S5 Tool Steel: Характеристики, Приложения, и руководство по производству

S5 Tool Steel-универсальный сплав с холодным рабочим Высокая прочность, Хорошая износостойкость, и отлично сопротивление шоковой нагрузки- Траты стали возможными благодаря адаптации химический состав (умеренный углерод, хром, и ванадий дополнения). В отличие от инструментальных сталей S1 или S2 S2, Оптимизированная смесь сплава S5 повышает свою силу и долговечность, Сделать его идеальным для средних и высоких напряжений, таких как режущие инструменты, Формирование умирает, и точные компоненты в аэрокосмической промышленности, Автомобиль, и пластиковая индустрия формования. 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 и устойчивости.

1. Ключевые свойства материала S5 Tool Steel

Производительность S5 проистекает из его точно калибровки химический состав- особенно ванадий, который уточняет размер зерна и повышает как устойчивость к износу, так и устойчивость к удару, отличая его от основных сталей холодной работы.

Химический состав

Формула S5 приоритет прочности, износостойкость, и шокирующая устойчивость, с фиксированными диапазонами для ключевых элементов:

• Содержание углерода: 0.50-0.60% (уравновешивает формирование карбида для Хорошая износостойкость и пластичность для Высокая прочность, избегая хрупкости в холодном форме)
• Содержание хрома: 0.50-0.80% (Укрепляет устойчивость и легкую коррозионную стойкость, обеспечение равномерных результатов термической обработки)
• Содержание марганца: 0.60-0.90% (повышает прочность на растяжение и укрепление, Поддержка тяжелой обработки)
• 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 инструментов, используемых в низкотемпературных средах)
• Содержание серы: ≤0,03% (Ультра-низкий для поддержания прочности и избегать растрескивания во время формирования или обработки)
• Содержание ванадиума: 0.10-0.20% (Определение сложения - пересмотр размер зерна, Улучшает износостойкость, и улучшается сопротивление шоковой нагрузки против. S1/S2)

Физические свойства

Механические свойства

После стандартной термообработки (отжиг + гашение + отпуск), S5 обеспечивает надежную производительность для задач среднего и высокого напряжения:

• Предел прочности: ~ 1200-1400 МПа (Идеально подходит для резки твердых пластиков или мягкой стали, и образуя тонкие металлические листы)
• Урожайность: ~ 800-1000 МПа (Обеспечивает сопротивление инструментам сопротивляться постоянной деформации при давлении холодного формирования или нагрузки обработки)
• Удлинение: ~ 15-20% (в 50 ММ - высокая пластичность, Облегчение создания сложных форм, таких как полости плесени без трещин)
• Твердость (Роквелл C Шкала): 52-56 HRC (После термообработки - регулируемой: 52-53 HRC для жестких умираний умирает, 55-56 HRC для резистентных режущих инструментов)
• Усталость сила: ~ 550-650 МПа (В 10⁷ циклах-предварительный для инструментов с большим объемом, таких как штамповка производственных линии или развертывателя)
• Воздействие на выносливость: От умеренного до высокого (~ 50-60 J/см² при комнатной температуре)- Более S2 или A2, сделать его устойчивым к внезапным воздействиям (НАПРИМЕР., Сметный контакт заготовки).

Другие критические свойства

• Хорошая износостойкость: Ванадий и углеродные карбиды сопротивляются истиранию 15-20% Лучше, чем S2 Tool Steel, продление срока службы инструмента (НАПРИМЕР., 180,000+ Циклы для штамповки умирают).
• Высокая прочность: Его состав с низким сплавом сохраняет пластичность, Таким образом, S5 выдерживает давление в холодном образовании (до 7,000 кН для средних умирает) без скопления.
• Хорошее сопротивление ударным нагрузкам: Зерна с ванадием поглощают внезапные удары (НАПРИМЕР., Случайные падения инструмента или заготовка) без разрыва - ключевое преимущество по сравнению с хрупкими сталями, такими как D2.
• Механизм: Хороший (Перед термообработкой)- Аннурованный S5 (Твердость ~ 190-230 Бринелл) обрабатывается карбидом или высокоскоростной сталью (HSS) инструменты; Шлифование после лечения после уклонения является простым для точных краев.
• Сварка: С осторожностью - модерное содержание углерода требует предварительного нагрева (250-300° C.) и после завещания (450-500° C.) Чтобы избежать трещин, сделать его ремонтом для модификаций инструментов.

2. Реальные применения S5 Tool Steel Steel

Баланс сил S5, стойкость, и шоковая сопротивление делает его идеальным для отраслей, которые требуют долговечности в задачах средних стресса. Вот его наиболее распространенное использование:

Режущие инструменты

• Фрезеры: Конечные мельницы из малого и среднего (НАПРИМЕР., нейлон) Используйте S5 -Хорошая износостойкость поддерживает резкость для 900+ части (против. 600+ для S2), сокращение отзыскательного времени.
• Поворотные инструменты: Полуавтоматические инструменты токарного станка для латунных или алюминиевых компонентов (НАПРИМЕР., Автомобильная фитинга) Используйте S5 -шоковое сопротивление сопротивляется случайным столкновениям инструментов, Снижение ставок отказов 30%.
• Расщепления: Внутренние пробуски для формирования мягких стальных деталей (НАПРИМЕР., зубы передач для бытовых приборов) Используйте S5 - MACHINABLICE создает точные зубы протяжения, и износ 18,000+ части.
• Разрушители: Средняя термоусильственность (± 0,008 мм) для металлообработки (НАПРИМЕР., Электрические отверстия коробки) Использовать S5 - удержание с краями обеспечивает постоянное качество отверстия. 15,000+ reams.

Пример случая: Небольшой механизм обработки использовал S2 для инструментов поворота алюминия, но сталкивается с 12% поломка инструмента от шока. Они перешли на S5, и поломка упала до 3% - $5,000 Ежегодно в замене инструмента, Пока срок службы инструмента простирался от 600 к 900 части.

Формирование инструментов

• Удары: Средние инструменты для холодного удара для листового металла (НАПРИМЕР., Создание отверстий в стальных кронштейнах для мебели) Используйте S5 -шоковое сопротивление выдерживает ручное или полуавтоматическое удары, и износ 180,000+ удары (против. 120,000+ для S2).
• Умирает: Штамповка умирает за тонкие стальные листы (НАПРИМЕР., Компоненты воздуховода HVAC) Используйте S5 - Другатель, и износостойкость обеспечивает чистые края над 150,000 штампы.
• Инструменты штамповки: Маленькие инструменты штамповки для автомобильной внутренней отделки Использование S5-костюмы для среднего производства среднего производства, и шоковое сопротивление сопротивляется смещению во время штамповки.

Пластиковая литья

• Формы для пластиковых деталей: Формы для небольших пластиковых компонентов (НАПРИМЕР., игрушечные колеса или электрические разъемы) Используйте S5 -износостойкость ручки 250,000+ цикл, и прочность выдерживает давление зажима плесени (до 8,000 кН).
• Компоненты ядра и полости: Точные ядра плесени для пластиковых деталей (НАПРИМЕР., Корпуса зарядного устройства для ноутбука) Использование S5 - мерная стабильность обеспечивает согласованность детали, и механизм допускает сложные формы ядра.

Аэрокосмическая, Автомобиль & Машиностроение

• Аэрокосмическая промышленность: Маленькие не нагрузочные компоненты (НАПРИМЕР., Застежки для самолетов или датчики) Используйте S5 -предел прочности поддерживает легкие структурные нагрузки, и сопротивление шока выдерживает вибрации, вызванные турбулентностью.
• Автомобильная промышленность: Компоненты среднего стресса (НАПРИМЕР., Пластиковая отделка вставки для плесени или небольшие зубчатые зубья для стеклоочистителей) Используйте S5-Кост-эффективность костюмов., и износостойкость уменьшает деградацию компонентов.
• Машиностроение: Передачи и валы для оборудования средней нагрузки (НАПРИМЕР., Конвейерные системы для упаковочных линий) Используйте S5 - прочность на устойчиво, и ударное сопротивление обрабатывает внезапные толчки конвейера.

3. Методы производства для S5 Tool Steel

Производство S5 требует точности для поддержания своего состава с ванадием и обеспечения постоянного шокового сопротивления-при сохранении конкурентоспособных затрат.. Вот подробный процесс:

1. Металлургические процессы (Контроль композиции)

• Электрическая дуговая печь (Eaf): Основной метод - сталь, углерод, хром, и ванадий расплавлен на 1600-1700 ° C. Датчики мониторинг химический состав сохранить элементы в пределах S5 (НАПРИМЕР., 0.10-0.20% ванадий), критическое для сопротивления шоковой и износостойкости.
• Основная кислородная печь (Боф): Для крупномасштабного производства-Молотеновое железо из взрывной печи смешивается с ломкой стали; кислород корректирует содержание углерода. Ванадий и хром добавляются после смягчения, чтобы избежать окисления и обеспечить точную композицию.

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., 300×300 ММ блоки для средних умираний).
• Холодный катание: Используется для тонких компонентов инструмента (НАПРИМЕР., Полезные кончики или вставки для плесени)—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 шоковой сопротивлению)

Тепловая обработка S5 приоритет выносливости и устойчивости к удару, Повышение устойчивости к износу по сравнению с сталями нижнего класса:

• Отжиг: Нагревается до 750-800 ° C для 2-3 часы, медленно охлаждается до ~ 600 ° C. Уменьшает твердость 190-230 Бринелл, Сделать его обработкой и снятие внутреннего стресса.
• Гашение: Нагревается до 840-880 ° C. (Austenitizing) для 20-30 минуты, утомил в масле. Затвердевает сталь до 58-60 HRC - Загадывание назинка (против. D2) сохраняет ванадий-реферированные зерна для шоковой устойчивости.
• Отпуск: Разогреть до 280-330 ° C для 1-2 часы, воздушное охлаждение. Уменьшает твердость 52-56 HRC - балансовые износостойкость и сопротивление шока; Более высокая температура (350-400° C.) можно использовать для дополнительной пластичности при формировании штампов.
• 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: Средние гидравлические прессы (3,000-6,000 тонны) Форма S5 Blands в отступления или инструмента.
• Обработка: Мельницы с ЧПУ или полуавтоматические токарные станки разрезают S5 в формы инструментов (НАПРИМЕР., Разработанные флейты или удары)– HSS Инструменты работают для отожженного S5, снижение затрат на обработку по сравнению с. Стали только карбид.
• Шлифование: После термической обработки, колеса оксида алюминия уточняют края инструментов для RA 0.1 мкм шероховатость-достаточная для применений средней версии, таких как пластиковые ядра плесени.
• Поверхностная обработка:
• Нитринг: Нагревается до 480-520 ° C в атмосфере азота, чтобы сформировать 3-5 мкм нитридного слоя - устойчивости к износу 25% (Идеально подходит для штамповки с большим объемом или режущих инструментов).
• Покрытие (PVD/CVD): Тонкий нитрид титана (Pvd) Покрытия являются дополнительными для режущих инструментов - уменьшить трение, продление срока службы инструмента в 1,8 раза для обработки мягкой стали.
• 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 (52-56 HRC)–Ensure Последовательность для производительности инструмента.
• Анализ микроструктуры: Изучает сплав под микроскопом, чтобы подтвердить уточнение зерна ванадия и равномерное распределение карбидов (Нет больших карбидов, которые снижают сопротивление ударов).
• Проверка размерных: Координировать измерительные машины (CMMS) Проверьте размеры инструмента до ± 0,005 мм-критические для применений средней толерантности, таких как пластиковые формы.
• Шоковое испытание: Имитирует внезапное воздействие (НАПРИМЕР., сбросить инструмент из 1 метр) Чтобы проверить сопротивление к поломке - потери S5 соответствует требованиям шоковой нагрузки.
• Тестирование на растяжение: Проверяет прочность на растяжение (1200-1400 МПА) и уход (800-1000 МПА) Чтобы соответствовать спецификациям S5.

4. Тематическое исследование: S5 Tool Steel сталь в пластиковых ядрах для форм

Небольшой производитель пластиковых деталей использовал S2 для ядер форм для электрических разъемов (200,000 части/год) но столкнулся с двумя проблемами: Основной износ после 150,000 Циклы и случайные поломки от шока зажима плесени (10% частота отказов). Они перешли на S5, со следующими результатами:

• Основная жизнь: S5 износостойчивость продленного срока службы ядра до 250,000 цикл (67% дольше, чем S2)- вытягивание затрат на замену основных $8,000 ежегодно.
• Шоковое сопротивление: Коэффициент отказов упал до 2% - $5,000 Ежегодно в потраченных впусту.
• Экономия стоимости: Несмотря на 20% более высокие предварительные затраты на материалы, Производитель спас $12,000 Ежегодно-повышая прибыль на производство среднего объема.

5. S5 Tool Steel vs. Другие материалы

Как S5 сравнивается со сталями более низкого уровня и других инструментальных стали для средних сил.? Давайте разберем это:

Применение пригодности

• Средние стрессовые режущие инструменты: Устойчивость к износу и амортизации S5 превосходит S2 (дольше жизнь, меньше перерывов) и являются более экономически эффективными, чем A2-вещание для малых и средних обработчиков.
• Шоковое формирование умирает: Устойчивость S5 с высоким шоком делает его лучше, чем A2/D2 для ручной или полуавтоматической штамповки-из-за дорогостоящих поломки..
• Пластиковые ядра плесени: S5 уравновешивает устойчивость к износу и выносливость лучше, чем S2 (более длительный велосипедный срок службы) и дешевле, чем 420 нержавеющая сталь-подлежащая получению для пластиковых деталей среднего объема.
• Механические компоненты: Соперничество с растягиванием и устойчивостью к усталости S5 420 нержавеющая сталь в 20% Более низкая стоимость-доступна для передач или валов средней нагрузки.

Взгляд Yigu Technology на S5 Tool Steel

В Yigu Technology, S5 выделяется как надежное обновление из сталей более низкого уровня для задач среднего стресса. Его ванадий усилил шоковое сопротивление, износостойкость, И выносливость делает его идеальным для производителей малого и среднего, нуждающимися в долговечности без стоимости высокопластичных сталей. Мы рекомендуем S5 для пластиковых ядер форм, средняя штамповка умирает, и склонные к шоке режущие инструменты-где он превосходит S2 (дольше жизнь) и предлагает лучшую ценность, чем A2/D2. Хотя ему не хватает крайней устойчивости к износу, Его универсальность согласуется с нашей целью доступной, Высокопроизводительные производственные решения.

Часто задаваемые вопросы

1. S5 Tool Steel лучше, чем S2 для амортизации применения?

Да, добавление ванадий S5 уточняет размер зерна, Сделать его в 2-3 раза более устойчивым к внезапным воздействиям (НАПРИМЕР., капли инструмента или смещенная штамповка) чем S2. Выберите S5, если ваше приложение включает в себя случайные ударные нагрузки, чтобы избежать поломки инструментов.