M2 Tool Steel: Характеристики, Приложения, и руководство по производству

M2 Tool Steel-высокоскоростная сталь премиум-класса (HSS) праздновано за его исключительное Высокая горячая твердость и Отличная износостойкость- Траты стали возможными благодаря адаптации химический состав (богатый вольфрамовой, молибден, и ванадий). В отличие от стандартных инструментальных сталей, он сохраняет резкость при температуре до 600 ° C, Сделать его золотым стандартом для высокоскоростных режущих инструментов, Точность формирования умирает, и высокопроизводительные компоненты в аэрокосмической и автомобильной промышленности. 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, которые требуют скорости, долговечность, и высокотемпературная надежность.

1. Ключевые свойства материала M2 Tool Steel

Производительность M2 Tool Steel коренится в его точно откалиброванной химический состав, который формирует его надежный механические свойства, последовательный физические свойства, и выдающиеся высокотемпературные характеристики.

Химический состав

Формула M2 оптимизирована для экстремальных условий резки и формирования, с фиксированными диапазонами для ключевых элементов:

• Содержание углерода: 0.80-0.95% (уравновешивает силу и износостойкость- связки с вольфрамовым/ванадием с образованием твердых карбидов, которые сохраняют острые края)
• Содержание хрома: 3.75-4.25% (формирует теплостойких карбидов для дополнительной износостойкости и усиливает укрепление, Обеспечение равномерной термообработки)
• Содержание вольфрама: 5.50-6.75% (основной элемент для Высокая горячая твердость- Формирующие вольфрад -карбиды, которые сопротивляются размягчению при 600 ° C+)
• Содержание молибдена: 4.75-5.50% (Работает с вольфрамовой вольфесой, чтобы повысить горячую твердость и уменьшить хрупкость, улучшение практического удобства использования)
• Содержание ванадиума: 1.75-2.25% (Уточняет размер зерна, повышает прочность, и образует карбиды ванадий, которые еще больше улучшают устойчивость к износу)
• Содержание марганца: 0.20-0.40% (Укрепляет затвердеваемость без создания грубых карбидов, которые ослабляют сталь)
• Содержание кремния: 0.15-0.35% (СПИД при окислении во время производства и стабилизирует высокотемпературные характеристики)
• Содержание фосфора: ≤0,03% (строго контролируется, чтобы предотвратить холодную хрупкость, Критически критично для инструментов, используемых в низкотемпературном хранении)
• Содержание серы: ≤0,03% (Ультра-низкий для поддержания стойкость и избегать растрескивания во время формирования или обработки)

Физические свойства

Механические свойства

После стандартной термообработки (отжиг + гашение + отпуск), M2 обеспечивает ведущие в отрасли производительность для высокоскоростных приложений:

• Предел прочности: ~ 2000-2500 МПа (выше, чем большинство инструментов, Подходит для операций с высокой поддержкой, таких как фрезеровая твердая сталь)
• Урожайность: ~ 1600-2000 МПа (Обеспечивает сопротивление инструментам сопротивляться постоянной деформации при тяжелой обработке)
• Удлинение: ~ 10-15% (в 50 ММ - модерная пластичность, Достаточно, чтобы избежать внезапного растрескивания во время вибраций обработки)
• Твердость (Роквелл C Шкала): 62-68 HRC (После термообработки - регулируемой: 62-64 HRC для жестких инструментов формирования, 66-68 HRC для резистентных режущих инструментов)
• Усталость сила: ~ 800-1000 МПа (в 10⁷ циклах-от сумасшедших до холодных сталей, как D2, Идеально подходит для инструментов под повторными циклами резки)
• Воздействие на выносливость: От умеренного до высокого (~ 35-45 J/см² при комнатной температуре)- Боже, чем керамические инструменты, Снижение риска скопления во время использования

Другие критические свойства

• Отличная износостойкость: Карбиды вольфрама и ванадий противостоят истиранию даже на высоких скоростях, Сделать его идеальным для обработки твердых металлов, таких как сталь или чугун.
• Высокая горячая твердость: Сохраняет ~ 60 часов при 600 ° C (намного выше, чем инструментальные стали A2 или D2)-Критическое для поддержания резкости во время высокоскоростной резки (НАПРИМЕР., 500+ М/мин для алюминия).
• Хорошая прочность: Сбалансирован с твердостью, так что это может противостоять незначительным последствиям (НАПРИМЕР., Внезапный контакт с инструментами с краями заготовки) не сломавшись.
• Механизм: Хороший (Перед термообработкой)- Аннулирован M2 (Твердость ~ 220-250 Бринелл) легко машина с карбидными инструментами; Избегайте обработки после упрочнения (62-68 HRC).
• Сварка: С осторожностью - высокое содержание углерода и сплава увеличивает риск растрескивания; предварительно нагреть (300-400° C.) и послепродажный отпуск необходим для восстановления выносливости для ремонта инструментов.

2. Реальные применения M2 Tool Steel Steel

Смесь М2 Высокая горячая твердость, Отличная износостойкость, и прочность делает его идеальным для высокоскоростной резки и формирования точности в разных отраслях промышленности. Вот его наиболее распространенное использование:

Режущие инструменты

• Фрезеры: Конечные мельницы и фамильные мельницы для высокоскоростной обработки стали, чугун, или сплавные металлы используют M2—Горячая твердость поддерживает резкость при температуре резки 500-600 ° C, опережать стандартные альтернативы HSS.
• Поворотные инструменты: Токарные инструменты для высокоскоростного поворота автомобильных валов или аэрокосмических компонентов Использование M2-Сопротивление одежды уменьшает изменения инструмента, повышение эффективности производства 40%.
• Расщепления: Внутренние протяженности для формирования шестерни или сплайнов используют M2 - с каждым не поддаются скоплению, и горячая твердость сохраняет точность во время длинных протяжений (10,000+ детали на инструмент).
• Разрушители: Точные резульи для создания отверстий с жесткой устойчивостью (± 0,001 мм) Используйте M2 - Сопротивление одежды обеспечивает постоянное качество отверстия. 15,000+ Разработанные операции.

Пример случая: Магазин обработки использовал A2 Tool Steel для фрезеров, которые машины из углеродной стали.. А2 резаки притухали к 800 части, требует частых облегчения. Они перешли на M2, И резаки продолжались 3,200 части (300% дольше)- вытягивая поступки времени 75% и сохранение $18,000 ежегодно.

Формирование инструментов

• Удары: Высокоскоростные удары для штамповки металлических листов (НАПРИМЕР., Электронные круги) Используйте M2 -Отличная износостойкость ручки 200,000+ штампы без края.
• Умирает: Холодные умирают для формирования болтов или винтов., и износостойкость поддерживает точность умирания, уменьшение дефектных частей 60%.
• Инструменты штамповки: Инструменты из тонкой штамповки для создания небольших металлических деталей (НАПРИМЕР., смотреть компоненты) Используйте M2 - Хардесс (62-68 HRC) обеспечивает чистоту, Без зары.

Аэрокосмическая & Автомобильная промышленность

• Аэрокосмическая промышленность: Режущие инструменты для обработки титана или компонентов. (НАПРИМЕР., турбинные лезвия) Используйте M2 -Высокая горячая твердость Обрабатывает температуру резки 600 ° C, который смягчит обычные инструментальные стали.
• Автомобильная промышленность: Высокоскоростные режущие инструменты для обработки блоков двигателя или деталей трансмиссии Использование M2-Сопротивление одежды уменьшает замену инструмента, сокращение производственных затрат 35%.

Машиностроение

• Передачи: Тяжелые промышленные шестерни (НАПРИМЕР., в конвейерных системах или ветряных турбинах) Используйте M2-Сопротивление с сопротивлением., продление срока службы передачи в 2,5 раза.
• Валы: Приводные валы для высокоскоростной машины (НАПРИМЕР., центрифуги или промышленные миксеры) Используйте M2 - силу (2000-2500 МПА) выдерживает крутящий момент, и сила усталости сопротивляется повторному стрессу.
• Подшипники: Подшипники с высокой нагрузкой для промышленного оборудования Использование M2-Сопротивление одежды уменьшает трение, снижение частоты обслуживания 50%.

3. Методы производства для M2 Tool Steel

Производство M2 Tool Steel требует точности для поддержания химического баланса и оптимизации высокотемпературных производительности. Вот подробный процесс:

1. Металлургические процессы (Контроль композиции)

• Электрическая дуговая печь (Eaf): Основной метод - сталь, вольфрам, молибден, ванадий, и другие сплавы расплавлены при 1650-1,750 ° C. Датчики мониторинг химический состав сохранить элементы в пределах фиксированных диапазонов M2 (НАПРИМЕР., 5.50-6.75% вольфрам), критическое для горячей твердости.
• Основная кислородная печь (Боф): Для крупномасштабного производства-Молотеновое железо из взрывной печи смешивается с ломкой стали, Затем взорван кислород, чтобы регулировать содержание углерода. Сплавы (вольфрам, 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 провод. Горячие катания разбивают большие карбиды и формируют материал в пробелы для инструментов (НАПРИМЕР., режущие тела или пробеги).
• Холодный катание: Используется для тонких листов или проволоки (НАПРИМЕР., Маленькие пуншины)—Оолд-рол. Холодное вращение увеличивает твердость, Так что отжиг следует за восстановлением механизма.

3. Термическая обработка (Критическое для горячей производительности)

Тепловая обработка M2 адаптирована для максимизации горячей твердости и жесткости:

• Отжиг: Нагревается до 850-900 ° C и удерживается для 2-4 часы, затем медленно охлаждался (50° C/час) до ~ 600 ° C.. Уменьшает твердость 220-250 Бринелл, Сделать его обработкой и снятие внутреннего стресса.
• Гашение: Нагревается до 1200-1,250 ° C. (Austenitizing) и держался за 30-60 минуты (дольше, чем другие инструментальные стали, чтобы растворить карбиды), затем утомил в масле или воздухе. Гашение нефти утверждает сталь 66-68 HRC; утомивание воздуха (помедленнее) уменьшает искажения, но снижает твердость до 62-64 HRC.
• Отпуск: Разогрет до 500-550 ° C. (для горячей твердости) или 300-400 ° C. (за стойкость) и держался за 1-2 часы, Затем воздушное охлаждение. Загадывание при балансах 500-550 ° C Высокая горячая твердость и выносливость - критическая для режущих инструментов; Более низкие температуры отпуска приоритет силе для формирования инструментов.
• Снятие стресса отжиг: Обязательно-до 600-650 ° C для 1 час после обработки (Перед окончательной термообработкой) Чтобы уменьшить стресс резки, что может вызвать растрескивание во время гашения.

4. Формирование и обработка поверхности

• Формирующие методы:
• Нажатие формирования: Использует гидравлические прессы (5,000-10,000 тонны) Для формирования пластин M2 в большие пробелы для инструментов - перед тепловой обработкой, Когда сталь мягкая.
• Шлифование: После термической обработки, точное шлифование (с алмазными колесами) Уточняет края инструментов до утолеровов (НАПРИМЕР., ± 0,0005 мм для деруторов) и создает острые разреза.
• Обработка: Заводы с ЧПУ с карбидными инструментами формируют M2 в геометрию режущего инструмента (НАПРИМЕР., Мельничные зубы или развернутые флейты) Когда отжигали. Охлаждающая жидкость необходима для предотвращения перегрева - скорость составления 15-20% медленнее, чем низколеплай.
• Поверхностная обработка:
• Укрепление: Окончательная термообработка (гашение + отпуск) Достаточно для большинства применений - не требуется дополнительного упрочнения поверхности.
• Нитринг: Для режущих инструментов с высокой ногой (НАПРИМЕР., фрезеры)-Храните до 500-550 ° C в атмосфере азота, образуя твердый нитрид. (5-10 мкм), повышение износостойкость к 30%.
• Покрытие (PVD/CVD): Тонкие покрытия, такие как титановый алюминиевый нитрид (Pvd) применяются к режущим инструментам - уменьшают трение и продлевают срок службы инструмента на 2,5x, Особенно для высокоскоростной обработки твердых металлов.

5. Контроль качества (Горячая обеспечение производительности)

• Тест на твердость: Использует тестеры Rockwell C для проверки твердости после тему (62-68 HRC) и горячая твердость (≥60 HRC при 600 ° C)- Критическое для сокращения производительности.
• Анализ микроструктуры: Изучает сплав под микроскопом, чтобы подтвердить равномерное распределение карбидов (Нет больших карбидов, которые вызывают скопление) и правильный отпуск (Нет хрупкого мартенсита).
• Проверка размерных: Использует координатные машины измерения (CMM) Чтобы проверить размеры инструментов - точность для режущих инструментов, таких как развертки или протяжества.
• Тестирование износа: Имитирует высокоскоростной резки (НАПРИМЕР., обработка стали в 500 м/мой) Для измерения срока службы инструментов - инструменты M2 соответствуют ожиданиям долговечности.
• Тестирование на растяжение: Проверяет прочность на растяжение (2000-2500 МПА) и уход (1600-2000 МПА) Чтобы соответствовать спецификациям M2.

4. Тематическое исследование: M2 Tool Steel в обработке лезвий аэрокосмической турбины

Производитель аэрокосмической промышленности использовал керамические инструменты для обработки лезвий турбин. (40% частота отказов) и высокие затраты на замену ($30,000 ежемесячно). Они перешли на режущие инструменты M2, со следующими результатами:

• Жизнь инструмента: М2 инструменты длились 200 Циклы обработки лезвия (против. 60 Циклы для керамики)- Избавление замены инструмента на 70%.
• Ставка скота: Прочность M2 понизила скопление на 8% (от 40%), уменьшение потраченных лезвий и спасения $50,000 Ежегодно по материалам.
• Экономия стоимости: В то время как инструменты M2 стоят 25% более авансовый, более длительный срок службы и более низкая скорость отказов сэкономили производителю $180,000 ежегодно.

5. M2 Tool Steel vs. Другие материалы

Как M2 сравнивается с другими инструментами и высокопроизводительными материалами? Давайте разберем его с подробным столом:

Применение пригодности

• Высокоскоростные режущие инструменты: M2 лучше, чем A2/D2 (превосходная горячая твердость) и дешевле, чем керамические инструменты, которые можно обрабатывать сталь или неудобства на высоких скоростях.
• Аэрокосмическая обработка: M2 превосходит H13 (Высшая горячая твердость) Для резки титана или нерезового - критического для производства турбинного лезвия.
• Точные инструменты формирования: M2 превосходит D2 (Лучшая прочность) Для больших объемов штамповки-уменьшает скопление и продлевает срок службы инструмента.
• Механические шестерни/валы: M2 уравновешивает прочность и устойчивость к износу лучше, чем A2-подходит для высокой нагрузки, Высокоскоростная машина.

Взгляд Yigu Technology на M2 Tool Steel Steel

В Yigu Technology, Мы рассматриваем M2 как краеугольный камень для высокопроизводительных приложений резки и формирования. Его Высокая горячая твердость, Отличная износостойкость, и сбалансированная прочность делает его идеальным для клиентов в аэрокосмической промышленности, Автомобиль, и точная обработка. Мы рекомендуем M2 для фрезетов, Разрушители, и инструменты аэрокосмических компонентов - где он превосходит A2/D2 (Лучшая высокотемпературная производительность) и обеспечивает большую ценность, чем керамические инструменты. В то время как M2 стоит дороже, Его более длительный срок службы и более низкое обслуживание соответствуют нашей цели устойчивого, Экономические решения для требования производственных потребностей.

Часто задаваемые вопросы

1. Можно ли использовать сталь инструмента M2 для обработки нерушительных металлов (НАПРИМЕР., алюминий)?

Да - м2 Отличная износостойкость хорошо работает для высокоскоростной обработки алюминия, Хотя это может быть чрезмерным для мягких небрежных металлов. Для экономии затрат, Используйте A2 Tool Steel для алюминия; резерв м