M2 Tool Aço: Propriedades, Aplicações, e guia de fabricação

M2 Tool Steel é um aço de alta velocidade premium (HSS) comemorado por seu excepcional alta dureza quente e Excelente resistência ao desgaste—TRAITS possibilitados por sua personalidade Composição química (Rico em tungstênio, molibdênio, e vanádio). Ao contrário dos aços de ferramentas padrão, mantém a nitidez em temperaturas de até 600 ° C, tornando-o o padrão-ouro para ferramentas de corte de alta velocidade, A formação de precisão morre, e componentes de alto desempenho nas indústrias aeroespacial e automotiva. Neste guia, Vamos quebrar suas características principais, Usos do mundo real, processos de fabricação, e como ele se compara a outros materiais, ajudando você a selecioná -lo para projetos que exigem velocidade, durabilidade, e confiabilidade de alta temperatura.

1. Propriedades do material -chave do aço da ferramenta M2

O desempenho da M2 Tool Steel está enraizado em seu calibrado com precisão Composição química, que molda seu robusto propriedades mecânicas, consistente propriedades físicas, e características de alta temperatura de destaque.

Composição química

A fórmula de M2 ​​é otimizada para condições extremas de corte e formação, com faixas fixas para elementos -chave:

• Teor de carbono: 0.80-0.95% (equilibra força e resistência ao desgaste- Binds com tungstênio/vanádio para formar carbonetos duros que retêm bordas afiadas)
• Conteúdo de cromo: 3.75-4.25% (forma carbonetos resistentes ao calor para resistência adicional ao desgaste e aprimora a hardenabilidade, Garantir tratamento térmico uniforme)
• Conteúdo de tungstênio: 5.50-6.75% (o elemento central para alta dureza quente- Formas de carbonetos de tungstênio que resistem ao amolecimento a 600 ° C+)
• Conteúdo de molibdênio: 4.75-5.50% (trabalha com o tungstênio para aumentar a dureza quente e reduzir a fragilidade, melhorando a usabilidade prática)
• Conteúdo de vanádio: 1.75-2.25% (refina o tamanho do grão, Aumenta a resistência, e forma carbonetos de vanádio que melhoram ainda mais a resistência ao desgaste)
• Conteúdo de manganês: 0.20-0.40% (aumenta a hardenabilidade sem criar carbonetos grossos que enfraquecem o aço)
• Conteúdo de silício: 0.15-0.35% (auxilia na desoxidação durante a fabricação e estabiliza o desempenho de alta temperatura)
• Teor de fósforo: ≤0,03% (estritamente controlado para evitar a fragilidade fria, crítico para ferramentas usadas em armazenamento de baixa temperatura)
• Teor de enxofre: ≤0,03% (Ultra-baixo para manter resistência e evite rachaduras durante a formação ou usinagem)

Propriedades físicas

Propriedades mecânicas

Após tratamento térmico padrão (recozimento + Tireização + temering), M2 oferece desempenho líder do setor para aplicações de alta velocidade:

• Resistência à tracção: ~ 2000-2500 MPA (mais alto que a maioria dos aços de ferramentas, Adequado para operações de força de alto corte, como a moagem de aço duro)
• Força de escoamento: ~ 1600-2000 MPa (Garante que as ferramentas resistam à deformação permanente sob cargas pesadas de usinagem)
• Alongamento: ~ 10-15% (em 50 mm - ductilidade moderada, o suficiente para evitar rachaduras repentinas durante as vibrações de usinagem)
• Dureza (Rockwell C escala): 62-68 HRC (Após o tratamento térmico - ajustável: 62-64 HRC para ferramentas difíceis de formação, 66-68 HRC para ferramentas de corte resistentes ao desgaste)
• Força de fadiga: ~ 800-1000 MPa (Aos 10⁷ Ciclos-Superior a aços frios como D2, Ideal para ferramentas sob repetidos ciclos de corte)
• Tenacidade de impacto: Moderado a alto (~ 35-45 J/cm² à temperatura ambiente)- mais alto que as ferramentas de cerâmica, reduzindo o risco de lascar durante o uso

Outras propriedades críticas

• Excelente resistência ao desgaste: Os carbonetos de tungstênio e vanádio resistem à abrasão, mesmo em alta velocidade, tornando -o ideal para usinar metais duros como aço ou ferro fundido.
• Alta dureza quente: Retém ~ 60 HRC a 600 ° C (muito mais alto que os aços da ferramenta A2 ou D2)-crítico para manter a nitidez durante o corte de alta velocidade (Por exemplo, 500+ m/min para alumínio).
• Boa resistência: Equilibrado com dureza, para que possa suportar pequenos impactos (Por exemplo, Contato repentino da ferramenta com as bordas da peça de trabalho) sem quebrar.
• MACHINABILIDADE: Bom (antes do tratamento térmico)- M2 anunciado (dureza ~ 220-250 Brinell) é fácil de máquina com ferramentas de carboneto; Evite usinagem após endurecer (62-68 HRC).
• Soldabilidade: Com cautela - o conteúdo de carbono e liga de alto carbono aumenta o risco de rachadura; pré -aquecimento (300-400° c) e a temperamento pós-lava.

2. Aplicações do mundo real do aço da ferramenta M2

Mistura de m2 de alta dureza quente, Excelente resistência ao desgaste, E a resistência o torna ideal para o corte e a formação de precisão em alta velocidade entre as indústrias. Aqui estão seus usos mais comuns:

Ferramentas de corte

• Cortadores de moagem: Mills finais e fábrica para usinagem de alta velocidade de aço, ferro fundido, ou metais de liga usam m2—dureza quente mantém a nitidez a 500-600 ° C temperaturas de corte, Superando as alternativas HSS padrão.
• Turning Tools: Ferramentas de torno para giro de alta velocidade de eixos automotivos ou componentes aeroespaciais usam M2-a resistência de roupas reduz as alterações da ferramenta, melhorando a eficiência da produção por 40%.
• Broaches: Braaches internos para moldar engrenagens ou splines usam M2 - a tendência resiste à lasca, E a dureza quente mantém precisão durante longas corridas de broche (10,000+ peças por ferramenta).
• Amerizadores: Resclitores de precisão para criar orifícios de tolerância apertada (± 0,001 mm) Use M2 - a resistência de roupas garante a qualidade consistente do buraco sobre 15,000+ operações de arrecadação.

Exemplo de caso: Uma loja de usinagem usou aço de ferramenta A2 para moagem de cortadores que usam peças de aço carbono. Os cortadores A2 entristaram depois 800 peças, exigindo relevante frequente. Eles mudaram para M2, E os cortadores duraram 3,200 peças (300% mais longo)—Cutando tempo de relevante por 75% e salvando $18,000 anualmente.

Ferramentas de formação

• Socos: Punchos de alta velocidade para carimbar folhas de metal (Por exemplo, Placas de circuito eletrônicas) Use M2—Excelente resistência ao desgaste alças 200,000+ Carimbos sem desgaste da borda.
• Morre: Matrizes de formação a frio para moldar parafusos ou parafusos usam M2-a tensão resiste à pressão, e resistência ao desgaste mantém a precisão da matriz, reduzindo partes defeituosas por 60%.
• Ferramentas de estampagem: Ferramentas de estampagem finas para criar pequenas peças de metal (Por exemplo, Assista aos componentes) Use M2 - Habilidade (62-68 HRC) Garante limpo, cortes livres de rebarbas.

Aeroespacial & Indústrias Automotivas

• Indústria aeroespacial: Ferramentas de corte para usinagem de titânio ou componentes do Inconel (Por exemplo, Blades de turbina) Use M2—alta dureza quente lida com temperaturas de corte de 600 ° C, o que suavizaria aços comuns da ferramenta comuns.
• Indústria automotiva: Ferramentas de corte de alta velocidade para usinagem de blocos de motor ou peças de transmissão usam M2-Resistência de roupas reduz a substituição da ferramenta, Cortando os custos de produção por 35%.

Engenharia Mecânica

• Engrenagens: Engrenagens industriais pesadas (Por exemplo, em sistemas transportadores ou turbinas eólicas) Use M2-A resistência de roupas lida com contato metal-metal, estendendo a vida útil da engrenagem por 2,5x.
• Eixos: Eixos de acionamento para máquinas de alta velocidade (Por exemplo, centrífugas ou misturadores industriais) Use M2 - Força Tense (2000-2500 MPA) suporta torque, e a força da fadiga resiste ao estresse repetido.
• Rolamentos: Rolamentos de alta carga para equipamentos industriais Use M2-Resistência de roupas reduz o atrito, redução da frequência de manutenção por 50%.

3. Técnicas de fabricação para a aço da ferramenta M2

A produção de aço da ferramenta M2 requer precisão para manter seu equilíbrio químico e otimizar o desempenho de alta temperatura. Aqui está o processo detalhado:

1. Processos metalúrgicos (Controle de composição)

• Forno de arco elétrico (Eaf): Método primário - aço de arranhão, tungstênio, molibdênio, vanádio, e outras ligas são derretidas a 1.650-1.750 ° C. Monitor de sensores Composição química Para manter os elementos dentro dos intervalos fixos de M2 (Por exemplo, 5.50-6.75% tungstênio), crítico para dureza quente.
• Forno de oxigênio básico (BOF): Para produção em larga escala-Molter ferro de um forno de explosão é misturado com sucata de aço, Então o oxigênio é soprado para ajustar o teor de carbono. Ligas (tungstênio, vanádio) são adicionados após o sopro para evitar a oxidação.

2. Processos de rolamento

• Rolamento a quente: A liga derretida é lançada em lingotes, aquecido a 1.100-1.200 ° C., e rolou em barras, pratos, ou fio. O rolamento quente quebra carbonetos grandes e molda o material em espaços em branco da ferramenta (Por exemplo, corpos cortadores ou espaços em branco).
• Rolamento frio: Usado para folhas finas ou arame (Por exemplo, Pequeno soco em branco)-resfriado à temperatura ambiente para melhorar o acabamento da superfície e a precisão dimensional. O rolamento frio aumenta a dureza, Portanto, o recozimento segue para restaurar a máquinabilidade.

3. Tratamento térmico (Crítico para desempenho quente)

O tratamento térmico de M2 ​​é adaptado para maximizar a dureza e a resistência quentes:

• Recozimento: Aquecido a 850-900 ° C e mantido para 2-4 horas, Em seguida, esfriou lentamente (50° C/hora) a ~ 600 ° C.. Reduz a dureza para 220-250 Brinell, tornando -o máquinável e aliviando o estresse interno.
• Tireização: Aquecido a 1.200-1.250 ° C. (austenitizando) e mantido para 30-60 minutos (mais do que outros aços de ferramentas para dissolver carbonetos), Em seguida, extinto em óleo ou ar. A extinção do óleo endurece o aço para 66-68 HRC; Taming aéreo (Mais devagar) reduz a distorção, mas diminui a dureza para 62-64 HRC.
• Temering: Reaquecido para 500-550 ° C. (para dureza quente) ou 300-400 ° C. (por resistência) e mantido para 1-2 horas, Em seguida, resfriado ao ar. Temperagem em saldos de 500-550 ° C alta dureza quente e resistência - crítica para ferramentas de corte; Temperaturas de temperamento mais baixas priorizam a força para a formação de ferramentas.
• Recozimento do alívio do estresse: Obrigatório-com raio de 600-650 ° C para 1 hora após a usinagem (Antes do tratamento térmico final) Para reduzir o estresse de corte, o que poderia causar rachaduras durante a extinção.

4. Formação e tratamento de superfície

• Métodos de formação:
• Pressione formação: Usa prensas hidráulicas (5,000-10,000 toneladas) Para moldar as placas M2 em grandes espaços em branco da ferramenta - varia antes do tratamento térmico, Quando o aço é macio.
• Moagem: Após o tratamento térmico, Moagem de precisão (com rodas de diamante) refina as bordas da ferramenta para tolerâncias apertadas (Por exemplo, ± 0,0005 mm para revendedores) e cria superfícies de corte nítidas.
• Usinagem: Mills CNC com ferramentas de carboneto moldam M2 em geometrias de ferramentas de corte (Por exemplo, dentes de moinho ou flautas) quando recozido. É necessário o líquido de arrefecimento para evitar superaquecimento - as velocidades de maquinação são 15-20% mais lento que aços de baixa liga.
• Tratamento de superfície:
• Endurecimento: Tratamento térmico final (Tireização + temering) é suficiente para a maioria das aplicações - não é necessário endurecer a superfície adicional.
• Nitretagem: Para ferramentas de corte de desgastamento alto (Por exemplo, Cortadores de moagem)-Soltado para 500-550 ° C em uma atmosfera de nitrogênio para formar uma camada de nitreto rígida (5-10 μm), impulsionando resistência ao desgaste por 30%.
• Revestimento (PVD/CVD): Revestimentos finos como nitreto de alumínio de titânio (PVD) são aplicados a ferramentas de corte - reduz o atrito e estende a vida útil da ferramenta por 2.5x, especialmente para usinagem de alta velocidade de metais duros.

5. Controle de qualidade (Garantia de desempenho quente)

• Teste de dureza: Usa os testadores de Rockwell C para verificar a dureza pós-temperamento (62-68 HRC) e dureza quente (≥60 HRC a 600 ° C)- Crítico para o desempenho de corte.
• Análise de microestrutura: Examina a liga sob um microscópio para confirmar a distribuição uniforme de carboneto (nenhum carboneto grande que causa lascas) e temperamento adequado (Sem martensita quebradiça).
• Inspeção dimensional: Usa máquinas de medição de coordenadas (Cmm) Para verificar as dimensões da ferramenta - define a precisão para ferramentas de corte como revendedores ou broche.
• Teste de desgaste: Simula o corte de alta velocidade (Por exemplo, Aço de usinagem em 500 m/meu) Para medir a vida da ferramenta - as ferramentas M2 atendem às expectativas de durabilidade.
• Teste de tração: Verifica a força de tração (2000-2500 MPA) e força de escoamento (1600-2000 MPA) Para atender às especificações M2.

4. Estudo de caso: M2 Tool Aço em usinagem aeroespacial turbina lâmina

Um fabricante aeroespacial utilizou ferramentas de cerâmica para usinar lâminas de turbinas inconveninas, mas enfrentou lascas de ferramentas frequentes (40% taxa de falha) e altos custos de reposição ($30,000 mensal). Eles mudaram para ferramentas de corte M2, com os seguintes resultados:

• Vida da ferramenta: As ferramentas M2 duraram 200 Ciclos de usinagem da lâmina (vs.. 60 Ciclos para cerâmica)- Redução de substituição da ferramenta por 70%.
• Taxa de lasca: A tenacidade de M2 ​​abaixou lascas para 8% (de 40%), reduzindo lâminas desperdiçadas e salvando $50,000 anualmente em custos de material.
• Economia de custos: Enquanto as ferramentas M2 custam 25% mais adiantado, A vida útil mais longa e menor taxa de falha salvaram o fabricante $180,000 anualmente.

5. M2 Tool Aço vs. Outros materiais

Como o M2 se compara a outros aços de ferramentas e materiais de alto desempenho? Vamos quebrá -lo com uma tabela detalhada:

Adequação do aplicativo

• Ferramentas de corte de alta velocidade: M2 é melhor que A2/D2 (dureza quente superior) e mais barato que as ferramentas de cerâmica - ideal para usinagem de aço ou inconvenção em altas velocidades.
• Usinagem aeroespacial: M2 supera H13 (Dresidade quente mais alta) Para cortar titânio ou inconel - crítico para a produção de lâminas de turbina.
• Ferramentas de formação de precisão: M2 é superior a D2 (melhor resistência) Para estampagem de alto volume-reduz a vida útil e estende a vida útil da ferramenta.
• Engrenagens/eixos mecânicos: M2 equilibra força e resistência ao desgaste melhor que A2-adequado para alta carga, máquinas de alta velocidade.

Vista da tecnologia YIGU sobre a aço da ferramenta M2

Na tecnologia Yigu, Vemos M2 como uma pedra angular para aplicações de corte e formação de alto desempenho. Isso é alta dureza quente, Excelente resistência ao desgaste, e resistência equilibrada o torna ideal para clientes em aeroespacial, Automotivo, e usinagem de precisão. Recomendamos M2 para recortes de moagem, Amerizadores, e ferramentas de componentes aeroespaciais - onde supera A2/D2 (Melhor desempenho de alta temperatura) e oferece mais valor do que ferramentas de cerâmica. Enquanto M2 custa mais, sua vida útil mais longa e menor manutenção alinhada com nosso objetivo de sustentável, soluções econômicas para exigir necessidades de fabricação.

Perguntas frequentes

1. O aço da ferramenta M2 pode ser usado para usinar metais não ferrosos (Por exemplo, alumínio)?

Sim - M2's Excelente resistência ao desgaste Funciona bem para usinagem de alta velocidade de alumínio, embora possa ser especificado demais para metais não ferrosos suaves. Para economia de custos, Use aço de ferramenta A2 para alumínio; reserva m