S390 Bohell HSS Steel: Характеристики, Приложения, Руководство по производству

S390 Bohell HSS Steel (Высокоскоростная сталь) это премиальный сплав, разработанный Болером, известный своим исключительным Высокая горячая твердость, Отличная износостойкость, и сбалансированная прочности - дальности, управляемые его оптимизированными химический состав (Высокий молибден и ванадий, Умеренный вольфрам). В отличие от стандартных HSS, таких как M2, Его уникальная смесь сплава сохраняет твердость при экстремальных температурах (до 650 ° C.) и сопротивляется истиранию в высокоскоростной резке, сделать его идеальным для требования применений в аэрокосмической промышленности, Автомобиль, и точное производство инструментов. 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 бескомпромиссной работы.

1. Ключевые свойства материала S390 Bohler HSS Steel

Производительность S390 проистекает из точной калибровки химический состав-особенно высокий молибден и ванадий, что повышает его высокотемпературную устойчивость и устойчивость к износу, Отметить его от обычного HSS.

Химический состав

Формула S390 приоритет высокоскоростной производительности резки, с фиксированными диапазонами для ключевых элементов:

• Содержание углерода: 0.60-0.70% (уравновешивает формирование карбида для износостойкость и выносливость, Избегание хрупкости в высокотемпературном использовании)
• Содержание хрома: 3.50-4.00% (формирует теплостойкие карбиды, Улучшает закаленность, и обеспечивает однородные результаты термической обработки)
• Содержание вольфрама: 1.00-1.50% (дополняет молибден для повышения Высокая горячая твердость, сопротивление смягчения при 650 ° C+)
• Содержание молибдена: 5.00-5.50% (Основной элемент для горячей твердости - выше, чем М2, Позволяет S390 сохранять резкость в высокоскоростной резке)
• Содержание ванадиума: 1.50-2.00% (Уточняет размер зерна, Улучшает прочность, и образует ультра-карбиды ванадий, которые усиливают износостойкость)
• Содержание марганца: 0.20-0.40% (Укрепляет затвердеваемость без создания грубых карбидов, которые ослабляют сталь)
• 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, 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), S390 обеспечивает ведущую отрасль производительность для высокоскоростных приложений:

• Предел прочности: ~ 2200-2400 МПа (Идеально подходит для высококвалифицированных операций, таких как фрезерование твердых сплавов или чугуна)
• Урожайность: ~ 1800-2000 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): 64-68 СПЧ (После термообработки - регулируемой: 64-65 HRC для жестких инструментов формирования, 67-68 HRC для резистентных режущих инструментов)
• Усталость сила: ~ 850-950 МПа (в 10⁷ циклах-идеальное для инструментов под повторной высокоскоростной резкой, Как инструменты поворота производства)
• Воздействие на выносливость: От умеренного до высокого (~ 40-50 J/см² при комнатной температуре)- Боже, чем керамические инструменты, Снижение риска скопления во время случайного контакта с инструментами.

Другие критические свойства

• Отличная износостойкость: Ванадий и молибденовые карбиды противостоят истиранию 20-25% лучше, чем M2 HSS, продление срока службы инструмента (НАПРИМЕР., 300,000+ Циклы для штамповки умирают).
• Высокая горячая твердость: Сохраняет ~ 62 часа при 650 ° C (4 HRC выше M2 при 600 ° C)-Критическая для экстремальной высокоскоростной резки (НАПРИМЕР., 600+ м/мин для алюминиевых сплавов или 300+ М/мин для мягкой стали).
• Хорошая прочность: Сбалансирован с твердостью, Итак, S390 выдерживает незначительные воздействия (НАПРИМЕР., Сметный контакт заготовки) без разрыва-ключевое преимущество перед хрупкими стали с высоким содержанием одежды, таких как D2.
• Механизм: Хороший (Перед термообработкой)- Аннурованный S390 (Твердость ~ 220-250 Бринелл) Оборочен с помощью карбидных инструментов; Избегайте обработки после упрочнения (64-68 СПЧ) Чтобы предотвратить повреждение инструмента.
• Сварка: С осторожностью - высокое содержание сплава увеличивает риск растрескивания; предварительно нагреть (350-400° C.) и после завещания (500-550° C.) требуются для ремонта инструментов.

2. Реальные применения S390 Bohler HSS Steel

S390 Высокая горячая твердость и стойкость к износу делают его идеальным для промышленности, которые требуют скорости., точность, и долговечность. Вот его наиболее распространенное использование:

Режущие инструменты

• Фрезеры: Конец мельницы для высокоскоростной обработки твердых сплавов (НАПРИМЕР., Insonel 718 или титан) Используйте S390 -Высокая горячая твердость поддерживает резкость 40% дольше, чем м2, Снижение отзывной частоты и времени простоя.
• Поворотные инструменты: Токарные инструменты для автомобильных коленчатых валов или аэрокосмических турбинных валов Использование S390 - ручки сопротивления одежды 800+ детали на инструмент (против. 500+ для M2), повышение эффективности производства 35%.
• Расщепления: Внутренние пробуски для формирования высокопрочных передач (НАПРИМЕР., Ветряные турбины шестерни) Используйте S390 - не сопротивляется скоплению, и горячая твердость поддерживает точность 20,000+ протягивание циклов.
• Разрушители: Точные повреждения для отверстий. (± 0,0005 мм) В медицинских устройствах или аэрокосмических компонентах используется S390 - сопротивление одежды обеспечивает постоянное качество отверстия. 25,000+ reams.

Пример случая: Магазин аэрокосмической обработки использовал M2 HSS для измельчения Inconel 718 турбинные лезвия, но приковывая инструмент после 180 части. Они перешли на S390, И резаки продолжались 300 части (67% дольше)- вытягивая поступки времени 40% и сохранение $36,000 Ежегодно в родах и затратах на инструмент.

Формирование инструментов

• Удары: Высокоскоростные удары для штамповки толстых металлических листов (НАПРИМЕР., 10 ММ из нержавеющей стали для автомобильных рамок) Используйте S390 -Отличная износостойкость ручки 250,000+ штампы (80,000 больше, чем M2).
• Умирает: Холодные умирают для формирования высокопрочных застежек (НАПРИМЕР., Титановые болты) Используйте S390 - не сопротивляется давлению, и износостойкость уменьшает дефектные части на 70%.
• Инструменты штамповки: Инструменты из точной штамповки для разъемов электроники (НАПРИМЕР., 5G Устройства) Используйте S390 - Hardness (67-68 СПЧ) обеспечивает чистоту, Без зары, Удовлетворение строгих отраслевых допусков.

Аэрокосмическая, Автомобиль & Машиностроение

• Аэрокосмическая промышленность: Режущие инструменты для обработки лезвий титановых турбин или композитных форм используют S390 -Высокая горячая твердость выдерживает 650 ° C, температуры резания, который смягчит M2 или M35.
• Автомобильная промышленность: Высокоскоростные режущие инструменты для обработки блоков двигателя (чугун) или передачи передачи используют S390 - Сопротивление одежды уменьшает замену инструмента на 40%, сокращение производственных затрат.
• Машиностроение: Тяжелые шестерни для промышленных компрессоров или горного оборудования Использование S390-прочность (850-950 МПА) сопротивляется повторному стрессу, продление срока службы компонента на 2,5x против. Стандартные стали.

3. Производство Techliques для S390 Bohler HSS Steel

Производство S390 требует точности для поддержания баланса сплава, особенно молибдена и ванадия-для обеспечения последовательной высокотемпературной производительности. Вот подробный процесс:

1. Металлургические процессы (Контроль композиции)

• Электрическая дуговая печь (Eaf): Основной метод - сталь, молибден, ванадий, вольфрам, и другие сплавы расплавлены при 1650-1,750 ° C. Датчики мониторинг химический состав сохранить молибдена (5.00-5.50%) и ванадий (1.50-2.00%) внутри диапазона - критическая для горячей твердости и износостойкости.
• Основная кислородная печь (Боф): Для крупномасштабного производства-Молтенское железо смешивается с лом; кислород корректирует содержание углерода. Сплавы (молибден, ванадий) 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 бары, тарелки, или провод. Горячие катания разбивают большие карбиды и формируют материал в пробелы для инструментов (НАПРИМЕР., 400×400 ММ блоки для фрезеров).
• Холодный катание: Используется для тонких компонентов инструмента (НАПРИМЕР., Маленькие пуншины)—Оолд-рост при комнатной температуре, чтобы улучшить отделку поверхности. Отжиг после роллинга (700-750° C.) Восстанавливает механизм, смягчая сталь.

3. Термическая обработка (Адаптирован к высокоскоростной производительности)

Тепловая обработка S390 оптимизирована, чтобы разблокировать его горячую твердость и устойчивость к износу:

• Отжиг: Нагревается до 850-900 ° C для 2-4 часы, медленно охлаждался (50° C/час) до ~ 600 ° C.. Уменьшает твердость 220-250 Бринелл, Сделать его обработкой и снятие внутреннего стресса.
• Гашение: Нагревается до 1220-1,260 ° C. (Austenitizing) для 30-60 минуты (дольше, чем м2, чтобы растворить карбиды молибдена), утомил в масле. Затвердевает 67-68 СПЧ; Утоивание воздуха уменьшает искажение, но снижает твердость, чтобы 64-65 СПЧ (Идеально подходит для больших инструментов).
• Отпуск: Разогреть до 520-560 ° C для 1-2 часы, воздушное охлаждение. Баланс Высокая горячая твердость и выносливость - критическая для режущих инструментов; избегает переоценки, что уменьшит стойкость к износу.
• Снятие стресса отжиг: Обязательно-до 600-650 ° C для 1 Час после обработки, чтобы уменьшить стресс резания, предотвращение деформации инструмента во время гашения.

4. Формирование и обработка поверхности

• Формирующие методы:
• Нажатие формирования: Гидравлические прессы (5,000-10,000 тонны) Форма пластин S390 в пробелы для инструментов - перед термической обработкой.
• Обработка: Мельницы с ЧПУ с карбидными инструментами. (НАПРИМЕР., фрезетные зубы или развернутые флейты) в отожженном S390 - Coolant предотвращает перегрев и повреждение карбида.
• Шлифование: После термической обработки, Алмазные колеса уточняют края инструментов до допусков ± 0,0005 мм - Острованы, Постоянные резки поверхности для точных применений.
• Поверхностная обработка:
• Нитринг: Нагревается до 500-550 ° C в атмосфере азота, чтобы сформировать 5-10 мкм нитридного слоя - устойчивости к износу 30% (Идеально подходит для больших объема режущих инструментов).
• Покрытие (PVD/CVD): Титановый алюминий нитрид (Pvd) Покрытия применяются к режущим инструментам - уменьшают трение, продление срока службы инструмента в 2,5 раза для высокоскоростной обработки твердых сплавов.
• Укрепление: Окончательная термообработка (гашение + отпуск) Достаточно для большинства применений - не требуется дополнительного упрочнения поверхности.

5. Контроль качества (Обеспечение производительности)

• Тест на твердость: Тесты Rockwell C Проверяют твердость после тему (64-68 СПЧ) и горячая твердость (≥62 HRC при 650 ° C)-Критическое для высокоскоростной производительности.
• Анализ микроструктуры: Подтверждает равномерное распределение карбида (Нет больших молибденовых/ванадий карбидов, которые вызывают скопление или сбой края).
• Проверка размерных: Координировать измерительные машины (CMMS) Проверьте размеры инструмента на точность (НАПРИМЕР., расстояние между расстоянием между зубцами или диаметром отверстия).
• Тестирование износа: Имитирует высокоскоростной резки (НАПРИМЕР., Обработка insonel 718 в 550 м/мой) Для измерения срока службы инструмента - потери S390 соответствует ожиданиям долговечности.
• Тестирование на растяжение: Проверяет прочность на растяжение (2200-2400 МПА) и уход (1800-2000 МПА) Чтобы соответствовать спецификациям S390.

4. Тематическое исследование: S390 Bohler HSS Steel в автомобильной обработке передач

Основной автомобильный поставщик использовал M35 HSS для промывания передач трансмиссии (закаленная сталь, 58 СПЧ) но столкнулся с двумя проблемами: Брук износ после 12,000 детали и высокие отзывчивые затраты. Они перешли на S390, со следующими результатами:

• Жизнь инструмента: S390 протянулись 20,000 части (67% дольше, чем M35)- Избавление замены протяжества на 40%.
• Регулирующие затраты: Меньше сохранения сохранения $18,000 Ежегодно в ремонте труда и инструментов.
• Экономия стоимости: Несмотря на S390 30% Более высокая предварительная стоимость, Поставщик спас $54,000 Ежегодно с помощью пониженной замены инструмента и реализации-повышение прибыли на производство передачи с большим объемом.

5. S390 Bohell HSS Steel Vs. Другие материалы

Как S390 по сравнению с M2, M35, и другие высокопроизводительные стали? Давайте разберем это:

Применение пригодности

• Высокоскоростная обработка сплавов: S390 превосходит M2/M35 (Высшая горячая твердость) Для Inconel/Titanium - IDEAL для деталей аэрокосмических турбин или компонентов медицинского устройства.
• Точные режущие инструменты: S390 уравновешивает производительность и стоит лучше, чем M42 (легче в машине, 30% более низкая стоимость)- подходящее для обработки автомобильной передачи или двигателя..
• Формирование инструментов: S390 превосходит D2 (Лучшая прочность) Для больших объемов штамповки-уменьшает скопушение и продлевает жизнь Die Life.
• Механические компоненты: S390's усталостные соперники M35 в 15% Более низкая стоимость-доступные для тяжелых шестерноводов или валов в промышленной технике.