D2 Tool Steel: Характеристики, Приложения, и руководство по производству

D2 Tool Steel-премиум-инструмент для холодного инструмента, прославленный за исключительную износостойкость и удержание высокого края- Траты, управляемые его уникальным химический состав (богатый углерод и хром). В отличие от стали с низким уровнем углерода, Его способность закрепления воздуха сводит к минимуму искажения во время термической обработки, Сделать его лучшим выбором для точных инструментов, Столовые приборы, и формы, которые требуют долгосрочной долговечности. В этом руководстве, Мы разбим его ключевые черты, Реальное мир использует, производственные процессы, и как это сравнивается с другими материалами, Помогая вам выбрать его для проектов, где износостойкость не подлежит обсуждению.

1. Ключевые свойства материала D2 Tool Steel

Производительность D2 Tool Steel проистекает из его точно калибровки химический состав, который формирует его надежный механические свойства, последовательный физические свойства, и различные рабочие характеристики.

Химический состав

Формула D2 Tool Steel оптимизирована для приложений для холодной работы, с фиксированными диапазонами для ключевых элементов:

• Высокое содержание углерода: 1.50% (связывается с хромом и ванадием с образованием твердых карбидов, основание его Отличная износостойкость)
• Высокое содержание хрома: 11.00-13.00% (образует хром -карбиды для устойчивости к износу и защитного оксидного слоя для Хорошая коррозионная стойкость)
• Содержание молибдена: 0.50% (Улучшает закаленность и снижает хрупкость, баланс силы и прочности)
• Содержание ванадиума: 0.75-1.00% (Уточняет размер зерна и образует карбиды ванадий, дальнейшее повышение устойчивости к износу)
• Содержание марганца: 0.30-0.50% (Улучшает закаленность без создания грубых карбидов)
• Содержание кремния: 0.30-0.50% (СПИД при окислении во время производства и стабилизирует высокотемпературные характеристики)
• Содержание фосфора: ≤0,03% (строго контролируется, чтобы предотвратить холодную хрупкость, Критическая для инструментов, используемых в низкотемпературных средах)
• Содержание серы: ≤0,03% (Ультра-низкий для поддержания прочности и избегать растрескивания во время формирования или обработки)

Физические свойства

D2 Tool Steel имеет последовательные физические характеристики, которые упрощают проектирование для применений инструментов:

Механические свойства

После стандартной термообработки (отжиг + гашение + отпуск), D2 Tool Steel обеспечивает ведущие в отрасли производительность износа:

• Предел прочности: ~ 2000 МПа (На одном уровне с высокопроизводительными инструментальными сталями, такими как CPM S30V)
• Урожайность: ~ 1700 МПа (Обеспечивает сопротивление инструментам сопротивляться постоянной деформации при тяжелых нагрузках с холодным формированием)
• Удлинение: ~ 10% (в 50 ММ - модерная пластичность, Достаточно, чтобы избежать внезапного растрескивания в приложениях, не подверженных неповреждению)
• Твердость (Роквелл C Шкала): 60-62 HRC (После термической обработки-ходатайства для интенсивных инструментов; регулируется на 55-58 HRC за большую стойкость)
• Усталость сила: ~ 700 МПа (В 10⁷ циклах - подлежащий получению инструментов под повторным напряжением, как штамповка умирает)
• Воздействие на выносливость: Умеренный (Ниже, чем инструментальная сталь A2, но выше, чем ультразловые высокоуглеродистые стали-Best для применений с низким воздействием)

Другие критические свойства

• Отличная износостойкость: Превосходное из-за большинства инструментов для холодной работы-карбиды сопротивляются истиранию, Сделать его идеальным для резки и формирования твердых материалов.
• Хорошая коррозионная стойкость: Слой оксида хрома защищает от мягких кислот (НАПРИМЕР., пищевые кислоты в кухонных ножах) и влажность, опережать простые углеродные стали.
• Удержание высокого края: Сохраняет острые края более длиннее, чем A2 Tool Steel - критическая для ножей и точных режущих инструментов.
• Механизм: Трудно - высокая твердость (Даже в отожженном состоянии, ~ 250 Бринелл) и твердые карбиды требуют карбидных инструментов и медленных скоростей резки; Лучшая обработана перед термообработкой.
• Низкая прочность по сравнению с более низкими углеродными сталями: Не рекомендуется для применений с высокой эксплуатацией (НАПРИМЕР., тяжелые удары)—Риктивен подряд под внезапной силой.

2. Реальные применения D2 Tool Steel Steel

D2 Tool Steel смеси Отличная износостойкость и способность авиации делает его идеальным для холодной работы, резка, и точные приложения для инструментов. Вот его наиболее распространенное использование:

Столовые приборы и ножи

• Кухонные ножи: Ножи и мясные ножи шеф-повараудержание высокого края Обработки резки жестких ингредиентов (НАПРИМЕР., кости, замороженные продукты) без частой затопки.
• Охотничьи ножи: Ножи для скинков и заправки полагаются на его износ, поддержание резкости через несколько охотников.
• Тактические ножи: Наружные и военные тактические ножи используют D2 - продуманность выдерживает грубое использование (НАПРИМЕР., режущая веревка, древесина) и Хорошая коррозионная стойкость сопротивляется дождю и влажности.

Пример случая: Производитель ножей использовал A2 Tool Steel для своих охотничьих ножей, но получил жалобы на прикол после 2-3 Использование. Они перешли на D2 Tool Steel, и тесты клиентов показали, что ножи D2 сохранили резкость для 8+ Охота - поднимая удовлетворенность клиентов 70% и увеличение повторных покупок 40%.

Формирование инструментов

• Штамповка умирает: Холодные умирают от листового металла (НАПРИМЕР., Автомобильные кронштейны) Используйте D2 - Сопротивление одежды обеспечивает постоянное качество части 100,000+ штампы.
• Удары: Небольшие точные удары (НАПРИМЕР., Для электроники круговых плат) Используйте D2 - Hardness (60-62 HRC) создает чистые отверстия без края.
• Инструменты холодного формирования: Инструменты для изгиба или формирования металла (НАПРИМЕР., Формирование провода умирает) полагайтесь на его прочность, чтобы справиться с холодными нагрузками без деформации.

Режущие инструменты & Создание формы

• Режущие инструменты: Промышленные фрезерные резаки и инструменты для токарных станков для железовых металлов Использование D2 - Сопротивление одежды снижает частоту замены инструмента, сокращение производственных затрат.
• Создание формы: Пластиковые формы для инъекций и листовые формы используют D2—Хорошая коррозионная стойкость выдерживает агенты высвобождения плесени, и износостойкость поддерживает точность плесени над 50,000+ цикл.

Аэрокосмическая & Автомобильная промышленность

• Аэрокосмическая промышленность: Маленькие компоненты с высоким содержанием (НАПРИМЕР., Сиденья клапана для вспомогательных двигателей) Используйте D2-Устойчивость, и сила выдерживает сильное давление.
• Автомобильная промышленность: Высокопроизводительные гоночные компоненты (НАПРИМЕР., зубы передачи передачи) Используйте D2 - уменьшает трение и износ, Повышение эффективности двигателя и продолжительности жизни.

3. Методы производства для D2 Tool Steel

Производство D2 Tool Steel требует точности для поддержания химического баланса и обеспечения оптимальных результатов термической обработки. Вот подробный процесс:

1. Металлургические процессы (Контроль композиции)

• Электрическая дуговая печь (Eaf): Основной метод - сталь избрасывания, углерод, хром, ванадий, и молибден расплавлены при 1650-1,750 ° C. Датчики мониторинг химический состав сохранить элементы в пределах фиксированных диапазонов D2 (НАПРИМЕР., 11.00-13.00% хром).
• Основная кислородная печь (Боф): Для крупномасштабного производства-Молотеновое железо из взрывной печи смешивается с ломкой стали, Затем взорван кислород, чтобы регулировать содержание углерода. Сплавы (хром, ванадий) добавляются после взрыва, чтобы избежать окисления.

2. Процессы прокатки

• Горячая катящика: Расплавленный сплав бросает в слитки, Нагревается до 1100-1,200 ° C., и перевернулся в бары, тарелки, или простыни. Горячая катя, Улучшение однородности и формирование материала для пробелов для инструментов.
• Холодный катание: Используется для тонких листов (НАПРИМЕР., нож заготовки)—Оолд-рол. Холодное вращение увеличивает твердость, Так что отжиг следует за восстановлением механизма.

3. Термическая обработка (Критическое для производительности износа)

Черта воздушного воздуха D2 является ключом к его удобству использования-здесь стандартный цикл термообработки:

• Отжиг: Нагревается до 850-900 ° C и удерживается для 2-4 часы, затем медленно охлаждался (50° C/час) до ~ 600 ° C.. Снижает твердость до ~ 250 Brinell, делая его обработкой (хотя все еще сложнее, чем отожженное государство A2).
• Гашение: Нагревается до 950-1050 ° C. (Austenitizing) и держался за 30-60 минуты (в зависимости от толщины части), затем охлажденный в воздухе. Воздушное охлаждение избегает искажений (В отличие от гашения воды) и затвердевает сталь 62-64 HRC.
• Отпуск: Разогрет до 180-220 ° C. (Для максимальной твердости) или 300-350 ° C. (за большую стойкость) и держался за 1-2 часы, Затем воздушное охлаждение. Удерживание снижает хрупкость при сохранении 60-62 Твердость HRC - критическая для предотвращения скопления инструментов.
• Снятие стресса отжиг: По желанию-до 600-650 ° C для 1 час после обработки (Перед окончательной термообработкой) Чтобы уменьшить внутренний стресс от резки.

4. Формирование и обработка поверхности

• Формирующие методы:
• Нажатие формирования: Использует гидравлические прессы для формирования пластин D2 в полости для матрицы или нож. (Сделано перед термообработкой, Когда сталь отожжена).
• Изгиб: Редко используется - модерные пластичность ограничивает острые изгибы; Большинство компонентов формируются с помощью обработки или шлифования.
• Обработка: Заводы с ЧПУ с карбидными инструментами формируют D2 в сложную геометрию (НАПРИМЕР., полости плесени) Когда отжигали. Охлаждающая жидкость требуется для предотвращения перегрева инструментов - скорость составления 30-40% медленнее, чем A2.
• Шлифование: После термической обработки, точное шлифование (с алмазными колесами) Уточняет края инструментов до утолеровов (НАПРИМЕР., ± 0,001 мм для компонентов плесени). Шлифование является основным методом отделки твердых деталей D2.
• Поверхностная обработка:
• Укрепление: Окончательная термообработка (гашение + отпуск) Основной метод упрочнения - обычно не требуется дополнительного упрочнения поверхности.
• Нитринг: Для компонентов с высоким содержанием (НАПРИМЕР., Корры плесени)-Храните до 500-550 ° C в атмосфере азота, образуя твердый нитрид. (5-10 мкм), повышение устойчивости к износу 25%.
• Покрытие (PVD/CVD): Тонкие покрытия, такие как нитрид титана (Pvd) применяются к режущим инструментам - уменьшают трение и продлевают срок службы инструмента на 2x, Особенно для обработки жестких металлов.

5. Контроль качества (Обеспечение производительности инструмента)

• Тест на твердость: Использует тестеры Rockwell C для проверки твердости после тему (60-62 HRC)–Ensure износостойкость соответствует стандартам D2.
• Анализ микроструктуры: Изучает сплав под микроскопом, чтобы подтвердить равномерное распределение карбидов (Нет больших карбидов, которые вызывают скопление).
• Проверка размерных: Использует координатные машины измерения (CMM) Чтобы проверить размеры инструмента - точность для форм и режущих инструментов.
• Тестирование износа: Имитирует реальное использование (НАПРИМЕР., Циклы штамповки, нож) Для измерения срока службы инструментов - инструменты D2 соответствуют ожиданиям долговечности.
• Коррозионное тестирование: Проводит тесты на соляные брызги (за ASTM B117) Чтобы проверить Хорошая коррозионная стойкость- Критические для столовых приборов и форм, подвергшихся воздействию химических веществ.

4. Тематическое исследование: D2 Tool Steel в холодных умираниях умирает

Производитель автомобильных запчастей использовал A2 Tool Steel для умираний с холодным набором, которые производят стальные кронштейны. A2 умирает после 50,000 штампы, требует частых облегчения (стоимость $5,000 ежемесячно) и замена каждый 3 месяцы. Они перешли на D2 Tool Steel, со следующими результатами:

• Износостойкость: D2 умирает длился 150,000 штампы (3x длиннее A2) и требовалось отзывая только один раз каждый 2 месяцы - сокращение расходов на техническое обслуживание 67%.
• Качество частично: D2 Dies поддерживал последовательные размеры кронштейнов (± 0,01 мм) на протяжении всей их жизни, В то время как умирание А2 показало размерное дрейф после 30,000 штампы - уменьшение дефектных деталей 90%.
• Экономия стоимости: Пока D2 умирает 20% более авансовый, более длительный срок службы и более низкое обслуживание спасение производителя $48,000 ежегодно.

5. D2 Tool Steel vs. Другие материалы

Как D2 Tool Steel сравнивается с другими общими инструментами и высокопроизводительными материалами? Давайте разберем его с подробным столом:

Применение пригодности

• Холодные утилизации умирают: D2 лучше A2 (дольше жизнь, меньше износа) и дешевле, чем CPM S30V-доступный для больших объемов штампов.
• Столовые приборы среднего класса: D2 BALANCESSESTEAVANCE и стоимость износа лучше, чем CPM S30V (более доступно) и имеет лучшее сохранение края, чем 440c - отличное для охоты и кухонных ножей.
• Точные формы: D2 превосходит A2 (Более износостойкий) и является более экономически эффективным, чем титановый-подходящий для пластиковых форм для инъекций.
• Рукающие инструменты с низким воздействием: D2 превосходит 440c (Сильнее, Лучшее удержание края) Для фрезеров и инструментов токарного токана.

Взгляд Yigu Technology на D2 Tool Steel Steel

В Yigu Technology, Мы рассматриваем D2 Tool Steel как экономически эффективную рабочую лошадку для холодной работы и применения с интенсивным. Его Отличная износостойкость, Воздушная способность, и сбалансированная стоимость делает его идеальным для наших клиентов в столовых приборах, Автомобильная штамповка, и изготовление формы. Мы часто рекомендуем D2 для умираний с холодным ударом, Ножи среднего класса, и точные формы - где это обеспечивает лучшую долговечность, чем A2 и больше ценности, чем премиальные стали, такие как CPM S30V. В то время как его низкая вязкость ограничивает высокое влияние, его производительность в низком воздействии, сценарии с тяжелыми износокими., Экономические решения.

Часто задаваемые вопросы

1. Является ли D2 Tool Steel, подходящая для высокоэффективных применений?

Нет - D2 есть Умеренная ударная прочность, Делая это склонным к скоплению под внезапной силой (НАПРИМЕР., тяжелые удары или топоры). Для высокоэффективных инструментов, Выберите A2 Tool Steel (Более высокая прочность) или S7 Tool Steel (Разработано для воздействия). D2 лучше всего подходит для низкого воздействия, Изное использование.

2. Можно ли легко заточить инструмент D2?

Да, пока D2 сложно (60-62 HRC), Его можно заточить с помощью инструментов заточки алмаза или карбида. Он сохраняет острый край дольше, чем большинство сталей, Таким образом, заточка встречается реже. Для достижения наилучших результатов, Используйте медленное, Последовательное движение заострения, чтобы избежать перегрева края.

3. Как D2 Tool Steel по сравнению с CPM S30V для ножей?

D2 есть 25% дешевле, чем CPM S30V, и имеет аналогичные износостойкость и удержание края. CPM S30V лучше коррозионная стойкость (от большего хрома) и больше единообразных карбидов (Из порошковой металлургии), Сделать его лучше для влажной или морской среды. Выберите D2 для бюджета, Прочные ножи; CPM S30V для премии, коррозионные лезвия.