W2 Tool Steel: Характеристики, Приложения, и производство для инженеров

Если вы ищете универсальный, Экономическая инструментальная сталь, которая уравновешивает твердость и прочность, W2 Tool Steel заслуживает вашего внимания. Широко используется в холодных рабочих инструментах, резка орудий, и точность умирает, Этот материал обеспечивает надежную производительность в разных отраслях, таких как Automotive, Производство, и металлообработка. В этом руководстве, Мы разбим его ключевые свойства, Реальное мир использует, Методы производства, И как он складывается с другими материалами - так что вы можете решить, является ли это правильным выбором для вашего проекта.

1. Свойства материала W2 Tool Steel

W2 Tool Steel-это водопровод (W-группа) инструментальная сталь, известен своей простой, но эффективной композицией и сбалансированными механическими признаками. Ниже подробный разбив его свойств.

Химический состав

Производительность W2 начинается с тщательно откалиброванного сочетания элементов, который отдает приоритет твердости и оборудовании. Типичная композиция (по весу) является:

• Углерод (В): 0.80 – 1.00% - Основной затвердевший агент; Более высокое содержание углерода повышает устойчивость к износу для инструментов резки и формирования.
• Марганец (Мнжен): 0.20 – 0.40% - Улучшает реакцию на термообработку и снижает хрупкость, Упрощая сталь легче в форме.
• Фосфор (П): ≤0,03% - минимизируется, чтобы избежать ослабления стали или вызывая трещины во время упрочнения.
• Сера (С): ≤0,03% - сохраняется низко, чтобы поддерживать прочность, критическое для инструментов, которые выдерживают повторное воздействие.
• Хром (Герметичный): 0.10 – 0.30% - Увеличение затвердеваемости и добавляет легкую коррозионную стойкость, Защита инструментов от ржавчины в средах мастерской.
• Вольфрам (W.): 0.10 – 0.30% - повышает Красная твердость (способность сохранять твердость при высоких температурах), Идеально подходит для режущих инструментов, которые генерируют тепло.

Физические свойства

Эти черты определяют, как W2 ведет себя при физическом стрессе, как жар или давление, и являются ключевыми для дизайна инструментов:

Механические свойства

После надлежащей термообработки (укрепление + отпуск), W2 обеспечивает силу и долговечность, необходимые для тяжелых инструментов:

• Твердость: 58 – 62 СПЧ (Роквелл C Шкала) - достаточно тяжело, чтобы сопротивляться износу в холодных рабочих инструментах (НАПРИМЕР., удары) но не так сильно, что он легко чиплена.
• Предел прочности: ~ 1800 – 2100 MPA - сопротивляется разрыву под напряжением, Так что такие инструменты, как штамповка, не защелкиваются во время использования.
• Урожайность: ~ 1500 – 1800 MPA - предотвращает постоянную деформацию, Обеспечение обеспечения их формы после повторного использования.
• Воздействие сопротивления: Умеренный - может поглощать небольшие удары (НАПРИМЕР., от штамповки металлических листов) без трещин, в отличие от хрупких высокоуглеродистых стали.
• Стойкость: Хорошее - уравновешивает твердость и гибкость, сделать его подходящим для инструментов, которые должны слегка сгибаться (НАПРИМЕР., Инструменты холодного заголовка) не сломавшись.

Другие ключевые свойства

• Износостойкость: Отлично подходит для холодных рабочих приложений - противоречит истиранию от металлических листов или заготовки, продление срока службы инструмента.
• Коррозионная стойкость: Мягкая-защищает от легкой ржавчины, но требует смазания или покрытия для долгосрочного хранения во влажной среде.
• Механизм: Хороший (Перед термообработкой) - достаточно мягкий, чтобы быть просверленным, фрезерован, или превратился в сложные формы (НАПРИМЕР., Пользовательские умирают) со стандартными инструментами мастерской.

2. Применение W2 Tool Steel

Баланс твердости W2, стойкость, и стоимость делает его лучшим выбором для инструментов, которые не требуют экстремальной теплостойкости (как высокоскоростная резка). Ниже приведены наиболее распространенные применения.

Холодные рабочие инструменты

W2 превосходит здесь, потому что он быстро затвердевает с водой и сохраняет вязкость - идеально для инструментов, которые формируют холодный металл:

• Сдвиг лезвия: Прорезать металлические листы (НАПРИМЕР., алюминий или сталь) без притухания. Устойчивость к износу W2 гарантирует, что лезвия остаются острыми для тысяч порезов.
• Инструменты холодного заголовка: Формировать металл в болты, гвозди, или винты, сжимая его при комнатной температуре. Прочность стали не позволяет ему взломать под давлением.
• Холодные инструменты экструзии: Проталкивать металл сквозь штампы, чтобы создать формы, такие как трубы или стержни. Твердость W2 сопротивляется трениям металла.

Горячие рабочие инструменты (Светлый)

Хотя и не такой термостойкий, как сталь H13, W2 работает для приложений горячих рабочих:

• Низкотемпературная ковка умирает: Форма металлов, таких как латунь или медь (Коляска температура: 600 – 800° C.). Его Красная твердость сохраняет матрицу во время использования.

Режущие инструменты

Идеально подходит для резки скорости с низкой до среды, где нарастание тепла минимально:

• Портативные режущие инструменты: Долоты, удары, и деревообрабатывающие лезвия. Твердость W2 сохраняет резкие края, В то время как его прочность предотвращает скольжение, если инструмент попадает в гвоздь.
• Машины режущие инструменты: Маленькие резаки или инструменты для токарных станков для мягких металлов (НАПРИМЕР., алюминий). Его теплопроводность предотвращает перегрев.

Удары и умирают

Критическое для производства, где точность и долговечность являются ключевыми:

• Штамповка умирает: Создайте отверстия или фигуры в металлических листах (НАПРИМЕР., Автомобильные панели кузова). Низкое тепловое расширение W2 гарантирует, что умирает их точность.
• Бланкинг умирает: Разрежьте плоские детали (НАПРИМЕР., шайбы) Из металлических листов. Устойчивость к износу стали обеспечивает постоянные порезы на тысячах деталей.

Формы и умирают

Для применений на формование, не нагревающих:

• Пластиковые формы (Небольшие части): Спред маленьких пластиковых компонентов (НАПРИМЕР., игрушечные детали). Производительность W2 позволяет производителям создавать подробные полости плесени.

3. Методы производства для W2 Tool Steel

Создание высококачественных инструментов W2 требует тщательного контроля над каждым шагом, от таяния стали до завершения инструмента. Ниже пошаговый разрыв.

Таяние и кастинг

• Процесс: W2 обычно расплавлен в Электрическая дуговая печь (Eaf). Лом сталь и чистые элементы (НАПРИМЕР., углерод, вольфрам) смешиваются, чтобы попасть в точную химическую композицию. Расплавленная сталь затем бросает в слитки (большие блоки) или заготовки (Меньшие батончики) Для дальнейшей обработки.
• Ключевая цель: Обеспечить равномерное смешивание элементов, чтобы избежать слабых мест в стали (НАПРИМЕР., кластеры фосфора, которые вызывают трещины).

Горячая работа (Ковкость + Прокатывание)

• Ковкость: Слитки нагреваются до 1100 – 1200° C. (раскаленный) и забил или прижался к грубым формам инструментов (НАПРИМЕР., Бланки). Это выравнивает зерновую структуру стали, повышение прочности.
• Прокатывание: Для плоских инструментов (НАПРИМЕР., сдвиг лезвия), Сталь проходит через горячие ролики, чтобы уменьшить толщину и создать гладкую поверхность. Холодный прокат также может быть использован для точных деталей для достижения более жестких допусков (± 0,05 мм).

Термическая обработка

Тепловая обработка имеет решающее значение для раскрытия полного потенциала W2 - неверно, сталь может быть слишком мягкой или хрупкой:

1. Отжиг: Нагретый до 800 – 850° C., удерживается за 2 – 3 часы, затем медленно охлаждался. Смягчает сталь для обработки (Твердость падает до ~ 20 часов).
2. Укрепление: Нагретый до 780 – 820° C., удерживается до формы, затем утомил воду. Это затвердевает сталь до ~ 63 HRC, но делает ее хрупким.
3. Отпуск: Разогреть 180 – 220° C., удерживается за 1 – 2 часы, затем охладился. Снижает хрупкость, сохраняя при этом твердость 58 – 62 HRC - этот шаг жизненно важен для предотвращения поломки инструментов.

Обработка

• Предварительное лечение: W2 мягкий (20 – 25 СПЧ), Таким образом, он может быть обработан стандартной высокоскоростной сталью (HSS) инструменты. Общие процессы включают:
• Поворот: Формы цилиндрические части (НАПРИМЕР., удары из ударов) на токарном станке.
• Фрезерование: Создает сложные полости в умираниях (НАПРИМЕР., плесень для пластиковых деталей).
• Шлифование: Уточняет поверхностную отделку (Ra ≤ 0.8 мкм) Для точных инструментов, таких как штамповка.
• После уклонения лечение: Обработка ограничена шлифованием (Поскольку сталь жесткая), используется для исправления небольших ошибок или отчистки режущих краев.

Поверхностная обработка

Дополнительные процедуры для повышения производительности:

• Покрытие: Pvd (Физическое осаждение пара) Покрытия, такие как олово (нитрид титана) Добавить тяжело, низкий уровень слоя. Это продлевает срок службы инструмента 30 – 50% Для режущих инструментов.
• Нитринг: Нагревается в газе аммиака, чтобы создать твердый поверхностный слой (~ 50 мкм толщиной). Улучшает износостойкость за удары и умирают.

Контроль качества и проверка

Чтобы обеспечить соответствие инструментов W2., производители выступают:

• Тест на твердость: Используйте тестер Rockwell, чтобы подтвердить твердость (58 – 62 СПЧ).
• Проверка размерных: Используйте суппорты или лазерные сканеры, чтобы проверить размер инструмента (НАПРИМЕР., Диаметр удара) Против спецификаций дизайна.
• Анализ микроструктуры: Изучите сталь под микроскопом, чтобы не было трещин или неровной зерновой структуры (который ослабляет инструменты).

4. Тематические исследования: W2 Tool Steel в действии

Примеры реального мира показывают, как W2 решает общие проблемы с инструментами. Ниже приведены три практических случая.

Тематическое исследование 1: W2 Sear Blades для автомобильного листового металла

Небольшой магазин автомобильных запчастей боролся с частыми заменами лезвия - их существующие лопасти с сдвигом углеродистой стали приковались после резки 500 алюминиевые листы, вызывая грубые края и время простоя.

Решение: Они переключились на стальные лопасти W2 Tool Lools, смягченный до 60 СПЧ.

Результаты:

• Жизнь лезвия увеличилась до 2,000 простыни (а 300% улучшение).
• Сокращение простоя к 75% (меньше изменений лезвия).
• Качество сокращения улучшено - двойники были гладкими, Устранение необходимости вторичного шлифования.

Почему это сработало: W2's износостойкость встал на истирание алюминия, В то время как его выносливость предотвращала скопление во время резки.

Тематическое исследование 2: W2 Инструменты холодного заголовка для производства болтов

Производителю крепежа необходимы инструменты для формирования стальных болтов (холодный заголовок). Их предыдущие инструменты HSS взломали после 10,000 болты, приводя к дорогостоящим отклонениям.

Решение: Они перешли на стальные инструменты W2 Tool, с нитричной поверхностью.

Результаты:

• Срок службы инструмента распространялся на 35,000 болты (а 250% улучшение).
• Скорость отклонения выпадала из 8% к 1% (Инструменты держали свою форму лучше).
• Более низкая стоимость: W2 есть 20% дешевле, чем HSS, Уменьшение расходов на инструмент.

Почему это сработало: W2's стойкость поглотил давление холодного заголовка, В то время как нитринг повышал устойчивость к износу поверхности.

Тематическое исследование 3: Анализ сбоя умирает штамповки W2

Магазин металлической штамповки умирал W2, который потрескался после 5,000 Использование. Упадения должны были штамповать стальные кронштейны, но преждевременно провалились.

Расследование: Тестирование показало, что умирают слишком быстро (в холодной воде) во время термической обработки, приводя к внутренним трещинам. Твердость была неровной (55 – 63 СПЧ), Сделать слабые места, склонные к сломанию.

Исправить: Магазин отрегулировал термическую обработку - утомительный (в теплой воде) и дольше отпуск (2 часы при 200 ° C.). Они также добавили шаг измельчения, чтобы обеспечить равномерную твердость.

Результаты:

• Умирает длился 18,000 Использование (а 260% улучшение).
• Больше нет трещин - хард. 60 СПЧ.

5. W2 Tool Steel Vs. Другие материалы

Как W2 по сравнению с другими общими материалами для инструментов? Ниже находится бок по бок, чтобы помочь вам выбрать.

W2 против. Высокоскоростная сталь (HSS)

Когда выбрать W2: Для холодной работы или приложений с низким уровнем нагрева, где стоимость и прочность имеют большее значение, чем экстремальная теплостойкость.

W2 против. Карбид

Когда выбрать W2: Для инструментов, которые должны противостоять воздействию (НАПРИМЕР., удары) или когда стоимость карбида является непомерно высокой.

W2 против. Нержавеющая сталь (440В)

Когда выбрать W2: Для среды для сухой мастерской, где коррозия не является основным риском - стоимость проживания без жертв..

W2 против. Углеродистая сталь (1095)

Когда выбрать W2: Для инструментов, которые нуждаются в постоянной твердости и долговечности (НАПРИМЕР., умирает) Вместо просто основной способности резания.

Перспектива Yigu Technology на W2 Tool Steel

В Yigu Technology, Мы рекомендуем W2 Tool Steel для клиентов, ищущих экономически эффективного, Универсальное решение для холодных рабочих инструментов и легких приложений горячих рабочих. Его баланс износостойкость, стойкость, и механизм делает его идеальным для малых и средних производителей, особенно для тех, кто делает удары, сдвиг лезвия, или инструменты холодного направления. Мы часто помогаем клиентам оптимизировать производительность W2 с помощью пользовательской термообработки (НАПРИМЕР., адаптированный отпуск для конкретных инструментов) и поверхностные покрытия (как олово) Чтобы продлить срок службы инструмента. В то время как W2 не подходит для высокоскоростной резки, Его низкая стоимость и надежность делают его лучшим выбором для большинства потребностей в инструменте мастерской.

Часто задаваемые вопросы: Общие вопросы о W2 Tool Steel

1. Можно ли сварена инструмента W2 Tool Steel?

Сварка W2 возможна, но требует осторожности. Его высокое содержание углерода делает его склонным к растрескиванию. Чтобы благополучно сваривать: разогреть сталь до 300 – 400° C., Используйте сварочный стержень с низким уровнем гидрогена (НАПРИМЕР., E7018), и отжиг после покровителя при 600 ° С, чтобы снять напряжение. Для критических инструментов (НАПРИМЕР., Точность умирает), Мы рекомендуем избегать сварки - привлечение из одного куска W2 более надежным.

2. Какова лучшая термообработка для W2 Tool Steel?

Оптимальный процесс: Отжиг при 820 ° C. (медленно прохладно) чтобы смягчить обработку, Затвердев при 800 ° С. (утолить теплую воду), затем настройте в 180 – 220° C для 1 – 2 часы. Это достигает 58 – 62 HRC - Блаженная твердость и прочность. Для инструментов, нуждающихся в большей прочности (НАПРИМЕР., Инструменты холодного заголовка), Вернут при 250 ° C. (Твердость падает 55 – 58 HRC, но выносливость увеличивается).