S1 Tool Aço: Propriedades, Aplicações, e guia de fabricação

A S1 Tool Steel é um aço versátil de baixa liga fria comemorado por sua mistura equilibrada de boa resistência ao desgaste, alta tenacidade, e excelente usinabilidade - traços possibilitados por sua adaptação Composição química (carbono moderado, cromo, e adições de manganês). Ao contrário dos aços ferramentas de alta liga (Por exemplo, D2 ou M2), prioriza a usabilidade e o custo-efetividade, tornando-o ideal para ferramentas de corte de tensão de baixo a médio porte, formando matrizes, e componentes de precisão 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 confiabilidade sem custo excessivo.

1. Propriedades do material -chave do aço da ferramenta S1

O desempenho da S1 decorre de seu otimizado Composição química, que oferece propriedades físicas e mecânicas consistentes adaptadas para tarefas de trabalho frio e de corte leve.

Composição química

A fórmula de S1 prioriza a tenacidade e a usinabilidade, com faixas fixas para elementos -chave:

• Teor de carbono: 0.40-0.50% (baixo o suficiente para manter alta tenacidade para formar matrizes, alto o suficiente para formar pequenos carbonetos para boa resistência ao desgaste)
• Conteúdo de cromo: 0.50-0.70% (A adição modesta aumenta a hardenabilidade e a leve resistência à corrosão, sem reduzir a usinabilidade)
• Conteúdo de manganês: 0.50-0.80% (Aumenta a força e a hardenabilidade da tração, Garantir resultados uniformes de tratamento térmico)
• 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 a resistência e evitar rachaduras durante a usinagem ou formação)

Propriedades físicas

Propriedades mecânicas

Após tratamento térmico padrão (recozimento + Tireização + temering), S1 oferece desempenho confiável para aplicações de tensão de baixo a médio porte:

• Resistência à tracção: ~ 1000-1200 MPA (Adequado para ferramentas de corte leve e matrizes de formação de baixo estresse)
• Força de escoamento: ~ 800-1000 MPa (Garante)
• Alongamento: ~ 15-20% (em 50 mm - mais alto que a maioria dos aços de ferramentas, facilitando as formas complexas da máquina sem rachaduras)
• Dureza (Rockwell C escala): 50-55 HRC (Após o tratamento térmico - ideal para equilibrar a resistência e resistência ao desgaste; mais suave que A2, mas mais dúctil)
• Força de fadiga: ~ 500-600 MPa (em 10⁷ ciclos-críticos para ferramentas de volume de médio 50,000+ vezes, como pequenos mortos de estampagem)
• Tenacidade de impacto: Moderado a alto (~ 50-60 J/cm² à temperatura ambiente)- mais alto que A2, D2, ou m2, tornando -o adequado para ferramentas que suportam um pequeno impacto (Por exemplo, Ferramentas de corte manual).

Outras propriedades críticas

• Boa resistência ao desgaste: Carbos de carbono e cromo resistem à abrasão, prolongando a vida útil da ferramenta (Por exemplo, 100,000+ Ciclos para matrizes de estampagem pequenas) e reduzir a frequência de reposição.
• Boa resistência: Sua composição de baixa liga mantém a ductilidade, Então S1 suporta pressão de formação a frio (até 4,000 KN para matrizes pequenas) sem lascar.
• MACHINABILIDADE: Bom (antes do tratamento térmico)- S1 anunciado (dureza ~ 180-220 Brinell) é fácil de máquina com aço de alta velocidade (HSS) ou ferramentas de carboneto; A moagem pós-tratamento é direta para as bordas de precisão.
• Soldabilidade: Com cautela - o teor de carbono moderado requer pré -aquecimento (200-250° c) e temperamento pós-soldado para evitar rachaduras, tornando -o reparável para modificações de ferramentas.

2. Aplicações do mundo real da ferramenta S1 aço

Versatilidade de S1, acessibilidade, E a resistência o torna ideal para indústrias que exigem desempenho confiável para tarefas de estresse leve para médio. Aqui estão seus usos mais comuns:

Ferramentas de corte

• Cortadores de moagem: Pequenas fábricas de extremidade para usinar metais moles (Por exemplo, alumínio ou latão) Use S1—boa resistência ao desgaste mantém a nitidez para 500+ peças, e a maquinabilidade permite geometrias de cortador personalizado.
• Turning Tools: Ferramentas de torno manual para uso de metalworking hobby ou em pequenos lotes S1-a tensão resiste ao impacto acidental, e adequação de projetos de baixo volume.
• Broaches: Pequenas brocas internas para moldar peças de plástico ou aço macio (Por exemplo, engrenagens de brinquedos) Use S1 - MAIMABILIDADE cria dentes precisos, e alças de resistência ao desgaste 10,000+ peças.
• Amerizadores: Rescobradores de tolerância média (± 0,01 mm) Para as peças de madeira ou plástico, usam S1 - a retenção de arestas garante qualidade consistente de orifícios sem remodelação frequente.

Exemplo de caso: Uma pequena oficina de máquinas usava aço de baixo carbono para ferramentas de giro de alumínio, mas enfrentou embotamento 200 peças. Eles mudaram para S1, e as ferramentas duraram 600 peças (200% mais longo)- Custos de substituição da ferramenta de corte por $8,000 anualmente.

Ferramentas de formação

• Socos: Pequenas ferramentas de perfil a frio para chapa metal (Por exemplo, Criando orifícios em suportes de alumínio) Use S1—resistência suporta manual ou socos em baixa velocidade, e alças de resistência ao desgaste 80,000+ socos.
• Morre: Carimbo matriz para folhas de plástico finas (Por exemplo, embalagem ou etiquetas) Use S1 - MAIMAPABILIDADE permite cavidades de matrizes complexas, e a resistência evita rachaduras durante a montagem do dado.
• Ferramentas de estampagem: Ferramentas de estampagem que hobby ou pequenos lotes (Por exemplo, Jóias de jóias) Use S1-Apforsabilidade adequada às necessidades de baixa produção, e a resistência resiste ao desalinhamento ocasional.

Aeroespacial, Automotivo & Engenharia Mecânica

• Indústria aeroespacial: Pequenos componentes não carregados de carga (Por exemplo, Fixadores de interiores de aeronaves) Use S1—estabilidade dimensional Garante adequado, e a maquiagem permite tolerâncias rígidas para montagem.
• Indústria automotiva: Componentes de baixo tensão (Por exemplo, fixadores de acabamento de plástico ou moldes de selo de borracha) Use S1 - a teta suporta a pressão de fixação do molde, e custo-efetividade se adequa à produção de alto volume.
• Engenharia Mecânica: Engrenagens pequenas e eixos para máquinas leves (Por exemplo, Aparelhos domésticos) Use S1 - A força da fataria resiste ao estresse repetido, e a acessibilidade reduz os custos dos componentes.

3. Técnicas de fabricação para a aço da ferramenta S1

A produção de S1 requer precisão para manter seu equilíbrio químico e garantir desempenho consistente do trabalho a frio-enquanto mantém os custos baixos. 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 1.600-1.700 ° C. Monitor de sensores Composição química Para manter os elementos dentro dos intervalos de S1 (Por exemplo, 0.40-0.50% carbono), crítico para equilibrar resistência 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. 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 1.050-1.150 ° 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, 200×200 mm blocos para matrizes pequenas).
• Rolamento frio: Usado para componentes de ferramentas finos (Por exemplo, Punch em branco)-Collado rolado à temperatura ambiente para melhorar o acabamento da superfície. Recozimento pós-rolamento (650-700° c) suaviza o aço para a usinagem subsequente.

3. Tratamento térmico (Adaptado à resistência)

O tratamento térmico de S1 prioriza a tenacidade à extrema dureza, tornando-o adequado para tarefas de estresse leve para médio:

• Recozimento: Aquecido a 750-800 ° C para 2-3 horas, resfriado lentamente a ~ 600 ° C. Reduz a dureza para 180-220 Brinell, tornando -o máquinável e aliviando o estresse interno.
• Tireização: Aquecido a 820-860 ° C. (austenitizando) para 20-30 minutos, extinto em óleo. Endurecer o aço para 55-58 HRC - Tanchamento de lascas (vs.. D2) mantém resistência.
• Temering: Reaquecido para 250-300 ° C para 1-2 horas, refrigerado a ar. Reduz a dureza para 50-55 HRC - Balanços usam resistência e resistência; temperaturas de temperamento mais altas (350-400° c) pode ser usado para ductilidade extra.
• Recozimento do alívio do estresse: Aplicado após a usinagem-tendo por 550-600 ° C para 1 hora para reduzir o estresse de corte, prevenção de deformação da ferramenta durante o tratamento térmico final.

4. Formação e tratamento de superfície

• Métodos de formação:
• Pressione formação: Pequenas prensas hidráulicas (2,000-3,000 toneladas) formar S1 em branco em contadores de matriz ou ferramenta - varia antes do tratamento térmico.
• Usinagem: Mills CNC ou tornos manuais cortam S1 em formas de ferramentas (Por exemplo, flautas de revendedores ou dicas de punção)- As ferramentas HSS funcionam para recozidas S1, redução dos custos de usinagem.
• Moagem: Após o tratamento térmico, Rodas de óxido de alumínio refinam as bordas da ferramenta para RA 0.1 A rugosidade μM-suficiente para aplicações de tolerância média.
• Tratamento de superfície:
• Nitretagem: Aquecido a 480-520 ° C em uma atmosfera de nitrogênio para formar um 3-5 Camada de nitreto de μM - Boosts Wear Resistência por 20% (Ideal para matrizes de estampagem de alto volume).
• Revestimento (PVD/CVD): Nitreto de titânio fino (PVD) Os revestimentos são opcionais para ferramentas de corte - reduz o atrito, estendendo a vida útil da ferramenta por 1,5x para usinagem de alumínio.
• 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 e acessibilidade)

• Teste de dureza: Rockwell C Testes Verifique a dureza pós-temperamento (50-55 HRC)—Enstra consistência para o desempenho da ferramenta.
• Análise de microestrutura: Examina a liga sob um microscópio para confirmar a distribuição uniforme de carboneto (nenhum carboneto grande que causa problemas de usinagem ou falha da ferramenta).
• Inspeção dimensional: Pinça ou coordenar máquinas de medição (Cmms) Verifique as dimensões da ferramenta a ± 0,005 mm-crítico para aplicações de tolerância média, como moldes de peça plástica.
• Teste de desgaste: Simula a formação a frio (Por exemplo, Folhas de alumínio estampadas) Para medir a vida útil da ferramenta - as preencher o S1 atende às expectativas de durabilidade para aplicações de destino.
• Teste de tração: Verifica a força de tração (1000-1200 MPA) e força de escoamento (800-1000 MPA) Para atender às especificações S1.

4. Estudo de caso: S1 Tool Aço em matrizes de estampagem em pequenos lotes

Um pequeno fabricante de eletrônicos usou aço de ferramenta A2 para carimbar conectores finos de alumínio (10,000 peças/ano) Mas enfrentou dois problemas: altos custos de usinagem (Devido à menor usinabilidade do A2) e morrer rachando de impacto acidental. Eles mudaram para S1, com os seguintes resultados:

• Custos de usinagem: A melhor usina de S1 reduziu o tempo CNC por 30%, economizando $5,000 anualmente em trabalho de parto.
• Durabilidade da matriz: A maior tenacidade de S1 eliminou rachaduras - a vida dada se estendeu de 15,000 para 30,000 peças (100% mais longo), cortando os custos de substituição por $4,000 anualmente.
• Economia de custos: Apesar dos custos de material similares, o fabricante salvo $9,000 anualmente-crítico para margens de produção em pequenos lotes.

5. S1 Tool Aço vs. Outros materiais

Como o S1 se compara a aços e materiais de ferramentas alternativos para aplicações de tensão de luz a médio por médio? Vamos quebrá -lo:

Adequação do aplicativo

• Ferramentas de corte em pequenos lotes: A acessibilidade e a usinabilidade da S1 superam A2/D2 (menor custo) e 420 aço inoxidável (melhor resistência), ideal para entusiastas ou pequenas lojas.
• A formação de luz morre: A alta resistência de S1 torna melhor que A2/D2 para matrizes que suportam menor impacto-adequado para estampagem manual ou de baixa velocidade.
• Componentes que não são de carga: Rival de custo-efetividade e estabilidade dimensional de S1 420 Aço inoxidável - mais de peças internas automotivas ou aeroespaciais.
• Ferramentas hobbyistas: O equilíbrio de desempenho e acessibilidade de S1 o torna melhor que M2 (Muito caro) para uso não comercial.

Vista da tecnologia Yigu no S1 Tool Steel

Na tecnologia Yigu, S1 se destaca como um custo-benefício, Solução amigável para tarefas de estresse leve para médio. Isso é alta tenacidade, boa máquinabilidade, e a acessibilidade o torna ideal para pequenos fabricantes, entusiastas, e produção de baixa lotes. Recomendamos S1 para matrizes de estampagem pequenas, Ferramentas de corte manual, e componentes que não são de carga-onde supera A2/D2 (melhor resistência) e oferece mais valor do que 420 aço inoxidável. Embora não tenha a extrema resistência ao desgaste dos aços de alta liga, sua versatilidade e baixo custo se alinham com nosso objetivo de acessível, soluções de fabricação confiáveis ​​para diversas necessidades.

Perguntas frequentes

1. S1 Tool Aço adequado para usinagem de metais rígidos (Por exemplo, Aço endurecido)?

Não - S1 é menor dureza (50-55 HRC) torna melhor para metais suaves para médicos (≤25 HRC, Como alumínio ou aço suave). Para aço endurecido (≥50 HRC), Escolha A2 ou D2 - eles têm maior resistência ao desgaste e dureza.

2. S1 pode ser usado para aplicações de trabalho a quente (Por exemplo, Carimbo quente)?

Não - S1 tem baixa dureza quente e suavizará a temperaturas acima de 250 ° C. Para tarefas de trabalho quente, Use aço da ferramenta H13, que retém a dureza a 600 ° C+ e resiste à fadiga térmica.

3. Como S1 se compara a 420 Aço inoxidável para pequenos moldes?

S1 e 420 tem dureza semelhante, Mas S1 oferece maior resistência (melhor para a tensão de montagem do molde) e 20% menor custo. 420 tem melhor resistência à corrosão - Escolha S1 para ambientes secos (Por exemplo, Moldes de plástico) e 420 Para moldes úmidos ou expostos a produtos químicos.