Aço estrutural NAK55: Propriedades, Aplicações, Guia de fabricação

O aço estrutural NAK55 é uma liga premium adaptada para fabricação de precisão, comemorado por sua mistura equilibrada de Excelente resistência ao desgaste, alta tenacidade, e resistência confiável à corrosão. É cuidadosamente calibrado Composição química- com cromo controlado, molibdênio, e adições de vanádio - faz com que seja uma melhor opção para aplicações exigentes, como moldes de injeção plástica, Ferramentas de fundição, 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 precisão e durabilidade.

1. Propriedades do material -chave do aço estrutural Nak55

O desempenho da NAK55 decorre de seu otimizado Composição química, que oferece propriedades físicas e mecânicas consistentes adaptadas para tarefas de engenharia de precisão.

Composição química

A fórmula de Nak55 é equilibrada para priorizar a resistência e resistência ao desgaste, com faixas fixas para elementos -chave:

• Teor de carbono: 0.30-0.40% (equilibra força e resistência- Low o suficiente para evitar a fragilidade em grandes moldes, Alto o suficiente para formar carbonetos duros para resistência ao desgaste)
• Conteúdo de cromo: 3.00-3.50% (forma uma camada de óxido protetor para boa resistência à corrosão e aprimora a hardenabilidade, Garantir resultados uniformes de tratamento térmico)
• Conteúdo de molibdênio: 0.20-0.40% (Aumenta a força de alta temperatura e a resistência à fadiga térmica, Ideal para moldes de fundição expostos a metais fundidos)
• Conteúdo de vanádio: 0.10-0.20% (refina o tamanho do grão, melhora a resistência, e forma pequenos carbonetos de vanádio que aprimoram resistência ao desgaste)
• Conteúdo de manganês: 0.20-0.50% (Aumenta a hardenabilidade sem criar carbonetos grossos que enfraquecem o aço)
• Conteúdo de silício: 0.10-0.30% (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 moldes usados ​​em ambientes de baixa temperatura)
• Teor de enxofre: ≤0,03% (Ultra-baixo para manter a resistência e evitar rachaduras durante a formação ou usinagem)

Propriedades físicas

Propriedades mecânicas

Após tratamento térmico padrão (recozimento + Tireização + temering), Nak55 oferece desempenho confiável para aplicações de precisão:

• Resistência à tracção: ~ 1500-1800 MPA (Adequado para componentes de carga de carga, como peças de transmissão automotiva e núcleos de mofo)
• Força de escoamento: ~ 1200-1500 MPa (garante que as peças resistam à deformação permanente sob pressão de injeção ou cargas de fundição)
• Alongamento: ~ 10-15% (em 50 mm - altíssimo o suficiente para evitar rachaduras durante a montagem do molde ou a instalação do componente)
• Dureza (Rockwell C escala): 52-56 HRC (Após o tratamento térmico - ideal para equilibrar a resistência ao desgaste e a usinabilidade; mais suave que a ferramenta d2 aço, mas mais resistente)
• Força de fadiga: ~ 700-800 MPA (em 10⁷ ciclos-crítico para moldes de alto volume usados 100,000+ vezes, como ferramentas de injeção plástica)
• Tenacidade de impacto: Moderado a alto (~ 40-50 J/cm² à temperatura ambiente)—Ha mais do que muitos aços de ferramentas, tornando -o adequado para moldes grandes que suportam a tensão de montagem.

Outras propriedades críticas

• Excelente resistência ao desgaste: Os carbonetos de cromo e vanádio resistem à abrasão, prolongando a vida útil dos moldes (Por exemplo, 300,000+ Ciclos para moldes de injeção plástica) e componentes.
• Boa resistência à corrosão: A camada de óxido de cromo protege contra resinas plásticas, Die Fluids de fundição, e produtos químicos leves, evitando manchas ou degradação.
• Alta tenacidade: Equilibrado com dureza, Então Nak55 suporta a pressão de fixação (até 8,000 KN para moldes de tamanho médio) sem quebrar.
• MACHINABILIDADE: Moderado - NAK55, anunciado (dureza ~ 200-230 Brinell) é fácil de máquina com ferramentas de carboneto; A moagem pós-tratamento é direta para acabamentos de precisão.
• Soldabilidade: Com cautela - o conteúdo de alta liga aumenta o risco de rachaduras; pré -aquecimento (250-300° c) e a temperamento pós-solda são necessários para reparos de moldes ou modificações de componentes.

2. Aplicações do mundo real do aço estrutural Nak55

A versatilidade e as propriedades equilibradas da NAK55 o tornam ideal para indústrias que exigem precisão, durabilidade, e consistência. Aqui estão seus usos mais comuns:

Moldagem por injeção de plástico

• Moldes para peças plásticas: Moldes para eletrônicos de consumo (Por exemplo, Casas de laptop) Use Nak55—resistência suporta ciclos diários de fixação, e Resistência à corrosão resiste a produtos químicos de resina plástica, garantindo nenhuma coloração de peça.
• Componentes de núcleo e cavidade: Núcleos de molde de precisão (Para pequenos orifícios em peças de plástico) Use Nak55 - a resistência de roupas mantém tolerâncias rígidas (± 0,002 mm) sobre 250,000 ciclos, reduzindo partes defeituosas.

Exemplo de caso: Um fabricante eletrônico usado 420 Aço inoxidável para moldes de revestimento de laptop, mas enfrentou desgaste do núcleo frequente (precisando de substituição a cada 180,000 ciclos). Eles mudaram para Nak55, e núcleos duraram 320,000 ciclos (78% mais longo)- Custos de manutenção de mofo por $35,000 anualmente.

Morrer de elenco

• Moldes para fundição de metal: Moldes de fundição de zinco (Para maçanetas de portas automotivas) Use Nak55—força de alta temperatura resistente ao zinco fundido de 450 ° C, e a resistência à fadiga térmica evita rachaduras com aquecimento/resfriamento repetidos.
• Componentes de núcleo e cavidade: Núcleos de fundição de alumínio (Para peças do motor) Use Nak55 - Resistência de roupas lida com alumínio derretido abrasivo, garantindo geometria de parte consistente sobre 150,000 ciclos.

Forjando e estampando

• Stamping morre: Feteca de chapas METAL DIES (Para colchetes internos automotivos) Use Nak55—resistência ao desgaste resiste ao atrito do metal, garantindo bordas de suporte limpo 200,000 estampamentos.
• Forjando matrizes: Forjamento frio morre (Para pequenos prendedores de aço) Use Nak55 - a tensão suporta a pressão de forjamento (até 5,000 KN), e a resistência do desgaste estende a vida de morrer por 50% vs.. Aço carbono padrão.

Aeroespacial, Automotivo & Indústrias médicas

• Indústria aeroespacial: Pequenos componentes de precisão (Por exemplo, Altas do sensor de aeronave) Use Nak55—força de fadiga resiste à vibração durante o vôo, e a estabilidade dimensional garante a precisão do sensor.
• Indústria automotiva: Componentes de alto desempenho (Por exemplo, engrenagens de transmissão) Use Nak55 - a força de) lida com o torque, e resistência ao desgaste reduz a degradação da engrenagem, estendendo a vida útil do serviço.
• Indústria médica: Componentes do instrumento cirúrgico (Por exemplo, alças do bisturi) Use Nak55—Resistência à corrosão suporta esterilização de autoclave, e a biocompatibilidade garante não lixiviação tóxica, atendendo aos padrões de segurança médica.

3. Técnicas de fabricação para aço estrutural Nak55

A produção de Nak55 requer precisão para manter seu equilíbrio de liga e garantir um desempenho consistente. Aqui está o processo detalhado:

1. Processos metalúrgicos (Controle de composição)

• Forno de arco elétrico (Eaf): Método primário - aço de arranhão, cromo, 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 de Nak55 (Por exemplo, 3.00-3.50% cromo), crítico para corrosão e resistência ao desgaste.
• Forno de oxigênio básico (BOF): Para produção em larga escala-Molter ferro de um forno de explosão é misturado com sucata de aço; Oxigênio ajusta o teor de carbono. As ligas são adicionadas após o sopro para evitar a oxidação e garantir composição precisa.

2. Processos de rolamento

• Rolamento a quente: Liga fundida é lançada em lingotes, aquecido a 1.100-1.200 ° C., e rolou em pratos, barras, ou blocos. O rolamento quente quebra carbonetos grandes e molda o material em espaços em branco (Por exemplo, 400×400 MM blocos para moldes de injeção).
• Rolamento frio: Usado para componentes finos (Por exemplo, Inserções de estampagem)-resfriado à temperatura ambiente para melhorar o acabamento da superfície e a precisão dimensional. Recozimento pós-rolamento (700-750° c) Restaura a usinabilidade suavizando o aço.

3. Tratamento térmico (Adaptado à aplicação)

O tratamento térmico é fundamental para desbloquear as propriedades equilibradas da NAK55:

• Recozimento: Aquecido a 800-850 ° C e mantido para 2-3 horas, Em seguida, esfriou lentamente (50° C/hora) a ~ 600 ° C.. Reduz a dureza para 200-230 Brinell, tornando -o máquinável e aliviando o estresse interno.
• Tireização: Aquecido a 880-920 ° C. (austenitizando) e mantido para 30-45 minutos (Dependendo da espessura da peça), Em seguida, extinto em petróleo. Endurecer o aço para 54-56 HRC; Taming aéreo (Mais devagar) reduz a distorção, mas diminui a dureza para 52-54 HRC (ideal para moldes grandes).
• Temering: Reaquecido para 450-500 ° C para 1-2 horas, Em seguida, resfriado ao ar. Saldos resistência e resistência ao desgaste - crítica para moldes de injeção plástica; evita demais, o que reduziria a dureza.
• 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, impedindo a deformação do molde durante o uso.

4. Formação e tratamento de superfície

• Métodos de formação:
• Pressione formação: Imprensa hidráulica (5,000-8,000 toneladas) moldar as placas Nak55 em cavidades de molde ou em espaços em branco componentes - varia antes do tratamento térmico.
• Usinagem: Mills CNC com ferramentas de carboneto cortam formas complexas (Por exemplo, Cavidades de mofo para eletrônicos) em NAK55 recozidos - o refrigerador impede o superaquecimento e garante superfícies suaves.
• Moagem: Após o tratamento térmico, Rodas de diamante refinam peças de precisão (Por exemplo, núcleos de mofo) para ra 0.05 μm rugosidade, Garantir que peças plásticas tenham acabamentos de alta qualidade.
• Tratamento de superfície:
• Nitretagem: Aquecido a 480-520 ° C em uma atmosfera de nitrogênio para formar um 5-8 Camada de nitreto de μM - Boosts Wear Resistência por 25% (Ideal para carimbar matrizes ou núcleos de fundição).
• Revestimento (PVD/CVD): Nitreto de titânio (PVD) Os revestimentos são aplicados às superfícies do mofo - reduz a aderência de plástico, Melhorando a liberação de peças e estendendo a vida útil do molde.
• Endurecimento: Tratamento térmico final (Tireização + temering) é suficiente para a maioria das aplicações - não é necessário endurecer a superfície adicional.

5. Controle de qualidade (Garantia de precisão)

• Teste de dureza: Rockwell C Testes Verifique a dureza pós-temperamento (52-56 HRC)- As garantias correspondem às necessidades de aplicativos.
• Análise de microestrutura: Examina a liga sob um microscópio para confirmar a distribuição uniforme de carboneto (sem carbonetos grandes que causam desgaste ou rachaduras).
• Inspeção dimensional: Coordenar máquinas de medição (Cmms) Verifique as dimensões da peça para ± 0,001 mm - crítico para moldes de precisão e componentes aeroespaciais.
• Teste de corrosão: Testes de pulverização de sal (por ASTM B117) verificar boa resistência à corrosão- essencial para instrumentos médicos e moldes de plástico expostos a resinas.
• Teste de tração: Verifica a força de tração (1500-1800 MPA) e força de escoamento (1200-1500 MPA) Para atender às especificações da NAK55.

4. Estudo de caso: Aço estrutural NAK55 em moldes de fundição de matriz automotiva

Um fornecedor automotivo usou aço de ferramenta H13 para moldes de fundição de zinco (para maçanetas de porta) Mas enfrentou dois problemas: fadiga térmica rachando depois 120,000 ciclos e altos custos de manutenção. Eles mudaram para Nak55, com os seguintes resultados:

• Resistência à fadiga térmica: Sem rachaduras depois 250,000 Ciclos - a vida de que a vida dobrou, reduzindo os custos de reposição por $60,000 anualmente.
• Qualidade de peça: A estabilidade dimensional de Nak55 reduziu as maçanetas de portas defeituosas de 5% para 1%, economizando $20,000 em desperdício de material.
• Economia de custos: Apesar de 20% maior custo de molde inicial, o fornecedor salvo $75,000 anualmente por meio de taxas de manutenção e defeito mais baixos.

5. NAK55 Aço estrutural vs. Outros materiais

Como o Nak55 se compara a aços e materiais alternativos para aplicações de precisão? Vamos quebrá -lo:

Adequação do aplicativo

• Moldes de injeção plástica: Nak55 equilibra resistência à resistência e corrosão - mais que A2 (corrosão justa) e mais barato que H13, tornando-o ideal para moldes de volume de médio.
• Moldes de fundição: A resistência à fadiga térmica do NAK55 supera o H13 para fundição de zinco/alumínio - custo mais baixo e usinagem mais fácil do que D2.
• Componentes aeroespaciais: A força de fadiga e a estabilidade dimensional da NAK55 rival H13 a um custo menor - adequado para pequenas peças de precisão.
• Instrumentos médicos: 420 aço inoxidável tem melhor resistência à corrosão, Mas a maior resistência do Nak55 torna melhor para alças de instrumentos que suportam o impacto.

Vista da tecnologia YIGU sobre aço estrutural Nak55

Na tecnologia Yigu, Nak55 se destaca como uma solução versátil para fabricação de precisão. Está equilibrado resistência ao desgaste, resistência, e a resistência à corrosão o torna ideal para clientes em moldagem de plástico, fundição de matriz automotiva, e aeroespacial. Recomendamos Nak55 para moldes e componentes de médio a alto volume (melhor resistência) e oferece melhor valor que H13. Enquanto mais caro que aços básicos, sua vida longa e baixa manutenção se alinham com nosso objetivo de sustentável, soluções econômicas para indústrias exigindo precisão e durabilidade.

Perguntas frequentes

1. O aço estrutural Nak55 é adequado para moldes de injeção plástica grandes?

Sim - o NAK55 está alto resistência E o baixo coeficiente de expansão térmica o torna ideal para moldes grandes (Por exemplo, 1M+ em tamanho). Temperando para 52-54 A HRC reduz a fragilidade, e sua usinabilidade garante que geometrias complexas de molde possam ser produzidas com precisão.

2. O NAK55 pode ser usado para instrumentos médicos que requerem esterilização?

Sim - NAK55's boa resistência à corrosão suporta esterilização de autoclave (121° c, 15 psi) sem ferrugem. Para aplicações críticas (Por exemplo, Lâminas cirúrgicas), Adicione um revestimento de PVD para aumentar a resistência à corrosão e a biocompatibilidade.

3. Como Nak55 se compara a H13 para moldes de fundição?

Nak55 é 10% mais barato que o H13 e mais fácil de máquina, enquanto oferece resistência de fadiga térmica semelhante para fundição de matriz de zinco/alumínio. H13 tem maior dureza quente (melhor para metais de alta temperatura, como o cobre), Mas Nak55 é mais econômico para a maioria das necessidades de elenco.