S1 Tool Steel: Характеристики, Приложения, и руководство по производству

S1 Tool Steel-универсальная низкопластная сталь холодной работы, отмечаемая своей сбалансированной смесью Хорошая износостойкость, Высокая прочность, и превосходная механизм - это стало возможным благодаря адаптации химический состав (умеренный углерод, хром, и дополнения марганца). В отличие от высокополученных инструментальных сталей (НАПРИМЕР., D2 или M2), он приоритет юзабилити и экономической эффективности, Сделать его идеальным для инструментов стресса с низким и средним., Формирование умирает, и точные компоненты в аэрокосмической промышленности, Автомобиль, и машиностроение. 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 надежности без чрезмерной стоимости.

1. Ключевые свойства материала S1 Tool Steel Steel

Производительность S1 связана с его оптимизированным химический состав, которые обеспечивают последовательные физические и механические свойства, адаптированные для холодной работы и световой резки.

Химический состав

Формула S1 приоритет выносливости и обработке, с фиксированными диапазонами для ключевых элементов:

• Содержание углерода: 0.40-0.50% (достаточно низкий, чтобы поддерживать Высокая прочность для формирования умираний, достаточно высоко, чтобы сформировать мелкие карбиды для Хорошая износостойкость)
• Содержание хрома: 0.50-0.70% (Скромное добавление усиливает устойчивость и легкую коррозионную стойкость, без уменьшения механизма)
• Содержание марганца: 0.50-0.80% (повышает прочность на растяжение и укрепление, обеспечение равномерных результатов термической обработки)
• Содержание кремния: 0.15-0.35% (СПИД при окислении во время производства и стабилизирует механические свойства)
• 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 обработки или формирования)

Физические свойства

Механические свойства

После стандартной термообработки (отжиг + гашение + отпуск), S1 обеспечивает надежную производительность для применений на стресс с низким и средним.:

• Предел прочности: ~ 1000-1200 МПа (Подходит для легких режущих инструментов и низко-стрессовых, умирающих)
• Урожайность: ~ 800-1000 МПа (Обеспечивает обеспечение постоянной деформации при постоянной деформации при давлении холодного формирования или нагрузки на легкие резки)
• Удлинение: ~ 15-20% (в 50 мм - выше, чем большинство инструментов, Облегчение создания сложных форм без трещин)
• Твердость (Роквелл C Шкала): 50-55 HRC (После термической обработки - за счет балансировки устойчивости к износу и вязкости; мягче, чем A2, но более пластичный)
• Усталость сила: ~ 500-600 МПа (В 10⁷ циклах-критические для используемых инструментов среднего объема 50,000+ раз, как маленькая штамповка умирает)
• Воздействие на выносливость: От умеренного до высокого (~ 50-60 J/см² при комнатной температуре)- Более А2, D2, или м2, сделать его подходящим для инструментов, которые противостоят незначительному воздействию (НАПРИМЕР., Ручные режущие инструменты).

Другие критические свойства

• Хорошая износостойкость: Углеродные и хром -карбиды сопротивляются истиранию, продление срока службы инструмента (НАПРИМЕР., 100,000+ Циклы для маленьких штамповок умирают) и уменьшение частоты замены.
• Хорошая прочность: Его состав с низким сплавом сохраняет пластичность, Таким образом, S1 выдерживает давление в холодном образовании (до 4,000 кн для маленьких умираний) без скопления.
• Механизм: Хороший (Перед термообработкой)- Аннурованные S1 (Твердость ~ 180-220 Бринелл) легко машина с высокоскоростной сталью (HSS) или карбидные инструменты; Шлифование после лечения после уклонения является простым для точных краев.
• Сварка: С осторожностью - модерное содержание углерода требует предварительного нагрева (200-250° C.) и пост-бешеный отпуск, чтобы не взломать, сделать его ремонтом для модификаций инструментов.

2. Реальные применения S1 Tool Steel Steel

Универсальность S1, доступность, и выносливость делает его идеальным для отраслей, которые требуют надежных производительности для задач стресса с светом до среднего.. Вот его наиболее распространенное использование:

Режущие инструменты

• Фрезеры: Небольшие конец мельницы для обработки мягких металлов (НАПРИМЕР., алюминий или латунь) Используйте S1—Хорошая износостойкость поддерживает резкость для 500+ части, и механизм допускает индивидуальную геометрию резак.
• Поворотные инструменты: Ручные инструменты токарного станка для любителей или мелководьей металлообработки. Использование S1-какое-то не противоречит случайному воздействию, и доступность костюмов в низком объеме проектов.
• Расщепления: Небольшие внутренние протяженности для формирования пластиковых или мягких стальных деталей (НАПРИМЕР., игрушечные шестерни) Используйте S1 - MACHINABLICE создает точные зубы протяжения, и износ 10,000+ части.
• Разрушители: Средняя термоусильственность (± 0,01 мм) Для деревообработки или пластиковых деталей используется S1 - удержание в крае обеспечивает постоянное качество отверстия без частых повторений.

Пример случая: Небольшой машинный магазин использовал низкоуглеродистую сталь для инструментов поворота алюминия, но сталкивался с прикованием после 200 части. Они перешли на S1, и инструменты длились 600 части (200% дольше)- вытягивание затрат на замену инструмента по $8,000 ежегодно.

Формирование инструментов

• Удары: Маленькие инструменты для холодного удара для листового металла (НАПРИМЕР., Создание отверстий в алюминиевых скобках) Используйте S1—стойкость выдерживает ручное или низкоскоростное удары, и износ 80,000+ удары.
• Умирает: Штамповка умирает за тонкие пластиковые листы (НАПРИМЕР., упаковка или этикетки) Используйте S1 - MACHINABLICE позволяет замысловатые полости., И прочность избегает растрескивания во время сборки матрицы.
• Инструменты штамповки: Любители или инструменты для штамповки с небольшим количеством (НАПРИМЕР., Создание ювелирных изделий) Используйте S1-костюмы по обеспечению низкопроизводства, И выносливость противоречит случайному смещению.

Аэрокосмическая, Автомобиль & Машиностроение

• Аэрокосмическая промышленность: Маленькие не нагрузочные компоненты (НАПРИМЕР., Самолетные крепежи) Используйте S1—размерная стабильность гарантирует нужное, и механизм допускает жесткие допуски на сборку.
• Автомобильная промышленность: Компоненты с низким уровнем стресса (НАПРИМЕР., Пластиковая отделка крепежа или резиновые формы уплотнения) Используйте S1 - Дереньство выдерживает давление зажима плесени, и экономическая эффективность подходит.
• Машиностроение: Небольшие шестерни и валы для легкого оборудования (НАПРИМЕР., бытовые приборы) Используйте S1 - прочность на изменение сопротивляется повторному стрессу, и доступность снижает затраты на компоненты.

3. Методы производства для S1 Tool Steel

Производство S1 требует точности для поддержания его химического баланса и обеспечения постоянной производительности холодной работы, в то время как затраты на низкие затраты. Вот подробный процесс:

1. Металлургические процессы (Контроль композиции)

• Электрическая дуговая печь (Eaf): Основной метод - сталь, углерод, и небольшие количества хрома расплавлены при 1600-1700 ° C. Датчики мониторинг химический состав сохранить элементы в пределах диапазонов S1 (НАПРИМЕР., 0.40-0.50% углерод), критическая для балансировки прочности и устойчивости к износу.
• Основная кислородная печь (Боф): Для крупномасштабного производства-Молотеновое железо из взрывной печи смешивается с ломкой стали; кислород корректирует содержание углерода. Хром добавляется после смягчения, чтобы избежать окисления и обеспечить точный состав.

2. Процессы прокатки

• Горячая катящика: Расплавленный сплав бросает в слитки, нагревается до 1050-1,150 ° C., и перевернулся в бары, тарелки, или провод. Горячие катания разбивают большие карбиды и формируют материал в пробелы для инструментов (НАПРИМЕР., 200×200 ММ блоки для маленьких умираний).
• Холодный катание: Используется для тонких компонентов инструмента (НАПРИМЕР., Удар пробел)—Оолд-рост при комнатной температуре, чтобы улучшить отделку поверхности. Отжиг после роллинга (650-700° C.) смягчает сталь для последующей обработки.

3. Термическая обработка (Адаптировано к прочности)

Тепловая обработка S1 приоритет выносливости над экстремальной твердостью, Сделать его подходящим для задач стресса от света до среднего:

• Отжиг: Нагревается до 750-800 ° C для 2-3 часы, медленно охлаждается до ~ 600 ° C. Уменьшает твердость 180-220 Бринелл, Сделать его обработкой и снятие внутреннего стресса.
• Гашение: Нагревается до 820-860 ° C. (Austenitizing) для 20-30 минуты, утомил в масле. Затвердевает сталь до 55-58 HRC - Загадывание назинка (против. D2) сохраняет прочность.
• Отпуск: Разогреть до 250-300 ° C для 1-2 часы, воздушное охлаждение. Уменьшает твердость 50-55 HRC - балансовые износы и прочность; Более высокая температура (350-400° C.) можно использовать для дополнительной пластичности.
• Снятие стресса отжиг: Применяется после обработки-подсчитано до 550-600 ° C для 1 час для уменьшения стресса резки, Предотвращение деформации инструмента во время окончательной термообработки.

4. Формирование и обработка поверхности

• Формирующие методы:
• Нажатие формирования: Маленькие гидравлические прессы (2,000-3,000 тонны) форма S1 Blands в магистратуру или инструмента.
• Обработка: Мельницы с ЧПУ или ручные токарные станки разрезают S1 в формы инструментов (НАПРИМЕР., Разработанные флейты или удары)– HSS Инструменты работают для отожженного S1, Снижение затрат на обработку.
• Шлифование: После термической обработки, колеса оксида алюминия уточняют края инструментов для RA 0.1 Шероховатость мкм-достаточная для применений средней термопотребления.
• Поверхностная обработка:
• Нитринг: Нагревается до 480-520 ° C в атмосфере азота, чтобы сформировать 3-5 мкм нитридного слоя - устойчивости к износу 20% (Идеально подходит для штамповки с большими объемами).
• Покрытие (PVD/CVD): Тонкий нитрид титана (Pvd) Покрытия являются дополнительными для режущих инструментов - уменьшить трение, продление срока службы инструмента в 1,5 раза для алюминиевой обработки.
• Укрепление: Окончательная термообработка (гашение + отпуск) Достаточно для большинства применений - не требуется дополнительного упрочнения поверхности.

5. Контроль качества (Производительность и обеспечение доступности)

• Тест на твердость: Тесты Rockwell C Проверяют твердость после тему (50-55 HRC)–Ensure Последовательность для производительности инструмента.
• Анализ микроструктуры: Изучает сплав под микроскопом, чтобы подтвердить равномерное распределение карбидов (Нет больших карбидов, которые вызывают проблемы с обработкой или сбой инструмента).
• Проверка размерных: Суппорты или координировать измерительные машины (CMMS) Проверьте размеры инструмента до ± 0,005 мм-критические для применений средней толерантности, таких как пластиковые формы.
• Тестирование износа: Имитирует холодную форму (НАПРИМЕР., штамповка алюминиевых листов) Для измерения срока службы инструментов - потери S1 соответствуют ожиданиям долговечности для целевых приложений.
• Тестирование на растяжение: Проверяет прочность на растяжение (1000-1200 МПА) и уход (800-1000 МПА) Чтобы соответствовать спецификациям S1.

4. Тематическое исследование: S1 Tool Steel в мелкой штампе умирает

Небольшой производитель электроники использовал A2 Tool Steel для штамповки тонких алюминиевых разъемов (10,000 части/год) но столкнулся с двумя проблемами: высокие затраты на обработку (Из -за более низкой механизма A2) и умирает от случайного воздействия. Они перешли на S1, со следующими результатами:

• Затраты на обработку: Лучшая механизм S1 сократила время ЧПУ 30%, сохранение $5,000 ежегодно по труду.
• Умереть долговечность: Высокая выносливость S1 устранила трещины - жизнь простиралась от 15,000 к 30,000 части (100% дольше), сокращение затрат на замену за счет $4,000 ежегодно.
• Экономия стоимости: Несмотря на аналогичные затраты на авансовые материалы, Производитель спас $9,000 Ежегодно-критическая для небольших производственных марже.

5. S1 Tool Steel vs. Другие материалы

Как S1 сравнивается с альтернативными инструментами и материалами для применений на стресс-средне.? Давайте разберем это:

Применение пригодности

• Маленькие режущие инструменты: Доступность и механизм S1 превосходят A2/D2 (более низкая стоимость) и 420 нержавеющая сталь (Лучшая прочность), Идеально подходит для любителей или небольших магазинов.
• Формирование света умирает: Высокая выносливость S1 делает его лучше, чем A2/D2 для умираний, которые выдерживают незначительное воздействие-подходящее для ручной или низкой скорости штамповки.
• Не нагружающие компоненты: Экономическая эффективность S1 и соперничество в размере 420 из нержавеющей стали - качество автомобильных или аэрокосмических деталей интерьера.
• ИНСТРУМЕНТЫ ДОБАВИТЕЛЯ: Баланс производительности и доступности S1 делает его лучше, чем M2 (Слишком дорого) Для некоммерческого использования.

Изображение Yigu Technology на S1 Tool Steel Steel

В Yigu Technology, S1 выделяется как экономически эффективный, удобное решение для задач стресса от света до среднего. Его Высокая прочность, Хорошая механизм, и доступность делает его идеальным для небольших производителей, любители, и низкоквалифицированное производство. Мы рекомендуем S1 для небольших штампов, Ручные режущие инструменты, и не несущие компоненты-где он превосходит A2/D2 (Лучшая прочность) и предлагает большую ценность, чем 420 нержавеющая сталь. В то время как ему не хватает крайней устойчивости к износу высокопоставленных сталей, его универсальность и низкая стоимость согласованы с нашей целью доступной, надежные производственные решения для разнообразных потребностей.

Часто задаваемые вопросы

1. S1 Tool Steel, подходящий для обработки жестких металлов (НАПРИМЕР., закаленная сталь)?

НЕТ - СДЕЛА НИЗКА (50-55 HRC) Делает это лучше для металлов с мягким и средним (≤25 HRC, как алюминиевая или мягкая сталь). Для закаленной стали (≥50 HRC), Выберите A2 или D2 - они обладают более высокой износостойкостью и твердостью.

2. Можно ли использовать S1 для приложений горячих работ (НАПРИМЕР., Горячая штамповка)?

НЕТ - S1 имеет низкую горячую твердость и смягчит при температуре выше 250 ° C. Для горячих задач, Используйте H13 Tool Steel, который сохраняет твердость при 600 ° C+ и устойчивости к тепловой усталости.

3. Как S1 по сравнению с 420 нержавеющая сталь для небольших форм?

S1 и 420 иметь аналогичную твердость, Но S1 предлагает более высокую прочность (Лучше для напряжения сборки плесени) и 20% более низкая стоимость. 420 имеет лучшую коррозионную устойчивость (НАПРИМЕР., пластиковые формы) и 420 для влажных или химических форм.