P20 Tool Steel: Характеристики, Приложения, Руководство по производству

P20 Tool Steel-это универсальный предварительно упорный сплав, прославленный за сбалансированную смесь Хорошая износостойкость, Высокая прочность, и превосходная механизм - это стало возможным благодаря адаптации химический состав (умеренный углерод, хром, и молибденовые дополнения). В отличие от многих инструментальных сталей, он прибывает предварительно запор (48-52 HRC), Устранение термообработки после приема и сокращения времени производства. Это делает его лучшим выбором для пластиковых форм для инъекций, Die Casting Tools, и точные компоненты в аэрокосмической промышленности, Автомобиль, и медицинские отрасли. 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 эффективности и надежности.

1. Ключевые свойства материала P20 Tool Steel Steel

Производительность P20 проистекает из его оптимизированных химический состав, которые обеспечивают постоянные физические и механические свойства, особенно его предварительно упорное состояние, которые оптимизируют производство.

Химический состав

Формула P20 определяет приоритеты в оборудовании и прочности, с фиксированными диапазонами для ключевых элементов:

• Содержание углерода: 0.30-0.40% (достаточно низкий, чтобы поддерживать Высокая прочность Для сборки плесени, достаточно высоко, чтобы сформировать мелкие карбиды для Хорошая износостойкость)
• Содержание хрома: 1.70-2.00% (повышает устойчивость и коррозионную стойкость, Критические для пластиковых форм для инъекций, подвергшихся воздействию смол)
• Содержание марганца: 0.20-0.60% (повышает прочность на растяжение без создания грубых карбидов, которые ослабляют сталь)
• Содержание кремния: 0.15-0.35% (СПИД при окислении во время производства и стабилизирует механические свойства)
• Содержание молибдена: 0.20-0.40% (Улучшает устойчивость к тепловой усталости, Идеально подходит для форм литья, подвергающихся повторному отоплению/охлаждению)
• Содержание фосфора: ≤0,03% (строго контролируется, чтобы предотвратить холодную хрупкость, необходимо для форм, используемых в низкотемпературных средах)
• Содержание серы: ≤0,03% (Ультра-низкий, чтобы поддерживать жесткость и избегать растрескивания во время обработки или использования плесени)

Физические свойства

Механические свойства

В качестве предварительно упорной стали инструментов, P20 обеспечивает готовые к использованию производительность без дополнительной термообработки:

• Предел прочности: ~ 1200-1500 МПа (Подходит для несущих компонентов плесени, таких как ядра и полости)
• Урожайность: ~ 800-1000 МПа (гарантирует, что плесени сопротивляются постоянной деформации при давлении впрыска или нагрузки на литье)
• Удлинение: ~ 15-20% (в 50 мм - выше, чем большинство инструментов, Облегчение создания комплексной геометрии плесени без трещин)
• Твердость (Роквелл C Шкала): 48-52 HRC (Предварительно ушкоращенный-доступный для балансировки оборудования и износостойкости; Отсутствие термообработки после махинации не требуется)
• Усталость сила: ~ 500-600 МПа (При 10⁷ циклов-критические для используемых форм с большими объемами 100,000+ раз, Как инструменты пластиковой инъекции)
• Воздействие на выносливость: От умеренного до высокого (~ 45-55 J/см² при комнатной температуре)- Более D2 или M2, сделать его подходящим для больших форм, которые выдерживают напряжение сборки.

Другие критические свойства

• Хорошая износостойкость: Карбиды хрома и молибдена противостоят истиранию, Продолжая жизнь плесени (НАПРИМЕР., 250,000+ Циклы для пластиковых форм для инъекций) и уменьшение частоты замены.
• Хорошая коррозионная стойкость: Слой оксида хрома защищает от пластиковых смол и легких химических веществ, избегание окрашивания плесени или деградации.
• Высокая прочность: Его предварительно упорное состояние сохраняет пластичность, Таким образом, P20 выдерживает давление зажима плесени (до 10,000 кН для больших форм) без скопления.
• Механизм: Хороший (Даже в предварительно закрепленном состоянии)–48-52 HRC достаточно мягкий для карбидных инструментов, чтобы разрезать комплексные полости плесени, сокращение времени обработки 30% против. Полностью закаленные стали.
• Сварка: С осторожностью-состояние, охраняемое, увеличивает риск растрескивания; предварительно нагреть (200-250° C.) и после заслуги необходимы для ремонта плесени.

2. Реальные применения P20 Tool Steel Steel

Предварительно укрепленные государственные и сбалансированные свойства P20 делают его идеальным для промышленности, которые требуют быстрого производства и надежной производительности плесени. Вот его наиболее распространенное использование:

Пластиковая литья

• Формы для пластиковых деталей: Формы для потребительских товаров (НАПРИМЕР., игрушечные компоненты или упаковка) Используйте P20 -Высокая прочность Позволяет сложные конструкции полости, и предварительно упорное состояние сокращает время производства плесени на 25%.
• Компоненты ядра и полости: Точные ядра плесени (Для небольших отверстий в пластиковых деталях) Используйте P20 -Хорошая износостойкость поддерживает плотные допуски (± 0,003 мм) над 200,000 цикл, уменьшение дефектных частей.

Пример случая: Магазин пластиковой формы использовал A2 Tool Steel для форм для игрушечных компонентов, но задержки с лицом из-за термообработки после приема (добавление 3 Дни до производства). Они перешли на P20, Устранена термообработка, и уменьшенное время заказа плесени на 25% - накапливание 10 больше проектов ежегодно и увеличивая доход $150,000.

Умирать кастинг

• Формы для металлического литья: Алюминиевые формы литья (Для автомобильных кронштейнов) Используйте P20 -Устойчивость к тепловой усталости (от молибдена) выдерживает 450 ° C расплавленный алюминий, Избегание растрескивания от повторного отопления/охлаждения.
• Компоненты ядра и полости: Цинк -димирные кастинги (Для корпусов электроники) Используйте P20 - MACHINABLISE позволяет замысловатые формы ядра, и износ 150,000+ циклы кастинга.

Кова и штамповка

• Штамповка умирает: Холодные умирают из-за тонких стальных листов (НАПРИМЕР., панели приборов) Используйте P20 -стойкость Выдерживает давление штамповки (до 5,000 кН), и износостойкость обеспечивает чистые края панели. 100,000 штампы.
• Ковкость умирает: Низко-стресс-ковкость умирает (Для алюминиевых частей) Использовать P20-Пере-загадочное состояние сокращает время производства, и тепловая стабильность поддерживает точность умирания.

Аэрокосмическая, Автомобиль & Медицинская промышленность

• Аэрокосмическая промышленность: Небольшие точные компоненты (НАПРИМЕР., Самолетные внутренние кронштейны) Используйте P20 -размерная стабильность обеспечивает соответствие другим деталям, и механизм допускает плотные допуски.
• Автомобильная промышленность: Формы для резиновых уплотнений или пластиковых внутренних деталей используют P20 -коррозионная стойкость избегает деградации от автомобильных жидкостей, и предварительно упорное состояние ускоряет производство плесени.
• Медицинская индустрия: Формы для пластиковых шприц или компонентов диагностического устройства используют P20—Хорошая коррозионная стойкость Выдерживает автоклавную стерилизацию, и механизм обеспечивает плавные части поверхности (критическое для медицинской безопасности).

3. Методы производства для P20 Tool Steel

Производство P20 требует точности для поддержания предварительно ушкорачивающегося состояния и химического баланса-ключ к его экономии времени. Вот подробный процесс:

1. Металлургические процессы (Контроль композиции)

• Электрическая дуговая печь (Eaf): Основной метод - сталь, хром, молибден, и другие сплавы расплавлены при 1650-1,750 ° C. Датчики мониторинг химический состав Чтобы сохранить элементы в пределах P20 (НАПРИМЕР., 1.70-2.00% хром), критическая для коррозии и устойчивости к износу.
• Основная кислородная печь (Боф): Для крупномасштабного производства-Молотеновое железо из взрывной печи смешивается с ломкой стали; кислород корректирует содержание углерода. Сплавы добавляются после смягчения, чтобы избежать окисления, и обеспечить точный состав.

2. Процессы прокатки

• Горячая катящика: Расплавленный сплав бросает в слитки, Нагревается до 1100-1,200 ° C., и перевернулся в тарелки, батончики, или блоки. Горячие катящики разбивают большие карбиды и формируют материал в заготовки для плесени (НАПРИМЕР., 500×500 ММ блоки для форм для инъекций).
• Холодный катание: Используется для тонких компонентов (НАПРИМЕР., штамповка вставки)—Оолд-рост при комнатной температуре, чтобы улучшить отделку поверхности. Отжиг после роллинга (700-750° C.) смягчает сталь для последующей термической обработки.

3. Термическая обработка (Предварительное удержание для эффективности)

Предварительно упорное состояние P20 является ключом к его эффективности-обработка Heat завершается перед обработкой:

• Отжиг: Нагревается до 800-850 ° C для 2-3 часы, медленно охлаждается до ~ 600 ° C. Уменьшает твердость 200-230 Бринелл, Облегчение формирования в пробела.
• Гашение: Нагревается до 860-900 ° C. (Austenitizing) для 30-45 минуты, утомил в масле. Затвердевает сталь до 55-58 HRC.
• Отпуск: Разогреть до 550-600 ° С 1-2 часы, воздушное охлаждение. Уменьшает твердость 48-52 HRC (Предварительно упорное состояние)—Бракирует износостойкость и механизм, Устранение термической обработки после приготовления.
• Снятие стресса отжиг: Применяется после прокатки-поднялся до 600-650 ° C для 1 час для уменьшения внутреннего стресса, предотвращение деформации во время предварительного удержания.

4. Формирование и обработка поверхности

• Формирующие методы:
• Нажатие формирования: Гидравлические прессы (5,000-8,000 тонны) Forme P20 Blands в контуры плесени-перед предварительным удержанием.
• Обработка: Заводы с ЧПУ с карбидными инструментами вырезать сложные полости плесени (НАПРИМЕР., Компоненты игрушек или детали медицинского устройства) в предварительно упорный P20-Coolant предотвращает перегрев, и механизм обеспечивает плавные поверхности.
• Шлифование: После обработки, алмазные колеса уточняют точные детали (НАПРИМЕР., Корры плесени) в Ра 0.05 мкм шероховатость, Обеспечение обеспечения высококачественной отделки.
• Поверхностная обработка:
• Нитринг: Нагревается до 500-550 ° C в атмосфере азота, чтобы сформировать 5-8 мкм нитридного слоя - устойчивости к износу 30% (Идеально подходит для подъездных форм с большим объемом).
• Покрытие (PVD/CVD): Нитрид титана (Pvd) Покрытия наносятся на поверхности плесени - уменьшают пластиковую прилипку, Улучшение выпуска части и продление срока службы плесени на 2x.
• Укрепление: Не требуется дополнительного упрочнения-предварительно упорное состояние P20 (48-52 HRC) готов к использованию.

5. Контроль качества (Точность и обеспечение эффективности)

• Тест на твердость: Испытания Rockwell C подтверждают предварительно упорную твердость (48-52 HRC)–Ensure Последовательность для обработки.
• Анализ микроструктуры: Изучает сплав под микроскопом, чтобы подтвердить равномерное распределение карбидов (Нет больших карбидов, которые вызывают проблемы с обработкой).
• Проверка размерных: Координировать измерительные машины (CMMS) Проверьте пустые размеры до ± 0,001 мм - критическое для производства точной формы.
• Коррозионное тестирование: Тесты соляного распыления (за ASTM B117) проверять Хорошая коррозионная стойкость-Рассмотрен для медицинских или пищевых форм.
• Тестирование на растяжение: Проверяет прочность на растяжение (1200-1500 МПА) и уход (800-1000 МПА) Чтобы соответствовать спецификациям P20.

4. Тематическое исследование: P20 Tool Steel в формах медицинского устройства

Использующий производитель медицинских устройств 420 нержавеющая сталь для пластиковых форм шприц, но столкнулась с двумя проблемами: Длительное время производства (Из-за термообработки после приема) и высокие затраты на обработку. Они перешли на P20, со следующими результатами:

• Время производства: Предварительно упорное состояние P20 устранение термической обработки, сокращать время заказа плесени от 10 Дни до 7 дни (30% Быстрее)- Служба более быстрых запуска продукта.
• Затраты на обработку: P20 лучшая оборудованость сократила время ЧПУ на 25%, сохранение $12,000 ежегодно по труду.
• Экономия стоимости: Несмотря на аналогичные затраты на авансовые материалы, Производитель спас $45,000 Ежегодно через более быстрое производство и более низкие расходы на рабочую силу.

5. P20 Tool Steel vs. Другие материалы

Как P20 сравнивается с альтернативными инструментами и материалами для производства плесени и компонентов? Давайте разберем это:

Применение пригодности

• Пластиковые формы: P20 предварительно закрепленное состояние и механизм опережают A2/D2 (Более быстрое производство) и 420 нержавеющая сталь (более низкая стоимость), Идеально подходит для среднего объема форм.
• Формы для литья: P20 устойчивости к тепловой устойчивости 30% Более низкая стоимость - поддается литью алюминия/цинка.
• Медицинские формы: P20 уравновешивает коррозионную стойкость (около 420) и скорость производства (быстрее, чем 420)-Идеально для чувствительных ко времени медицинского устройства..
• Точные компоненты: Платаж P20 размерная стабильность и механизм делают его лучше, чем D2 для небольших аэрокосмических или автомобильных деталей, которые требуют сложных форм.

Взгляд Yigu Technology на P20 Tool Steel Steel

В Yigu Technology, P20 выделяется как экономия времени, Эффективное решение для производства плесени и компонентов. Его предварительно упорное состояние устраняет задержки с термической обработкой, пока Хорошая износостойкость и Высокая прочность Обеспечить надежную производительность. Мы рекомендуем P20 для пластиковых форм для инъекций, Инструменты медицинского устройства, и литье среднего объема, где оно превосходит A2/D2 (Более быстрое производство) и предлагает лучшую ценность, чем H13. Хотя ему не хватает крайней устойчивости к износу D2, Его эффективность и универсальность согласуются с нашей целью устойчивой, оптимизированные производственные решения для различных отраслей промышленности.

Часто задаваемые вопросы

1. P20 Tool Steel, подходящая для пластиковых форм с большими объемами?

Да - п. 20 Хорошая износостойкость ручки 250,000+ Циклы для большинства пластиковых смол. Для сверхскоростных форм (500,000+ цикл), Добавить PVD -покрытие, чтобы повысить устойчивость к износу 30%.

2. Может ли P20 быть затвердевает дальше после обработки?

Технически да, Но это не рекомендуется - хромы P20 выше 600 ° C снизит его прочность и может вызвать деформацию. Его предварительно упорное состояние (48-52 HRC) предназначен для готового использования; Выберите D2 или M2, если требуется более высокая твердость.

3. Как P20 сравнивается с 420 нержавеющая сталь для медицинских форм?

P20 есть 20% дешевле, чем 420 и имеет более быстрое производство (Предварительно упорно против. 420Термическая обработка после махинации). 420 имеет немного лучшую коррозионную стойкость, Но P20's Хорошая коррозионная стойкость Достаточно для большинства медицинских применений (НАПРИМЕР., шприцы, Диагностические устройства).