S5 Tool Aço: Propriedades, Aplicações, e guia de fabricação

S5 Tool Steel é uma liga versátil de trabalho a frio comemorado por sua mistura equilibrada de alta tenacidade, boa resistência ao desgaste, e excelente Resistência à carga de choque—TRAITS possibilitados por sua personalidade Composição química (carbono moderado, cromo, e adições de vanádio). Ao contrário dos aços de ferramentas S1 ou S2 de grau inferior, A mistura de liga otimizada da S5 eleva sua força e durabilidade, tornando-o ideal para aplicações de estresse de médio a altura, como ferramentas de corte, formando matrizes, e componentes de precisão no aeroespacial, Automotivo, e indústrias de moldagem por injeção plástica. 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 e resiliência.

1. Propriedades do material -chave do aço da ferramenta S5

O desempenho da S5 decorre de seu calibrado com precisão Composição química- especialmente vanádio, que refina o tamanho dos grãos e aumenta a resistência ao desgaste e a resistência ao choque-definindo-o além dos aços básicos de trabalho frio.

Composição química

A fórmula de S5 prioriza a resistência, resistência ao desgaste, e resiliência de choque, com faixas fixas para elementos -chave:

• Teor de carbono: 0.50-0.60% (equilibra a formação de carboneto para boa resistência ao desgaste e ductilidade para alta tenacidade, evitando a fragilidade na formação a frio)
• Conteúdo de cromo: 0.50-0.80% (Aumenta a hardenabilidade e a leve resistência à corrosão, Garantir resultados uniformes de tratamento térmico)
• Conteúdo de manganês: 0.60-0.90% (Aumenta a força e a hardenabilidade da tração, Suportando cargas de usinagem pesadas)
• 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 ferramentas usadas em ambientes de baixa temperatura)
• Teor de enxofre: ≤0,03% (Ultra-baixo para manter a resistência e evitar rachaduras durante a formação ou usinagem)
• Conteúdo de vanádio: 0.10-0.20% (A adição definidora - refina o tamanho do grão, aprimora resistência ao desgaste, e melhora Resistência à carga de choque vs.. S1/S2)

Propriedades físicas

Propriedades mecânicas

Após tratamento térmico padrão (recozimento + Tireização + temering), S5 oferece desempenho confiável para tarefas de estresse de médio a alto nível:

• Resistência à tracção: ~ 1200-1400 MPA (ideal para cortar plásticos duros ou aço suave, e formando folhas de metal finas)
• Força de escoamento: ~ 800-1000 MPa (Garante)
• Alongamento: ~ 15-20% (em 50 mm - alta ductilidade, facilitando as formas complexas de máquina, como cavidades de molde sem rachaduras)
• Dureza (Rockwell C escala): 52-56 HRC (Após o tratamento térmico - ajustável: 52-53 HRC para matrizes de formação difícil, 55-56 HRC para ferramentas de corte resistentes ao desgaste)
• Força de fadiga: ~ 550-650 MPA (A 10⁷ Ciclos-perfeitos para ferramentas de alto volume, como matrizes de estampagem na linha de produção ou revendedores)
• Tenacidade de impacto: Moderado a alto (~ 50-60 J/cm² à temperatura ambiente)—Form mais que S2 ou A2, tornando -o resistente a impactos repentinos (Por exemplo, Contato de peça de trabalho desalinhada).

Outras propriedades críticas

• Boa resistência ao desgaste: Vanádio e carbonetos de carbono resistem à abrasão 15-20% Melhor que a ferramenta S2 Aço, prolongando a vida útil da ferramenta (Por exemplo, 180,000+ Ciclos para matrizes de estampagem).
• Alta tenacidade: Sua composição de baixa liga mantém a ductilidade, Então S5 suporta a pressão de formação a frio (até 7,000 KN para matrizes médias) sem lascar.
• Boa resistência a cargas de choque: Os grãos refinados ao vanádio absorvem impactos repentinos (Por exemplo, Gotas acidentais de ferramentas ou desalinhamento de peça de trabalho) Sem quebrar - uma vantagem importante sobre aços quebradiços como D2.
• MACHINABILIDADE: Bom (antes do tratamento térmico)- S5 anunciado (dureza ~ 190-230 Brinell) é máquinável com carboneto ou aço de alta velocidade (HSS) ferramentas; A moagem pós-tratamento é direta para as bordas de precisão.
• Soldabilidade: Com cautela - o teor de carbono moderado requer pré -aquecimento (250-300° c) e temperamento pós-soldado (450-500° c) para evitar rachaduras, tornando -o reparável para modificações de ferramentas.

2. Aplicações do mundo real do aço da ferramenta S5

Balance de força de S5, resistência, E a resistência ao choque o torna ideal para indústrias que exigem durabilidade em tarefas de estresse médio. Aqui estão seus usos mais comuns:

Ferramentas de corte

• Cortadores de moagem: Mills finais pequenos a médicos para usinagem de aço suave ou plásticos duros (Por exemplo, nylon) Use S5—boa resistência ao desgaste mantém a nitidez para 900+ peças (vs.. 600+ para S2), reduzindo o tempo de relevante.
• Turning Tools: Ferramentas de torno semi-automático para componentes de latão ou alumínio (Por exemplo, acessórios automotivos) Use S5—Resistência ao choque resiste a colisões acidentais de trabalho de ferramentas, diminuindo as taxas de falha por 30%.
• Broaches: Braaches internos para moldar peças de aço macio (Por exemplo, dentes de engrenagem para eletrodomésticos) Use S5 - MAIMABILIDADE CRIME, e alças de resistência ao desgaste 18,000+ peças.
• Amerizadores: Rescobradores de tolerância média (± 0,008 mm) para trabalho em metal (Por exemplo, orifícios da caixa de junção elétrica) Use S5 - Retenção de arestas garante a qualidade consistente do orifício sobre 15,000+ resmas.

Exemplo de caso: Uma pequena loja de usinagem usada S2 para ferramentas de giro de alumínio, mas voltada para 12% quebra de ferramentas de choque. Eles mudaram para S5, e quebra caiu para 3% - salvando $5,000 Anualmente na substituição da ferramenta, enquanto a vida da ferramenta se estendia de 600 para 900 peças.

Ferramentas de formação

• Socos: Ferramentas de perfil médio para a folha de metal (Por exemplo, Criando orifícios em suportes de aço para móveis) Use S5—Resistência ao choque suporta manual ou soco semi-automático, e alças de resistência ao desgaste 180,000+ socos (vs.. 120,000+ para S2).
• Morre: Carimbo matriz para folhas de aço finas (Por exemplo, Componentes do duto HVAC) Use S5 - A tensão evita rachaduras durante a montagem do dado, e a resistência ao desgaste garante bordas limpas sobre 150,000 estampamentos.
• Ferramentas de estampagem: Ferramentas de estampagem em pequenos lotes para acabamento interno automotivo Use S5-Apprendizabilidade adequada às necessidades de produção média, e a resistência ao choque resiste ao desalinhamento durante o estampamento.

Moldagem por injeção de plástico

• Moldes para peças plásticas: Moldes para pequenos componentes plásticos (Por exemplo, Rodas de brinquedo ou conectores elétricos) Use S5—resistência ao desgaste alças 250,000+ ciclos, e a resistência suporta a pressão de fixação do molde (até 8,000 KN).
• Componentes de núcleo e cavidade: Núcleos de molde de precisão para peças plásticas (Por exemplo, Lapto de laptop Capas) Use S5 - A estabilidade dimensional garante a consistência da peça, e a maquinabilidade permite formas de núcleo complexas.

Aeroespacial, Automotivo & Engenharia Mecânica

• Indústria aeroespacial: Pequenos componentes não carregados de carga (Por exemplo, fixadores de cabine de aeronaves ou suportes de sensores) Use S5—resistência à tracção suporta cargas estruturais leves, e a resistência a choque suporta vibrações induzidas por turbulência.
• Indústria automotiva: Componentes de estresse médio (Por exemplo, Inserções de molde de plástico ou dentes de engrenagem pequenos para limpadores de pára -brisa) Use S5-o custo-efetividade se adapta à produção de alto volume, e a resistência ao desgaste reduz a degradação do componente.
• Engenharia Mecânica: Engrenagens e eixos para máquinas de carga média (Por exemplo, sistemas transportadores para linhas de embalagem) Use S5 - A força da fataria resiste ao estresse repetido, e resistência de choque lida com soltas repentinas de transportador.

3. Técnicas de fabricação para S5 Tool Aço

A produção de S5 requer precisão para manter sua composição aprimorada do vanádio e garantir uma resistência consistente a choque-enquanto mantém os custos competitivos. Aqui está o processo detalhado:

1. Processos metalúrgicos (Controle de composição)

• Forno de arco elétrico (Eaf): Método primário - aço de arranhão, carbono, cromo, e vanádio são derretidos a 1.600-1.700 ° C. Monitor de sensores Composição química Para manter os elementos dentro dos intervalos de S5 (Por exemplo, 0.10-0.20% vanádio), crítico para resistência ao choque 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. Vanádio e cromo são adicionados pós-sopramento para evitar 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, 300×300 MM blocos para matrizes médias).
• Rolamento frio: Usado para componentes de ferramentas finos (Por exemplo, Dicas de perfuração ou inserções de molde)-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 ao choque)

O tratamento térmico de S5 prioriza a resistência à resistência e choque, Ao aumentar a resistência ao desgaste em relação aos aços de nível inferior:

• Recozimento: Aquecido a 750-800 ° C para 2-3 horas, resfriado lentamente a ~ 600 ° C. Reduz a dureza para 190-230 Brinell, tornando -o máquinável e aliviando o estresse interno.
• Tireização: Aquecido a 840-880 ° C. (austenitizando) para 20-30 minutos, extinto em óleo. Endurecer o aço para 58-60 HRC - Tanchamento de lascas (vs.. D2) retém grãos refinados ao vanádio para resistência ao choque.
• Temering: Reaquecido para 280-330 ° C para 1-2 horas, refrigerado a ar. Reduz a dureza para 52-56 HRC - Balanços usam resistência e resistência ao choque; temperaturas de temperamento mais altas (350-400° c) pode ser usado para ductilidade extra na formação de matrizes.
• 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: Imprensa hidráulica média (3,000-6,000 toneladas) Forma S5 em branco em esboços de matriz ou ferramenta - vasculhar o tratamento térmico.
• Usinagem: Mills CNC ou tornos semi-automáticos cortados S5 em formas de ferramentas (Por exemplo, flautas de revendedores ou dicas de punção)- As ferramentas HSS funcionam para recozidas S5, Reduzindo custos de usinagem vs. Aços apenas de carboneto.
• 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, como núcleos de molde de plástico.
• 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 25% (Ideal para matrizes de estampagem de alto volume ou ferramentas de corte).
• 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 1,8x para usinagem de 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 (52-56 HRC)—Enstra consistência para o desempenho da ferramenta.
• Análise de microestrutura: Examina a liga sob um microscópio para confirmar o refinamento de grãos de vanádio e a distribuição uniforme de carboneto (nenhum carboneto grande que reduz a resistência ao choque).
• Inspeção dimensional: 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 choque: Simula o impacto repentino (Por exemplo, soltando uma ferramenta de 1 medidor) Para verificar a resistência ao rompimento - as preencher o S5 atende aos requisitos de carga de choque.
• Teste de tração: Verifica a força de tração (1200-1400 MPA) e força de escoamento (800-1000 MPA) Para atender às especificações do S5.

4. Estudo de caso: S5 Tool Aço em núcleos de moldes de injeção plástica

Um pequeno fabricante de peças de plástico usou S2 para núcleos de molde para conectores elétricos (200,000 peças/ano) Mas enfrentou dois problemas: desgaste do núcleo depois 150,000 ciclos e quebra ocasional de choque de aperto de molde (10% taxa de falha). Eles mudaram para S5, com os seguintes resultados:

• Vida central: A resistência ao desgaste da S5 prolongou a vida central a 250,000 ciclos (67% mais que S2)- Custos de substituição do núcleo por $8,000 anualmente.
• Resistência ao choque: A taxa de falha caiu para 2% - salvando $5,000 anualmente em moldes desperdiçados e tempo de inatividade de produção.
• Economia de custos: Apesar de 20% custos de material mais altos, o fabricante salvo $12,000 Anualmente-melhorando as margens de lucro na produção de volume médio.

5. S5 Tool Aço vs. Outros materiais

Como o S5 se compara aos aços do nível inferior e a outros aços de ferramentas para aplicações de estresse médio? Vamos quebrá -lo:

Adequação do aplicativo

• Ferramentas de corte de estresse médio: A resistência ao desgaste e a resistência de choques de S5 superam S2 (vida mais longa, Menos intervalos) e são mais econômicos que A2-ideais para lojas de usinagem de pequeno a médio.
• A formação propensa a choque morre: A alta resistência de choques do S5 o torna melhor que o A2/D2 para estampagem manual ou semi-automática-evita a quebra do dado caro.
• Núcleos de molde de injeção plástica: Os saldos S5 usam resistência e resistência melhor do que S2 (Vida de bicicleta mais longa) e é mais barato do que 420 Aço inoxidável-adequado para peças de plástico de volume de médio volume.
• Componentes mecânicos: Rival de resistência à tração e fadiga de S5 420 Aço inoxidável em 20% menor custo-ideal para engrenagens ou eixos de carga média.

Vista da tecnologia Yigu no S5 Tool Steel

Na tecnologia Yigu, S5 se destaca como uma atualização confiável dos aços do nível inferior para tarefas de estresse médio. Seu vanádio aprimorado Resistência ao choque, resistência ao desgaste, E a resistência o torna ideal para os fabricantes pequenos a médicos que precisam de durabilidade sem o custo de aços de alta liga. Recomendamos S5 para núcleos de molde de plástico, Médios de estampagem morre, e ferramentas de corte propensas a choque-onde supera S2 (vida mais longa) e oferece melhor valor que A2/D2. Embora não tenha extrema resistência ao desgaste, Sua versatilidade está alinhada com nosso objetivo de acessível, Soluções de fabricação de alto desempenho.

Perguntas frequentes

1. S5 Tool Aço melhor que S2 para aplicações propensas a choque?

Sim - a adição de vanádio de 5 de 5 refina o tamanho do grão, Tornando 2-3x mais resistente a impactos repentinos (Por exemplo, Gotas de ferramentas ou estampagem desalinhada) do que S2. Escolha S5 se o seu aplicativo envolver cargas de choque ocasionais para evitar quebra de ferramentas.