Thép D2: Ứng dụng trong chế tạo công cụ

Là nhà cung cấp thép công cụ chuyên nghiệp, chúng tôi sẽ cung cấp cho bạn phần giới thiệu chi tiết về các đặc điểm cụ thể của Thép công cụ D2 và các ứng dụng của nó trong sản xuất công cụ. Đây là loại thép cacbon cao, crom cao phổ biến nhất thép công cụ làm việc nguội. Trong số tất cả các loại thép công cụ mà chúng tôi cung cấp, D2 có khối lượng cung cấp lớn nhất, bao gồm thanh tròn và thanh phẳng D2 cán nóng và rèn. Nó chủ yếu phù hợp để sử dụng ở nhiệt độ phòng. Chữ “D” trong D2 ban đầu có nghĩa là “được chỉ định để cắt tốc độ cao”, nhưng sau đó người ta phát hiện ra rằng nó hoạt động cực kỳ tốt khi làm thép khuôn dập nguội. Ngày nay, loại thép này được công nhận rộng rãi vì khả năng chống mài mòn tuyệt vời và độ ổn định về kích thước trong quá trình tôi. Vì nó có nhiều ứng dụng, nên tất cả các loại thép công cụ dập nguội đều sử dụng loại thép này làm tiêu chuẩn tham chiếu.

Thành phần hóa học

Thành phần quyết định phần lớn đến hiệu suất của nó.

• Carbon (C): khoảng 1,55%. Hàm lượng carbon cao này tạo thành cacbua cứng, do đó đạt được độ cứng cao.
• Crom (Cr): khoảng 11,50% đến 12,05%. Hàm lượng crom cao cải thiện đáng kể khả năng chống mài mòn và cung cấp một mức độ chống ăn mòn nhất định, mặc dù khả năng chống ăn mòn này không tốt bằng thép không gỉ. Hàm lượng crom cao cũng mang lại khả năng làm cứng cao.
• Molypden (Mo): Thường là 0,70% đến 1,10%. Molypden cải thiện khả năng làm cứng, độ bền nhiệt độ cao và khả năng chống làm mềm.
• Vanadi (V): Thường là 0,20% đến 0,92%. Vanadi giúp hình thành cacbua cứng, cải thiện đáng kể khả năng chống mài mòn và duy trì cấu trúc hạt mịn.
• Mangan (Mn): Khoảng 0,34% đến 0,35%. Mangan cải thiện khả năng tôi luyện và khử oxy.
• Silic (Si): Khoảng 0,30% đến 0,31%. Silic cũng tăng cường khả năng tôi luyện và có thể cải thiện độ dẻo dai.

Các thuộc tính chính liên quan đến việc chế tạo công cụ

• Cao Độ cứng: Sau đó xử lý nhiệt, vật liệu này có thể đạt độ cứng từ 60 đến 62 HRC. Ở trạng thái tôi, phạm vi độ cứng là 60-64 HRC, và sau đó sự tôi luyện, độ cứng là 60-61 HRC. Trong sản xuất thực tế, chúng tôi tận dụng đặc tính độ cứng cao này.
• Khả năng chống mài mòn và mài mòn cao: Nó có tuyệt vời mặc sức đề kháng. Điều này là do nó chứa một lượng lớn hợp kim cacbua có độ cứng cao, đặc biệt là cacbua giàu crom.
• Độ dai vừa phải:Mặc dù loại thép này có khả năng chống mài mòn tuyệt vời, nhưng độ bền kém hơn nhiều so với các loại thép công cụ khác, chẳng hạn như loại S hoặc loại A, chẳng hạn như S7 và A2. Trong sản xuất thực tế, khi sử dụng cho khuôn dập nguội, mặc dù độ dẻo dai cũng quan trọng như nhau, nhưng vật liệu này vẫn có thể là lựa chọn phù hợp. Ngoài ra, dựa trên kinh nghiệm thực tế của chúng tôi, vật liệu D2 cán nóng thể hiện độ dẻo dai tốt hơn thép D2 rèn cỡ lớn. Chúng tôi phân tích rằng điều này là do các cacbua trong vật liệu cán nóng nhỏ hơn và phân bố đều hơn.
• Độ ổn định kích thước: Biến dạng tối thiểu trong quá trình xử lý nhiệt, lý tưởng cho việc sản xuất các công cụ và khuôn mẫu chính xác. Làm nguội bằng khí cũng giảm thiểu nguy cơ nứt và biến dạng. Khi làm nguội bằng khí ở nhiệt độ làm nguội thích hợp, độ giãn nở hoặc co lại chỉ là 0,0005 inch trên một inch.
• Khả năng gia công: Nó có khả năng chống mài mòn tuyệt vời, nhưng điều này cũng khiến nó rất khó gia công. Nếu xếp hạng khả năng gia công cho thép có hàm lượng carbon 1% được đặt ở mức 100, thì xếp hạng cho thép D2 là 45.
• Khả năng đánh bóng và khả năng khắc: Có khả năng đánh bóng tốt, thích hợp cho khuôn nhựa và các dụng cụ khác yêu cầu bề mặt hoàn thiện cao.
• Khả năng hàn:Không dễ để hàn bằng các phương pháp thông thường.

Ứng dụng chế tạo công cụ cụ thể

Trong bảng dưới đây, tôi đã liệt kê các công dụng chính của thép D2 và các đặc điểm được sử dụng trong các công dụng này. Các công dụng này không chỉ được tìm thấy trong một số tài liệu tham khảo mà còn tóm tắt các mô hình mà chúng tôi đã quan sát được trong quá trình sản xuất của mình. Chúng tôi hoan nghênh độc giả chia sẻ suy nghĩ của họ với chúng tôi.

Ứng dụng	Lý do / Chi tiết
Khuôn dập và khuôn đột	Khả năng chống mài mòn tuyệt vời, thích hợp cho sản xuất hàng loạt, đặc biệt là với thép cán nóng, không ngâm tẩm.
Khuôn dập nguội	Khả năng chống mài mòn và chống biến dạng tuyệt vời. Được sử dụng cho khuôn kéo (dây, thanh, tấm) và khuôn kéo sâu (đục, khuôn vòng).
Khuôn cán ren	Khả năng chống mài mòn cao giúp sản phẩm phù hợp để sử dụng lâu dài trong cả khuôn cán ren tròn và ren phẳng.
Dao cắt và dao xẻ	Lý tưởng cho việc cắt lạnh các tấm mỏng đến trung bình dày trong sản xuất hàng loạt. Nó cũng có thể được sử dụng để cắt nóng, nhưng H11 tốt hơn cho độ dẻo dai.
Cuộn và Cuộn định hình	Khả năng chống mài mòn tuyệt vời. Được sử dụng cho các loại cán nguội, đặc biệt là các loại cán ren và máy cán nhiều trục.
Đồng hồ đo và công cụ chính xác	Độ ổn định kích thước vốn có làm cho nó phù hợp với các công cụ có độ chính xác cao.
Đục và khuôn đột lỗ	Khả năng chống mài mòn tuyệt vời.
Đúc tiền Dies	Có thể sử dụng cho khuôn đúc và các bộ phận nhôm nhỏ. Đối với các khoang sâu dễ nứt, O1, S5/S6, hoặc A2 là những lựa chọn thay thế tốt hơn.
Dụng cụ đùn lạnh	Được khuyến nghị cho khuôn và máy đột dập nguội. Có thể sử dụng với thép công cụ M2 để đùn thép.
Khuôn/Lớp chèn nhựa	Khả năng chống mài mòn cao cho phép sử dụng cho các khoang rỗng, nhưng đây không phải là ứng dụng chính. P20 hoặc H13 phổ biến hơn đối với các lỗ sâu lớn hơn hoặc phức tạp.1

Về cơ bản, khả năng chống mài mòn và độ ổn định kích thước tuyệt vời khiến nó trở thành vật liệu được lựa chọn cho các ứng dụng khối lượng lớn, dài hạn. Tuy nhiên, khả năng chống mài mòn tuyệt vời của nó cũng khiến nó khó gia công và tương đối giòn. Cần cân nhắc nhiều yếu tố khác nhau khi lựa chọn vật liệu.

1. Tài liệu tham khảo: Totten, George E., et al., biên tập viên. Sổ tay thiết kế hợp kim cơ khí. Marcel Dekker, 2003. ↩︎