Aço de alta velocidade M35: Propriedades, Aplicações, Guia de fabricação

Aço de alta velocidade M35 (HSS) é uma liga premium conhecida por seu excepcional alta dureza quente e força aprimorada - traços elevados por seu único Composição química (incluindo 4.75-5.50% cobalto, uma adição chave à sua base de aço M2). Ao contrário do HSS padrão, Retra dureza em temperaturas de até 650 ° C, tornando-a a melhor opção para ferramentas de corte de alto desempenho, A formação de precisão morre, e componentes críticos nas indústrias aeroespaciais e automotivas. 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 extrema durabilidade e confiabilidade de alta temperatura.

1. Propriedades do material -chave do aço de alta velocidade M35

O desempenho do M35 está enraizado em seu calibrado com precisão Composição química- especialmente cobalto, que amplifica suas capacidades mecânicas e de alta temperatura-fazendo suas propriedades robustas.

Composição química

A fórmula do M35 se baseia em aço M2 com cobalto para aumentar o desempenho, com faixas fixas para elementos -chave:

• Teor de carbono: 0.85-1.00% (superior a M2, melhorando resistência ao desgaste formando mais carbonetos duros com tungstênio/vanádio)
• Conteúdo de cromo: 3.75-4.25% (forma carbonetos resistentes ao calor para resistência adicional ao desgaste e garante tratamento térmico uniforme)
• Conteúdo de tungstênio: 5.50-6.75% (elemento central para alta dureza quente- formas de carbonetos que resistem ao amolecimento a 650 ° C+)
• Conteúdo de molibdênio: 4.75-5.50% (trabalha com o tungstênio para aumentar a dureza quente e reduzir a fragilidade)
• Conteúdo de vanádio: 1.75-2.25% (refina o tamanho do grão, Aumenta a resistência, e forma carbonetos de vanádio para resistência superior ao desgaste)
• Conteúdo de cobalto: 4.75-5.50% (elemento definidor - forcens a matriz de aço e aumenta a dureza quente, Elevando o desempenho acima de M2)
• Conteúdo de manganês: 0.20-0.40% (Aumenta a hardenabilidade sem criar carbonetos grossos)
• Conteúdo de silício: 0.15-0.35% (Ajuda a 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 armazenamento de ferramentas 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), M35 oferece desempenho líder da indústria:

• Resistência à tracção: ~ 2100-2600 MPA (100-150 MPA maior que M2, Ideal para operações de força de alto corte, como moer aços de liga dura)
• Força de escoamento: ~ 1700-2100 MPA (Garante que as ferramentas resistam à deformação permanente sob cargas pesadas)
• Alongamento: ~ 10-15% (em 50 mm - ductilidade moderada, o suficiente para evitar rachaduras repentinas durante as vibrações de usinagem)
• Dureza (Rockwell C escala): 63-69 HRC (Após o tratamento térmico - ajustável: 63-65 HRC para ferramentas difíceis de formação, 67-69 HRC para ferramentas de corte resistentes ao desgaste)
• Força de fadiga: ~ 850-1050 MPA (A 10⁷ ciclos-50-100 MPa mais alto que M2, Perfeito para ferramentas sob repetidos ciclos de corte)
• Tenacidade de impacto: Moderado a alto (~ 38-48 J/cm² à temperatura ambiente)- mais alto que as ferramentas de cerâmica, reduzindo o risco de lasca durante o uso

Outras propriedades críticas

• Excelente resistência ao desgaste: Os carbonetos aprimorados com cobalto resistem à abrasão 15-20% melhor que m2, Ideal para usinar metais duros como Inconel ou Tool Aço.
• Alta dureza quente: Retém ~ 62 HRC a 650 ° C (2 HRC maior que M2 a 600 ° C)-Crítico para corte de alta velocidade (Por exemplo, 600+ m/min para ligas de alumínio).
• Boa resistência: Equilibrado com dureza, Então, ele suporta pequenos impactos (Por exemplo, Contato de trabalho da ferramenta) sem quebrar.
• MACHINABILIDADE: Bom (antes do tratamento térmico)- M35 anunciado (dureza ~ 220-250 Brinell) é máquinável com ferramentas de carboneto; Evite usinagem após endurecer (63-69 HRC).
• Soldabilidade: Com cautela - altura de carbono e conteúdo de cobalto aumenta o risco de rachadura; pré -aquecimento (350-400° c) e a temperamento pós-lava-se é necessária para reparos de ferramentas.

2. Aplicações do mundo real do aço de alta velocidade M35

O desempenho de cobalto da M35 o torna ideal para aplicações de corte e formação de alta demanda. Aqui estão seus usos mais comuns:

Ferramentas de corte

• Cortadores de moagem: Mills finais para usinagem de alta velocidade de ligas duras (Por exemplo, Inconel 718) Use M35—dureza quente mantém a nitidez a 600-650 ° C, superando M2 por 25% na vida da ferramenta.
• Turning Tools: Ferramentas de torno para usinagem eixos de turbinas aeroespaciais usam M35 - a resistência de roupas reduz as mudanças da ferramenta, melhorando a eficiência da produção por 45%.
• Broaches: Braaches internos para moldar as engrenagens de alta resistência usam M35-a tendência resiste a lascar, e dureza quente mantém precisão sobre 15,000+ peças.
• Amerizadores: Reamadores de precisão para orifícios de tolerância apertada (± 0,0005 mm) Nas peças de transmissão automotiva usam M35 - a resistência de roupas garante qualidade consistente sobre 20,000+ resmas.

Exemplo de caso: Uma loja de usinagem aeroespacial usada M2 para mover lâminas de turbinas Inconel. Os cortadores M2 entristaram depois 150 peças. Eles mudaram para M35, E os cortadores duraram 225 peças (50% mais longo)—Cutando tempo de relevante por 40% e salvando $24,000 anualmente.

Ferramentas de formação

• Socos: Punchos de alta velocidade para carimbar lençóis de metal grossos (Por exemplo, 10 mm aço) Use M35—Excelente resistência ao desgaste alças 250,000+ estampamentos (50,000 mais que m2).
• Morre: Matrizes de formação a frio para moldar os parafusos de alta resistência usam M35-a tensão resiste à pressão, e a resistência ao desgaste reduz as partes defeituosas por 70%.
• Ferramentas de estampagem: Ferramentas de estampagem finas para conectores eletrônicos usam M35 - Hidade (67-69 HRC) Garante limpo, cortes livres de rebarbas.

Aeroespacial & Indústrias Automotivas

• Indústria aeroespacial: Ferramentas de corte para usinar as lâminas de turbinas de titânio usam M35—alta dureza quente lida com temperaturas de corte de 650 ° C, que suavizaria M2.
• Indústria automotiva: Ferramentas de corte de alta velocidade para usinar blocos de motor (ferro fundido) Use M35 - a resistência de roupas reduz a substituição da ferramenta por 30%, cortando custos de produção.

Engenharia Mecânica

• Engrenagens: Engrenagens pesadas para caixas de engrenagens de turbinas eólicas usam M35-a resistência de roupas estende a vida útil por 30% vs.. M2, reduzindo a manutenção.
• Eixos: Os eixos de acionamento para compressores industriais usam M35 - resistência à tensão (2100-2600 MPA) suporta alto torque, e a força da fadiga resiste ao estresse repetido.
• Rolamentos: Rolamentos de alta carga para equipamentos de mineração Use M35-Resistência de roupas reduz o atrito, redução da frequência de manutenção por 55%.

3. Técnicas de fabricação para M35 de alta velocidade aço

A produção de M35 requer precisão para manter o equilíbrio de cobalto e otimizar o desempenho. 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 cobalto são derretidos a 1.650-1.750 ° C. Monitor de sensores Composição química para manter o cobalto (4.75-5.50%) e outros elementos dentro do alcance - crítico para a dureza quente.
• Forno de oxigênio básico (BOF): Para produção em larga escala-o ferro de soltamento é misturado com sucata de aço; Oxigênio ajusta o teor de carbono. O cobalto e outras ligas são adicionados após o sopro para evitar a oxidação.

2. Processos de rolamento

• Rolamento a quente: Liga fundida é lançada em lingotes, aquecido a 1.100-1.200 ° C., e rolou em barras, pratos, ou fio. O rolamento quente quebra os grandes carbonetos e formas em espaços em branco da ferramenta (Por exemplo, corpos cortadores).
• Rolamento frio: Usado para folhas finas (Por exemplo, Pequeno soco em branco)-Collado rolado à temperatura ambiente para melhorar o acabamento da superfície. Recozimento pós-rolamento (700-750° c) Restaura a usinabilidade.

3. Tratamento térmico (Crítico para desempenho de cobalto)

• Recozimento: Aquecido a 850-900 ° C para 2-4 horas, resfriado lentamente (50° C/hora) a ~ 600 ° C.. Reduz a dureza para 220-250 Brinell, tornando -o máquinável.
• Tireização: Aquecido a 1.220-1.270 ° C. (10-20° C mais alto que M2) para 30-60 minutos, extinto em óleo. Endurece para 67-69 HRC; A extinção do ar reduz a distorção, mas diminui a dureza para 63-65 HRC.
• Temering: Reaquecido para 520-570 ° C. (20-50° C mais alto que M2) para 1-2 horas, refrigerado a ar. Saldos dureza quente e resistência - crítica para ferramentas de corte.
• Recozimento do alívio do estresse: Obrigatório-com raio de 600-650 ° C para 1 hora após a usinagem para reduzir o estresse, prevenindo rachaduras durante a extinção.

4. Formação e tratamento de superfície

• Métodos de formação:
• Pressione formação: Imprensa hidráulica (5,000-10,000 toneladas) forma m35 placas em espaços em branco da ferramenta - varia antes do tratamento térmico.
• Moagem: Após o tratamento térmico, Rodas de diamante refinam as bordas para ± 0,0005 mm de tolerâncias (Por exemplo, flautas de revendedores).
• Usinagem: Mills CNC com ferramentas de carboneto moldam o M35 em geometrias de corte - o resfriado impede o superaquecimento.
• Tratamento de superfície:
• Nitretagem: Aquecido a 500-550 ° C em nitrogênio para formar um 5-10 Camada de nitreto de μM - Boosts Wear Resistência por 30%.
• Revestimento (PVD/CVD): Nitreto de alumínio de titânio (PVD) Os revestimentos reduzem o atrito, estendendo a vida útil da ferramenta por 2.5x.
• Endurecimento: Tratamento térmico final (Tireização + temering) é suficiente para a maioria das aplicações.

5. Controle de qualidade (Garantia de desempenho)

• Teste de dureza: Rockwell C Testes Verifique a dureza pós-temperamento (63-69 HRC) e dureza quente (≥62 HRC a 650 ° C).
• Análise de microestrutura: Confirma a distribuição uniforme de carboneto (nenhum carboneto grande que causa lascas).
• Inspeção dimensional: CMMS Verifique as dimensões da ferramenta para precisão (Por exemplo, Tolerância do orifício de revendedores).
• Teste de desgaste: Simula o corte de alta velocidade (Por exemplo, usinagem Inconel em 550 m/meu) Para medir a vida da ferramenta.
• Teste de tração: Verifica a força de tração (2100-2600 MPA) e força de escoamento (1700-2100 MPA).

4. Estudo de caso: Aço de alta velocidade M35 em usinagem de lâmina de turbina aeroespacial

Um grande fabricante aeroespacial usou M2 para usinar lâminas de turbinas de titânio, mas enfrentou 30% falha da ferramenta devido ao superaquecimento. Eles mudaram para M35, com os seguintes resultados:

• Vida da ferramenta: Os cortadores M35 duraram 200 lâminas (vs.. 130 para m2)- 40% de vida da ferramenta mais longa.
• Taxa de falha: A dureza quente de M35 reduziu as falhas de superaquecimento para 8% (de 30%), economizando $60,000 anualmente em materiais desperdiçados.
• Economia de custos: Apesar dos M35 30% maior custo inicial, o fabricante salvo $190,000 anualmente por meio de mudanças reduzidas de ferramentas e resíduos.

5. M35 Aço de alta velocidade vs. Outros materiais

Como o M35 se compara a M2 e outros materiais de alto desempenho? Vamos quebrá -lo:

Adequação do aplicativo

• Usinagem aeroespacial: M35 supera M2 (Dresidade quente mais alta) para titânio/inconel - mais que m42.
• Corte de alta velocidade: M35 equilibra o desempenho e o custo melhor que o M42 - ideal para usinagem automotiva do motor.
• Formação de precisão: M35 é superior a D2 (melhor resistência) Para estampagem de alto volume-reduz o chipping.

Vista da tecnologia YIGU sobre aço de alta velocidade M35

Na tecnologia Yigu, M35 se destaca como uma solução de alto valor para necessidades de usinagem extremas. Seu cobalto aprimorado dureza quente e resistência ao desgaste o torna ideal para aeroespacial, Automotivo, e clientes de engenharia de precisão. Recomendamos o M35 para cortar ligas duras (Inconel, titânio) e aplicações de alta velocidade-onde supera M2 (Vida de ferramenta mais longa) e oferece melhor valor que M42. Enquanto mais caro, Sua durabilidade reduz os custos de manutenção e reposição, alinhando com nosso objetivo de sustentável, Soluções de fabricação de alto desempenho.

Perguntas frequentes

1. É o aço de alta velocidade M35 melhor que o M2 para usinar ligas duras?

Sim - aumentam os aumentos de conteúdo de cobalto de M35 dureza quente e resistência ao desgaste, fazendo isso 15-20% Mais durável que M2 para ligas duras como Inconel ou Tool Steel. É ideal se você precisar de uma vida útil mais longa para usinagem de alta demanda.

2. M35 pode ser usado para usinagem de metal não ferrosa (Por exemplo, alumínio)?

Sim, Mas muitas vezes é especificado demais. M35 funciona bem para usinagem de alumínio de alta velocidade, Mas M2 é mais barato e suficiente para a maioria dos aplicativos não ferrosos. Reserve M35 para metais rígidos para maximizar a relação custo-benefício.

3. Como o M35 se compara ao aço de alta velocidade M42?

M42 tem dureza quente um pouco maior (~ 64 HRC a 650 ° C vs. M35's 62 HRC) mas é 40% Mais caro e mais difícil de máquina. M35 oferece melhor valor para a maioria das aplicações - escolha M42 para necessidades extremas de corte de 650 ° C+.