragilidade, especialmente em calor alto e estresse. |
1.2 Propriedades físicas
Essas propriedades determinam como o JIS SKH51 se comporta durante a fabricação e corte de ferramentas - como transferência de calor e estabilidade dimensional. Todos os valores são medidos à temperatura ambiente, a menos que indicado:
- Densidade: 8.10 g/cm³ (aços mais alto que o padrão, Devido ao teor de tungstênio e cobalto).
- Ponto de fusão: 1420 - 1480 ° c (Alto o suficiente para suportar forjamento e tratamento térmico sem derreter).
- Condutividade térmica: 25 C/(m · k) (menor que o aço carbono, o que ajuda a manter o calor na borda da ferramenta durante o corte de alta velocidade).
- Coeficiente de expansão térmica: 11.0 × 10⁻⁶/° C. (de 20 para 600 ° c; A baixa expansão garante que as ferramentas mantenham sua geometria de corte).
- Capacidade de calor específico: 450 J/(kg · k) (eficiente em absorver calor, reduzindo o risco de superaquecimento durante o corte prolongado).
1.3 Propriedades mecânicas
As propriedades mecânicas do JIS SKH51 são otimizadas para ferramentas de corte - priorização da dureza, retenção de arestas, e dureza vermelha. Abaixo estão os valores típicos após o tratamento térmico padrão (Tireização + Treming triplo):
| Propriedade | Valor típico | Padrão de teste | Por que isso importa |
|---|---|---|---|
| Dureza (HRC) | 63 - 66 | Apenas Z2245 | A dureza ultra-alta garante uma excelente retenção de arestas paraCortadores de moagem eexercícios. |
| Resistência à tracção | ≥ 2400 MPA | Apenas Z2241 | Lida com forças de corte altas sem quebrar - ideal para usinar materiais duros, como aço de liga. |
| Força de escoamento | ≥ 2000 MPA | Apenas Z2241 | Resiste à deformação permanente, mantendo as bordas de corte das ferramentas nítidas. |
| Alongamento | ≤ 5% | Apenas Z2241 | Baixa ductilidade (esperado para aços de alta velocidade dura; uma troca de dureza). |
| Tenacidade de impacto (Charpy V-Notch) | ≥ 12 J (no 20 ° c) | Ele z2242 | Tenacidade moderada - evoca fraturas frágeis durante o choque leve (Por exemplo, Carregamento da ferramenta). |
| Dureza vermelha | Retém 90% dureza em 600 ° c | Apenas Z2245 | Permite que as ferramentas sejam cortadas em velocidades até 50 m/meu (para aço) sem amaciar. |
| Força de fadiga | ~ 900 MPa (10⁷ Ciclos) | Apenas Z2273 | Resiste à falha de ciclos de corte repetidos (Chave para usinagem automotiva ou aeroespacial de alto volume). |
1.4 Outras propriedades
- Resistência à corrosão: Moderado. O conteúdo de cromo fornece proteção básica contra a ferrugem em ambientes de oficina, mas evite a exposição prolongada à umidade ou produtos químicos.
- Resistência ao desgaste: Excelente. Tungstênio, molibdênio, and vanadium carbides create a hard surface that resists abrasive wear—even when machining materiais difíceis like stainless steel or heat-resistant alloys.
- MACHINABILIDADE: Pobre (em estado endurecido). A maioria da modelagem é feita quando o aço é recozido (amolecido para HRC 24–28); A usinagem pós-endurecimento requer moagem de diamantes ou EDM (usinagem de descarga elétrica).
- Hardenabilidade: Excelente. Endurece uniformemente em seções grossas (até 30 mm), so large tools like Ferramentas de corte de engrenagem tem desempenho consistente.
- Estabilidade de alta temperatura: Fora do comum. Mantém força e dureza em temperaturas até 650 ° C - am melhor que aços de ferramentas padrão ou aço carbono.
2. Aplicações de JIS SKH51 Aço de alta velocidade
A dureza vermelha e o desgaste do JIS SKH51 o tornam ideal para alta velocidade, Tarefas de corte de alto calor. Aqui estão seus usos mais comuns, com exemplos reais:
2.1 Ferramentas de corte
- Exemplos: Cortadores de moagem, Turning Tools, exercícios, e Amerizadores for machining metals like alloy steel, aço inoxidável, ou ferro fundido.
- Por que funciona: A dureza vermelha permite que as ferramentas sejam cortadas em altas velocidades sem amaciar. Uma oficina de máquinas japonesas usou as fábricas de extremidade JIS SKH51 para peças de aço de liga - a vida útil aumentou por 200% vs.. aço padrão de alta velocidade (HSS).
2.2 Braaches e revendedores
- Exemplos: Brilhas internas para criar splines ou chaveiros, e revendedores de precisão para orifícios de tolerância apertada (Por exemplo, 0.001 mm).
- Por que funciona: A resistência ao desgaste mantém os dentes de brilho e as bordas de soluço nítidas através de centenas de cortes. A U.S.. O fornecedor aeroespacial usou os rebocadores jis skh51 para peças de titânio - a vida de um amortecedor saltou de 50 para 200 Buracos por ferramenta.
2.3 Ferramentas de corte de engrenagem
- Exemplos: Cortadores de bobo, Ferramentas de modelagem, e ferramentas de barbear para fabricar engrenagens automotivas ou industriais.
- Por que funciona: A retenção de borda de precisão garante que os dentes da engrenagem tenham geometria precisa. Uma fabricante de equipamentos alemães usou JIS SKH51 HOB CUTTERS - A qualidade de gear melhorou (Menos defeitos superficiais) e as mudanças de ferramentas foram lançadas por 60%.
2.4 Usinagem de materiais difíceis
- Exemplos: Ferramentas para usinagem de aço endurecido (até HRC 45), aço inoxidável, ou super-ligas como o Inconel (usado no aeroespacial).
- Por que funciona: Os carbonetos ultra-duros resistem ao desgaste de materiais difíceis. Um fabricante automotivo chinês usou exercícios JIS SKH51 para blocos de motor de aço endurecidos - a vida útil aumentou de 100 para 350 buracos.
3. Técnicas de fabricação para JIS SKH51 Aço de alta velocidade
Transformar o JIS SKH51 em ferramentas de corte de alto desempenho requer precisão, Etapas especializadas. Aqui está um colapso passo a passo:
- Fusão: Matérias-primas (ferro, tungstênio, cobalto, etc.) são derretidos em um forno de arco elétrico (Eaf) ou forno de indução em 1550-1650 ° C. O controle rigoroso garante a mistura uniforme de elementos de alto valor.
- Elenco: O aço fundido é derramado em pequenos moldes de lingote (5–20 kg) Para evitar defeitos internos como a segregação de carboneto. Resfriamento lento (10–20 ° C/hora) refina a estrutura de grãos.
- Forjamento: Lingotes são aquecidos a 1100-1180 ° C e martelados ou pressionados em espaços em branco da ferramenta (Por exemplo, 10x10x100 mm para broca). A forjamento quebra carbonetos grandes, Melhorando a força da ferramenta.
- Tratamento térmico: A etapa mais crítica para maximizar o desempenho:
- Recozimento: Aqueça a 850–900 ° C, Segure 2 a 4 horas, esfriar lentamente. Suponha aço para HRC 24–28 para usinagem.
- Pré -aquecimento: Aqueça a 800-850 ° C, segurar 1 hora. Prepara o aço para a têmpera para evitar choque térmico.
- Austenitizando: Aqueça a 1200-1240 ° C, Segure 15 a 30 minutos. Crítico para dissolver carbonetos uniformemente.
- Tireização: Esfriar rapidamente em petróleo ou ar (Dependendo do tamanho da ferramenta). Aço endurecido para HRC 64–67.
- Treming triplo: Reaqueça para 540-580 ° C, Segure 1 a 2 horas, legal. Repita 3 vezes. Reduz a fragilidade e define a dureza final (HRC 63–66).
- Usinagem: Mais modelagem (moagem, perfuração) é feito antes de ter a queima (Estado recozido). As ferramentas de carboneto são recomendadas para obter melhores resultados.
- Moagem: A moagem de precisão CNC cria bordas de corte nítidas e tolerâncias apertadas (± 0,001 mm para rebocadores ou cortadores de hob).
- Tratamento de superfície (Opcional):
- Revestimento: Adicione a lata (nitreto de titânio) ou tialn (Nitreto de alumínio de titânio) Revestimentos para aumentar a resistência ao desgaste em 50-100%.
- Nitretagem: Cria uma camada de superfície dura (HRC 70+) Para ferramentas que precisam de proteção extra contra o desgaste abrasivo.
4. Estudo de caso: Jis skh51 em ferramentas de hobbing de equipamento
Um fabricante de equipamentos automotivos coreanos enfrentou um problema: Seus cortadores de hob padrão HSS estavam se desgastando todos os 800 engrenagens ao usinar eixos de engrenagem de aço de liga de liga (HRC 35). Eles mudaram para Jis Skh51 hobs (revestido com tialn), E aqui está o que aconteceu:
- Processo: Os fogões foram forjados, recozido, usinado para geometria dentária, tratado termicamente (1220 ° C Tiquesagem + Tremagem tripla em 560 ° c), terra para precisão, e revestido com tialn.
- Resultados:
- A vida de Hob aumentou para 3200 engrenagens (300% melhoria) Graças à dureza vermelha de Jis Skh51 e ao revestimento Tialn.
- A velocidade de usinagem aumentou de 30 para 45 m/meu (50% mais rápido), Cortando o tempo de produção por equipamento por 25%.
- A qualidade da engrenagem melhorou: A rugosidade da superfície do dente caiu de RA 1.6 μM a RA 0.8 μm (engrenagens mais suaves reduzem o ruído em transmissões automotivas).
- Por que funciona: Tungstênio e cobalto em Jis Skh51 mantiveram a dureza do HOB em altas temperaturas de corte (500+ ° c), Enquanto o revestimento Tialn reduziu o atrito entre os dentes de hob e a engrenagem de aço - minimizando o desgaste.
5. Ele Skh51 vs.. Outros materiais de corte
Como o JIS SKH51 se compara a alternativas comuns para ferramentas de corte? Vamos avaliar as principais propriedades:
| Material | Dureza (HRC) | Dureza vermelha (600 ° c) | Resistência ao desgaste | MACHINABILIDADE | Custo (vs.. Ele Skh51) | Melhor para |
|---|---|---|---|---|---|---|
| JIS SKH51 Aço de alta velocidade | 63 - 66 | Excelente | Excelente | Pobre (endurecido) | 100% | Corte de alta velocidade de metais duros, engrenagem hobbing |
| HSS padrão (Ele é SKH40) | 60 - 63 | Bom | Bom | Justo (endurecido) | 60% | Corte geral (Aço suave, baixas velocidades) |
| Ferramentas de carboneto | 85 - 90 (Hv) | Excelente | Muito bom | Muito pobre | 300% | Corte de alta velocidade (50+ m/meu), materiais quebradiços |
| Ferramentas de cerâmica | 90 - 95 (Hv) | Fora do comum | Muito bom | Extremamente pobre | 500% | Usinaturas de usinagem (Por exemplo, Inconel), Sem carga de choque |
| Aço carbono (1095) | 55 - 60 | Pobre | Pobre | Excelente | 20% | Corte de baixa velocidade (madeira macia, plástico) |
| Liga de aço (4140) | 30 - 40 | Muito pobre | Justo | Excelente | 30% | Ferramentas não cortadas (Por exemplo, titulares de ferramentas, gabaritos) |
Takeaway -chave: JIS SKH51 oferece o melhor equilíbrio de dureza vermelha, resistência ao desgaste, e resistência ao corte de alta velocidade de metais duros. É mais barato que as ferramentas de carboneto ou cerâmica e muito mais durável que o HSS padrão ou o aço carbono-tornando-o a escolha mais econômica para exigir tarefas de usinagem.
A visão da tecnologia YIGU no JIS SKH51 de alta velocidade de aço
Na tecnologia Yigu, JIS SKH51 é a nossa principal recomendação para clientes que precisam de ferramentas de corte de alto desempenho-de uma engrenagem automotiva que hobbing à usinagem aeroespacial Superlloy. Sua mistura única de carboneto resolve o maior ponto de dor: amolecimento da ferramenta em alta velocidade, o que leva a substituições frequentes. Muitas vezes o combinamos com revestimentos Tialn ou Ticn para prolongar a vida útil da ferramenta em 50 a 100%, Ajudando os clientes a reduzir o tempo de inatividade e aumentar a produtividade. Para os fabricantes focados em precisão e eficiência, JIS SKH51 não é apenas um material de ferramenta - é uma maneira de alcançar consistente, Resultados de alta qualidade nas aplicações de usinagem mais difíceis.
Perguntas frequentes sobre JIS SKH51 Aço de alta velocidade
1. Jis Skh51 pode ser usado para usinar materiais não metálicos, como plásticos ou madeira?
Enquanto Jis Skh51 é tecnicamente capaz, É um exagero para materiais não metálicos. Sua alta dureza e dureza vermelha são projetadas para corte de metal, e usá -lo para plásticos/madeira seria caro e desnecessário. Para não metais, Escolha HSS padrão ou ferramentas de aço carbono em vez disso.
2. Qual é a velocidade máxima de corte que o jis skh51 pode suportar para usinar aço de liga?
Jis skh51 pode cortar aço de liga (HRC 30–35) a velocidades até 50 m/min quando revestido com tialn. Para ferramentas não revestidas, Recomendamos reduzir a velocidade para 30 a 35 m/min para evitar desgaste excessivo. Sempre use o fluido de corte para esfriar a ferramenta e a peça de trabalho.
3. Jis Skh51 é mais caro que o HSS padrão (Ele é SKH40)?
Sim, O JIS SKH51 custa cerca de 60 a 70% a mais que o JIS SKH40 devido ao seu conteúdo superior de tungstênio e cobalto. Mas vale a pena o investimento: As ferramentas jis skh51 duram 2 a 3x mais, Reduza o tempo de inatividade das mudanças de ferramentas, e deixe você usinar em velocidades mais rápidas - economizando dinheiro a longo prazo.
