O2 Tool Aço: Propriedades, Aplicações, e guia de fabricação

O2 Tool Steel é uma ferramenta de trabalho a frio versátil comemorado por sua mistura equilibrada de Excelente resistência ao desgaste, força confiável, e máquinabilidade prática. É cuidadosamente calibrado Composição química-com carbono moderado e baixo teor de cromo-faz uma escolha econômica para ferramentas de corte, formando matrizes, e componentes de alta resistência no aeroespacial, Automotivo, e engenharia mecânica. 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 durabilidade sem comprometer a usabilidade.

1. Propriedades do material -chave do aço da ferramenta O2

O desempenho do O2 Tool Steel decorre de seu otimizado Composição química, que oferece propriedades físicas e mecânicas consistentes adaptadas para tarefas de corte a frio e corte de precisão.

Composição química

A fórmula de O2 prioriza a resistência e a resistência do desgaste, com faixas fixas para elementos -chave:

• Teor de carbono: 0.90-1.05% (alto o suficiente para formar carbonetos duros para Excelente resistência ao desgaste, Baixo o suficiente para manter a tenacidade moderada para a formação de frio)
• Conteúdo de cromo: 0.40-0.60% (Baixa em comparação com outros aços de ferramentas - a endurecimento ligeiramente sem redução de máquinas)
• Conteúdo de manganês: 0.20-0.40% (Aumenta a hardenabilidade e a resistência à tração sem criar carbonetos grossos que enfraquecem o aço)
• Conteúdo de silício: 0.15-0.35% (auxilia na desoxidação durante a fabricação e estabiliza as propriedades mecânicas)
• Teor de fósforo: ≤0,03% (estritamente controlado para evitar a fragilidade fria, crítico para ferramentas usadas em ambientes 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), O2 oferece desempenho confiável para aplicações de trabalho frio:

• Resistência à tracção: ~ 1800-2200 MPA (Adequado para ferramentas de corte de carga e matrizes de formação)
• Força de escoamento: ~ 1500-1800 MPA (Garante)
• Alongamento: ~ 10-15% (em 50 mm - ductilidade moderada, O suficiente para evitar rachaduras durante a montagem da ferramenta ou impacto da luz)
• Dureza (Rockwell C escala): 60-65 HRC (Após o tratamento térmico - ideal para equilibrar resistência ao desgaste e retenção de arestas; Mais difícil que a 2 aço da ferramenta, mas mais máquinável que D2)
• Força de fadiga: ~ 700-800 MPA (Aos 10⁷ ciclos-críticos para ferramentas de corte de alto volume usadas repetidamente, como cortadores de moagem da linha de produção)
• Tenacidade de impacto: Moderado (~ 30-40 J/cm² à temperatura ambiente)- mais baixo que A2, mas superior a D2, tornando-o adequado para tarefas de trabalho frio não pesado.

Outras propriedades críticas

• Excelente resistência ao desgaste: Os carbonetos à base de carbono resistem à abrasão, prolongando a vida útil da ferramenta (Por exemplo, 200,000+ Ciclos para matrizes de estampagem) e reduzir a frequência de reposição.
• Boa resistência: Equilibrado com dureza, Então O2 suporta pressão de formação a frio (até 6,000 KN para matrizes de estampagem pequenas) sem lascar.
• MACHINABILIDADE: Bom (antes do tratamento térmico)- O2 anunciado (dureza ~ 200-230 Brinell) é fácil de máquina com ferramentas de carboneto; A moagem pós-tratamento é direta para as bordas de precisão.
• Soldabilidade: Com cautela - o alto teor de carbono aumenta o risco de rachadura; pré -aquecimento (250-300° c) e a temperamento pós-solda é necessária para reparos ou modificações de ferramentas.

2. Aplicações do mundo real do aço de ferramenta O2

A versatilidade e a relação custo. Aqui estão seus usos mais comuns:

Ferramentas de corte

• Cortadores de moagem: Usinas finais para usinagem de aço suave ou uso de alumínio O2—resistência ao desgaste mantém a nitidez 30% mais do que aços de baixo carbono, reduzindo o tempo de relevante.
• Turning Tools: Ferramentas de torno para transformar metais não ferrosos (Por exemplo, latão ou cobre) Use O2 - Toughness resiste às vibrações leves, garantindo acabamentos de superfície lisa.
• Broaches: Braaches internos para moldar peças de aço macio (Por exemplo, dentes de engrenagem) Use O2 - A máquina de condomínio permite geometrias complexas de broche, e a resistência ao desgaste garante cortes consistentes sobre 15,000+ peças.
• Amerizadores: Reamadores de precisão para criar orifícios de tolerância a média (± 0,005 mm) Use O2 - Retenção de arestas mantém a precisão do buraco 10,000+ resmas.

Exemplo de caso: Uma pequena loja de usinagem usava aço de baixo carbono para ferramentas de giro de alumínio, mas voltou a entrar depois de 500 peças. Eles mudaram para O2, e as ferramentas duraram 1,200 peças (140% mais longo)- Custos de substituição da ferramenta de corte por $12,000 anualmente.

Ferramentas de formação

• Socos: Ferramentas de perfil a frio para chapas metálicas (Por exemplo, Criando orifícios entre colchetes) Use O2—resistência ao desgaste alças 150,000+ Punchos sem desgaste da borda, reduzindo partes defeituosas.
• Morre: Carimbo matriz para pequenos componentes de metal (Por exemplo, conectores eletrônicos) Use O2 - Toughness suporta a pressão de estampagem (até 4,000 KN), e a maquinabilidade permite cavidades complexas de matriz.
• Ferramentas de estampagem: Ferramentas de estampagem finas para folhas de aço finas (Por exemplo, produção de arruela) Use O2 - Habilidade (60-65 HRC) Garante limpo, Bordas livres de rebarbas.

Aeroespacial, Automotivo & Engenharia Mecânica

• Indústria aeroespacial: Pequenos componentes de precisão (Por exemplo, fixadores de suporte leve) Use O2—resistência à tracção suporta cargas estruturais, e a estabilidade dimensional garante o ajuste com outras peças.
• Indústria automotiva: Componentes de baixo tensão (Por exemplo, fixadores de acabamento interno) Use O2 - a resistência de roupas reduz a degradação da vibração, estendendo a vida do componente.
• Engenharia Mecânica: Engrenagens pequenas e eixos para máquinas leves (Por exemplo, sistemas transportadores) Use O2 - A força da fataria resiste ao estresse repetido, e custo-efetividade se adequa à produção de alto volume.

3. Técnicas de fabricação para o2 aço da ferramenta

A produção de O2 requer precisão para manter seu equilíbrio químico e garantir o desempenho consistente do trabalho a frio. Aqui está o processo detalhado:

1. Processos metalúrgicos (Controle de composição)

• Forno de arco elétrico (Eaf): Método primário - aço de arranhão, carbono, e pequenas quantidades de cromo são derretidas a 1.650-1.750 ° C. Monitor de sensores Composição química Para manter os elementos dentro dos intervalos de O2 (Por exemplo, 0.90-1.05% carbono), crítico para 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. O cromo é adicionado 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 barras, pratos, ou fio. O rolamento quente quebra carbonetos grandes e molda o material em espaços em branco da ferramenta (Por exemplo, 300×300 MM blocos para matrizes de estampagem).
• Rolamento frio: Usado para componentes de ferramentas finos (Por exemplo, Pequeno soco em branco)-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 às necessidades de trabalho frio)

O tratamento térmico é fundamental para desbloquear a resistência e resistência ao desgaste da O2:

• 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 860-900 ° C. (austenitizando) e mantido para 30-45 minutos (Dependendo da espessura da peça), Em seguida, extinto em petróleo. Endurecer o aço para 63-65 HRC; Taming aéreo (Mais devagar) reduz a distorção, mas diminui a dureza para 60-62 HRC (ideal para matrizes grandes).
• Temering: Reaquecido para 180-220 ° C para 1-2 horas, Em seguida, resfriado ao ar. Maximiza resistência ao desgaste Ao manter a resistência moderada - crítica para o corte de ferramentas; temperaturas de temperamento mais altas (250-300° c) pode ser usado para mais resistência na formação de matrizes.
• 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, prevenindo a deformação da ferramenta durante o uso.

4. Formação e tratamento de superfície

• Métodos de formação:
• Pressione formação: Imprensa hidráulica (4,000-6,000 toneladas) moldar as placas de O2 em cavidades de matriz ou em branco de ferramentas - varia antes do tratamento térmico.
• Usinagem: Mills CNC com ferramentas de carboneto cortam formas complexas (Por exemplo, dentes cortadores de moagem) em O2 recozido - o resfriado evita o superaquecimento e garante bordas suaves.
• Moagem: Após o tratamento térmico, Rodas de diamante refinam ferramentas de precisão (Por exemplo, arestas de revendedores) para ra 0.05 μm rugosidade, garantindo nítido, superfícies de corte consistentes.
• Tratamento de superfície:
• Nitretagem: Aquecido a 500-550 ° C em uma atmosfera de nitrogênio para formar um 5-8 Camada de nitreto de μM - Boosts Wear Resistência por 25% (Ideal para estampar matrizes ou ferramentas de corte de alto uso).
• Revestimento (PVD/CVD): Nitreto de titânio (PVD) Os revestimentos são aplicados às superfícies da ferramenta de corte - reduz o atrito, estendendo a vida útil da ferramenta por 2x para usinagem de alumínio ou aço suave.
• 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 desempenho)

• Teste de dureza: Rockwell C Testes Verifique a dureza pós-temperamento (60-65 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 lascas de ferramentas).
• Inspeção dimensional: Coordenar máquinas de medição (Cmms) Verifique as dimensões da ferramenta a ± 0,001 mm - crítico para ferramentas de corte de precisão, como os alargadores.
• Teste de desgaste: Simula o corte frio (Por exemplo, usinagem de alumínio em 300 m/meu) Para medir a vida da ferramenta - prevê o O2 atende às expectativas de durabilidade.
• Teste de tração: Verifica a força de tração (1800-2200 MPA) e força de escoamento (1500-1800 MPA) Para atender às especificações de O2.

4. Estudo de caso: O2 Tool Aço em matrizes de estampagem de chapas metálicas

Um pequeno fabricante de peças automotivas usou aço de ferramenta A2 para matrizes de estampagem de chapas metálicas (Para colchetes internos) Mas enfrentou dois problemas: altos custos de usinagem (Devido à menor usinabilidade do A2) e morrer desgaste depois 100,000 ciclos. Eles mudaram para O2, com os seguintes resultados:

• Custos de usinagem: A melhor usinabilidade da O2 reduziu o tempo de moagem CNC por 20%, economizando $8,000 anualmente em trabalho de parto.
• Morrer a vida: O2 Dies durou 180,000 ciclos (80% mais que A2)- Custos de substituição de matrizes por $15,000 anualmente.
• Economia de custos: Apesar dos custos de material similares, o fabricante salvo $23,000 anualmente através de despesas com menor usinagem e substituição.

5. O2 Tool Aço vs. Outros materiais

Como o O2 se compara a aços e materiais de ferramentas alternativos para aplicações de trabalho frio? Vamos quebrá -lo:

Adequação do aplicativo

• Morre de formação a frio: O2 Balances desgaste a resistência e a máquinabilidade - mais que D2 (mais fácil de máquina) e mais barato que M2, Ideal para matrizes de estampagem de pequeno a médio.
• Ferramentas de corte não ferrosas: O2 supera 420 aço inoxidável (dureza mais alta) Para usinagem de alumínio/cobre-mais econômico que M2 para velocidades de corte baixas a médias.
• Componentes de precisão: A estabilidade dimensional da O2 rivais A2 a um custo menor - adequado para fixadores aeroespacial ou automotivo que requerem força moderada.

Vista da tecnologia YIGU sobre a. aço da ferramenta O2

Na tecnologia Yigu, O2 se destaca como uma solução econômica para tarefas de corte de velocidade de trabalho frio e de baixa a média. Isso é Excelente resistência ao desgaste, boa máquinabilidade, e resistência equilibrada o torna ideal para pequenos fabricantes e linhas de produção de alto volume. Recomendamos O2 para matrizes de estampagem de chapa metal, Ferramentas de corte não ferrosas, e componentes de precisão - onde supera D2 (mais fácil de máquina) e oferece melhor valor que M2. Embora não tenha o desempenho de alta temperatura de H13 ou M2, sua acessibilidade e confiabilidade se alinham ao nosso objetivo de sustentável, Soluções amigáveis ​​para as necessidades de fabricação a frio.

Perguntas frequentes

1. O aço de ferramenta O2 é adequado para usinagem de metais rígidos (Por exemplo, Aço endurecido)?

O2 funciona melhor para metais de dureza suave a moderada (≤30 hrc, Como alumínio ou aço suave). Para aço endurecido (≥50 HRC), Escolha D2 ou M2 - eles têm maior conteúdo de carboneto e melhor resistência ao desgaste para usinagem de material dura.

2. O2 pode ser usado para aplicações de trabalho a quente (Por exemplo, Carimbo quente)?

Não - O2 tem baixa dureza quente e suavizará a temperaturas acima de 300 ° C. Para tarefas de trabalho quente (Por exemplo, carimbação quente ou forjamento), Use aço da ferramenta H13, que mantém dureza a temperaturas elevadas.

3. Como o O2 se compara a A2 para estampar matrizes?

O2 tem dureza mais alta (60-65 HRC vs.. A2's 52-60 HRC) e melhor resistência ao desgaste, tornando-o mais duradouro para estampagem de alto volume. A2 tem maior resistência, Portanto, é melhor para estampagem de impacto pesado-Escolha O2 para impacto leve para o meio, tarefas de alto volume.