Высокоскоростная сталь M35: Характеристики, Приложения, Руководство по производству

Высокоскоростная сталь M35 (HSS) это премиальный сплав, известный своим исключительным Высокая горячая твердость и повышенная сила - поднимается его уникальным химический состав (включая 4.75-5.50% кобальт, Ключевое дополнение к своей стальной основе M2). В отличие от стандартных HSS, он сохраняет твердость при температуре до 650 ° C, Сделать его лучшим выбором для высокопроизводительных режущих инструментов, Точность формирования умирает, и критические 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 крайней долговечности и надежности высокой температуры.

1. Ключевые свойства материала высокоскоростной стали M35

Производительность M35 коренится в его точно откалиброванной химический состав- особенно кобальт, который усиливает его механические и высокотемпературные возможности-способствуя его надежным свойствам.

Химический состав

Формула M35 строится на M2 Steel с кобальтом, чтобы повысить производительность, с фиксированными диапазонами для ключевых элементов:

• Содержание углерода: 0.85-1.00% (выше, чем M2, Усиление износостойкость образуя больше твердых карбидов с вольфрамовым/ванадием)
• Содержание хрома: 3.75-4.25% (формируют теплостойкие карбиды для дополнительной износостойкости и обеспечивают однородную термообработку)
• Содержание вольфрама: 5.50-6.75% (Основной элемент для Высокая горячая твердость- Карбиды, которые сопротивляются размягчению при 650 ° C+)
• Содержание молибдена: 4.75-5.50% (Работает с вольфрамовой вольфесой, чтобы повысить горячую твердость и уменьшить хрупкость)
• Содержание ванадиума: 1.75-2.25% (Уточняет размер зерна, повышает прочность, и образуют ванадий карбидов для превосходной износостойкости)
• Содержание кобальта: 4.75-5.50% (Определение элемента - усиливает стальную матрицу и увеличивает горячую твердость, повышение производительности выше M2)
• Содержание марганца: 0.20-0.40% (Укрепляет закаленность без создания грубых карбидов)
• Содержание кремния: 0.15-0.35% (СПИД-окисление во время производства и стабилизирует высокотемпературные характеристики)
• Содержание фосфора: ≤0,03% (строго контролируется, чтобы предотвратить холодную хрупкость, Критическая для низкотемпературного хранения инструментов)
• 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), M35 обеспечивает лидирующие в отрасли производительность:

• Предел прочности: ~ 2100-2600 МПа (100-150 МПа выше M2, Идеально подходит для высококвалифицированных операций, таких как фрезерование твердых сплавных сталей)
• Урожайность: ~ 1700-2100 МПа (Обеспечивает сопротивление инструментам сопротивляться постоянной деформации при тяжелых нагрузках)
• Удлинение: ~ 10-15% (в 50 ММ - модерная пластичность, Достаточно, чтобы избежать внезапного растрескивания во время вибраций обработки)
• Твердость (Роквелл C Шкала): 63-69 СПЧ (После термообработки - регулируемой: 63-65 HRC для жестких инструментов формирования, 67-69 HRC для резистентных режущих инструментов)
• Усталость сила: ~ 850-1050 МПа (при 10⁷ циклов-50-100 МПа выше, чем М2, Идеально подходит для инструментов под повторными циклами резки)
• Воздействие на выносливость: От умеренного до высокого (~ 38-48 J/см² при комнатной температуре)- Боже, чем керамические инструменты, Снижение риска скопления во время использования

Другие критические свойства

• Отличная износостойкость: Карбиды с усиленным кобальтом сопротивляются истиранию 15-20% лучше, чем М2, Идеально подходит для обработки жестких металлов, таких как Inconel или инструментальная сталь.
• Высокая горячая твердость: Сохраняет ~ 62 часа при 650 ° C (2 HRC выше M2 при 600 ° C)-Критическое для высокоскоростной резки (НАПРИМЕР., 600+ м/мин для алюминиевых сплавов).
• Хорошая прочность: Сбалансирован с твердостью, так что это выдерживает незначительные последствия (НАПРИМЕР., Контакт с инструментами) не сломавшись.
• Механизм: Хороший (Перед термообработкой)- Аннурованный M35 (Твердость ~ 220-250 Бринелл) Оборочен с помощью карбидных инструментов; Избегайте обработки после упрочнения (63-69 СПЧ).
• Сварка: С осторожностью - высокое содержание углерода и кобальта увеличивает риск растрескивания; предварительно нагреть (350-400° C.) и послепродажи необходимы для ремонта инструментов.

2. Реальные применения высокоскоростной стали M35

Производительность M35, усиленная на кобальте. Вот его наиболее распространенное использование:

Режущие инструменты

• Фрезеры: Конец мельницы для высокоскоростной обработки твердых сплавов (НАПРИМЕР., Insonel 718) Используйте M35 -Горячая твердость поддерживает резкость при 600-650 ° C, опережая M2 By 25% в срок службы инструмента.
• Поворотные инструменты: Токарные инструменты для обработки аэрокосмических турбинных валов Использование M35 - Сопротивление одежды уменьшает изменения инструмента, повышение эффективности производства 45%.
• Расщепления: Внутренние протяженности для формирования высокопрочных передач используют M35-срока не сопротивляется скоплению, и горячая твердость поддерживает точность 15,000+ части.
• Разрушители: Точные повреждения для отверстий. (± 0,0005 мм) В автомобильной трансмиссионной деталях используется M35 - Сопротивление одежды обеспечивает постоянное качество. 20,000+ reams.

Пример случая: Аэрокосмическая обработка используется M2 для фрезерования турбинных лезвий.. Резаки M2 притухали к 150 части. Они перешли на M35, И резаки продолжались 225 части (50% дольше)- вытягивая поступки времени 40% и сохранение $24,000 ежегодно.

Формирование инструментов

• Удары: Высокоскоростные удары для штамповки толстых металлических листов (НАПРИМЕР., 10 ММ сталь) Используйте M35 -Отличная износостойкость ручки 250,000+ штампы (50,000 больше, чем M2).
• Умирает: Холодные умирают для формирования высоких болтов., и износостойкость уменьшает дефектные части на 70%.
• Инструменты штамповки: Инструменты с точной штампочки для разъемов электроники Используйте M35 - Hardness (67-69 СПЧ) обеспечивает чистоту, Без зары.

Аэрокосмическая & Автомобильная промышленность

• Аэрокосмическая промышленность: Режущие инструменты для обработки лезвий титановых турбин Используют M35—Высокая горячая твердость Обрабатывает температуру резки 650 ° C, который смягчит M2.
• Автомобильная промышленность: Высокоскоростные режущие инструменты для обработки блоков двигателя (чугун) Используйте M35 - Сопротивление одежды уменьшает замену инструмента на 30%, сокращение производственных затрат.

Машиностроение

• Передачи: Тяжелые шестерни для коробок передач ветряных турбин используют M35-Сопротивление одежды продлевает срок службы 30% против. М2, сокращение технического обслуживания.
• Валы: Приводные валы для промышленных компрессоров Используют M35 - прочность на время (2100-2600 МПА) Выдерживает высокий крутящий момент, и сила усталости сопротивляется повторному стрессу.
• Подшипники: Подшипники с высокой нагрузкой для горного оборудования используют M35-Сопротивление одежды уменьшает трение, снижение частоты обслуживания 55%.

3. Методы производства для высокоскоростной стали M35

Производство M35 требует точности для поддержания баланса кобальта и оптимизации производительности. Вот подробный процесс:

1. Металлургические процессы (Контроль композиции)

• Электрическая дуговая печь (Eaf): Основной метод - сталь, вольфрам, молибден, ванадий, и кобальт растоплен при 1650-1,750 ° C. Датчики мониторинг химический состав Чтобы сохранить кобальт (4.75-5.50%) и другие элементы в диапазоне - критические для горячей твердости.
• Основная кислородная печь (Боф): Для крупномасштабного производства-Молтенское железо смешивается с лом; кислород корректирует содержание углерода. Кобальт и другие сплавы добавляются после раздутого, 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 разрываются большие карбиды и формы инструментов (НАПРИМЕР., режущие тела).
• Холодный катание: Используется для тонких листов (НАПРИМЕР., Маленькие пуншины)—Оолд-рост при комнатной температуре, чтобы улучшить отделку поверхности. Отжиг после роллинга (700-750° C.) Восстанавливает механизм.

3. Термическая обработка (Критическое для производительности кобальта)

• Отжиг: Нагревается до 850-900 ° C для 2-4 часы, медленно охлаждался (50° C/час) до ~ 600 ° C.. Уменьшает твердость 220-250 Бринелл, делая его обработкой.
• Гашение: Нагревается до 1220-1,270 ° C. (10-20° C выше, чем M2) для 30-60 минуты, утомил в масле. Затвердевает 67-69 СПЧ; Утоивание воздуха уменьшает искажение, но снижает твердость, чтобы 63-65 СПЧ.
• Отпуск: Разогрет до 520-570 ° C. (20-50° C выше, чем M2) для 1-2 часы, воздушное охлаждение. Баланс Горячая твердость и выносливость - критическая для режущих инструментов.
• Снятие стресса отжиг: Обязательно-до 600-650 ° C для 1 Час после обработки, чтобы уменьшить стресс, предотвращение растрескивания во время гашения.

4. Формирование и обработка поверхности

• Формирующие методы:
• Нажатие формирования: Гидравлические прессы (5,000-10,000 тонны) Форма пластин M35 в пробелы для инструментов - перед тепловой обработкой.
• Шлифование: После термической обработки, Алмазные колеса уточняют края до допусков ± 0,0005 мм (НАПРИМЕР., Разработанные флейты).
• Обработка: Заводы с ЧПУ с карбидными инструментами формируют отожжен M35 в резку геометрию - Coolant предотвращает перегрев.
• Поверхностная обработка:
• Нитринг: Нагревается до 500-550 ° C в азоте, чтобы сформировать 5-10 мкм нитридного слоя - устойчивости к износу 30%.
• Покрытие (PVD/CVD): Титановый алюминий нитрид (Pvd) Покрытия уменьшают трение, продление срока службы инструмента в 2,5 раза.
• Укрепление: Окончательная термообработка (гашение + отпуск) достаточно для большинства приложений.

5. Контроль качества (Обеспечение производительности)

• Тест на твердость: Тесты Rockwell C Проверяют твердость после тему (63-69 СПЧ) и горячая твердость (≥62 HRC при 650 ° C).
• Анализ микроструктуры: Подтверждает равномерное распределение карбида (Нет больших карбидов, которые вызывают скопление).
• Проверка размерных: CMMS Проверьте размеры инструмента на точность (НАПРИМЕР., Устойчивость к душевному отверстию).
• Тестирование износа: Имитирует высокоскоростной резки (НАПРИМЕР., Обработка неосновательна в 550 м/мой) Чтобы измерить срок службы инструмента.
• Тестирование на растяжение: Проверяет прочность на растяжение (2100-2600 МПА) и уход (1700-2100 МПА).

4. Тематическое исследование: Высокоскоростная сталь M35 в обработке лезвий аэрокосмической турбины

Основной аэрокосмический производитель использовал M2 для обработки лезвий титановых турбин, но сталкивается с 30% сбой инструмента из -за перегрева. Они перешли на M35, со следующими результатами:

• Жизнь инструмента: М35 резаки длились 200 лезвия (против. 130 для M2)–40% более длительный срок службы инструмента.
• Частота отказов: Горячая твердость M35 уменьшила перегрев неудачи. 8% (от 30%), сохранение $60,000 Ежегодно в потраченных материалах.
• Экономия стоимости: Несмотря на M35 30% Более высокая предварительная стоимость, Производитель спас $190,000 Ежегодно через уменьшенные изменения инструмента и отходы.

5. M35 высокоскоростная сталь против. Другие материалы

Как M35 по сравнению с M2 и другими высокопроизводительными материалами? Давайте разберем это:

Применение пригодности

• Аэрокосмическая обработка: M35 Outperforms M2 (Высшая горячая твердость) для титана/нерезового - пристрастия, чем M42.
• Высокоскоростная резка: M35 уравновешивает производительность и стоимость лучше, чем M42 - доступная для обработки автомобильных двигателей.
• Точность формирования: M35 превосходит D2 (Лучшая прочность) Для больших объемов штамповки-уменьшает скопление.

Взгляд Yigu Technology на высокоскоростную сталь M35

В Yigu Technology, M35 выделяется в качестве высокого раствора для экстремальных потребностей в обработке. Его кобальт усилился Горячая твердость и износостойкость делает его идеальным для аэрокосмической промышленности, Автомобиль, и клиенты Precision Engineering. Мы рекомендуем M35 для резки твердых сплавов (Insonel, титан) и высокоскоростные приложения-где оно превосходит M2 (Более длинный срок службы инструмента) и предлагает лучшую ценность, чем M42. В то время как более дорогой, Его долговечность сокращает обслуживание и затраты на замену, соответствовать нашей цели устойчивого, Высокопроизводительные производственные решения.

Часто задаваемые вопросы

1. M35 высокоскоростная сталь лучше, чем M2 для обработки твердых сплавов?

Да, кобальтовый контент M35 повышается Горячая твердость и износить стойкость, делая это 15-20% более долговечный, чем M2 для жестких сплавов, таких как Inconel или Tool Steel. Это идеально, если вам нужен более длительный срок службы для обработки с высоким спросом.

2. Можно ли использовать M35 для неплозной обработки металлов (НАПРИМЕР., алюминий)?

Да, Но это часто чрезмерно. M35 хорошо работает для высокоскоростной алюминиевой обработки, но M2 дешевле и достаточен для большинства небрежных применений. Резерв M35 для жестких металлов, чтобы максимизировать экономическую эффективность.

3. Как M35 по сравнению с высокоскоростной сталью M42?

M42 имеет немного более высокую горячую твердость (~ 64 HRC при 650 ° C против. M35's 62 СПЧ) но есть 40% Более дороже и труднее в машине. M35 предлагает лучшее значение для большинства приложений - только выбирайте M42 для экстремальных потребностей 650 ° C+ резки.