टूल स्टील
सामग्री परिचय
टूल स्टील उच्च कठोरता, घर्षण प्रतिरोधी और ऊष्मा उपचार योग्य इस्पात का एक परिवार है, जिसे कटिंग टूल्स, औद्योगिक डाई, मोल्डिंग इन्सर्ट और उच्च-लोड यांत्रिक घटकों के लिए इंजीनियर किया गया है। जब इसे एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग के लिए अनुकूलित किया जाता है, तो टूल स्टील असाधारण टिकाऊपन और आयामी स्थिरता प्रदान करता है, जिससे जटिल ज्यामिति का उत्पादन संभव होता है जो पारंपरिक मशीनिंग या EDM अकेले प्राप्त नहीं कर सकते। धातु पाउडर बेड फ्यूजन के माध्यम से, जो Neway AeroTech की उन्नत टूल स्टील 3D प्रिंटिंग द्वारा समर्थित है, कम लीड समय के साथ कन्फॉर्मल-कूल्ड मोल्ड इन्सर्ट, घर्षण प्रतिरोधी गियर्स, परिशुद्धता फिक्स्चर और उच्च-वॉल्यूम कटिंग तत्वों का निर्माण करना संभव हो जाता है। प्रिंटिंग के बाद ताकत, थर्मल प्रतिरोध और मशीनेबिलिटी का अनूठा संयोजन टूल स्टील को उन औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए सबसे बहुमुखी सामग्रियों में से एक बनाता है जिन्हें चरम प्रदर्शन और दीर्घकालिक विश्वसनीयता की आवश्यकता होती है।
अंतर्राष्ट्रीय नाम या प्रतिनिधि ग्रेड
देश/क्षेत्र | सामान्य नाम | प्रतिनिधि ग्रेड |
|---|---|---|
USA | टूल स्टील | H13, D2, A2, M2 |
यूरोप | टूल स्टील | X40CrMoV5-1 |
जापान | मिश्र धातु टूल स्टील | SKD61, SKH51 |
चीन | टूल स्टील | H13, Cr12MoV |
उद्योग श्रेणी | डाई और मोल्ड स्टील | H सीरीज, D सीरीज |
वैकल्पिक सामग्री विकल्प
कठोरता, कठोरता और थर्मल आवश्यकताओं के आधार पर, कई उन्नत सामग्रियां विकल्प के रूप में कार्य कर सकती हैं। स्टेनलेस स्टील जैसे कि 17-4 PH या 15-5PH आर्द्र या रासायनिक वातावरण में उपयोग किए जाने वाले टूलिंग के लिए मजबूत यांत्रिक गुणों के साथ संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करते हैं। उच्च-शक्ति वाले मैरेजिंग स्टील, जैसे कि 18Ni300, इंजेक्शन मोल्ड कोर के लिए असाधारण यील्ड स्ट्रेंथ और उत्कृष्ट मशीनेबिलिटी प्रदान करते हैं। चरम तापमान प्रतिरोध के लिए, निकेल-आधारित मिश्र धातु जैसे कि Inconel 751 या कोबाल्ट-आधारित सामग्रियां जैसे कि Stellite 6B गर्म-घर्षण वातावरण में टूल स्टील से बेहतर प्रदर्शन करती हैं। जब वजन में कमी आवश्यक हो, तो टाइटेनियम मिश्र धातु जैसे कि Ti-6Al-7Nb काफी कम घनत्व पर मजबूत प्रदर्शन प्रदान करते हैं।
डिज़ाइन उद्देश्य
टूल स्टील को चरम यांत्रिक भार, अपघर्षण, प्रभाव और थर्मल साइकलिंग का सामना करने के लिए डिज़ाइन किया गया था। इसकी मिश्र धातु संरचना नियंत्रित हार्डेनेबिलिटी, क्वेंचिंग के बाद आयामी स्थिरता और थकान दरारों के प्रति मजबूत प्रतिरोध प्रदान करती है। एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग में, डिज़ाइन इरादा कन्फॉर्मल कूलिंग, कम चक्र समय, हाइब्रिड टूलिंग, जटिल चैनल ज्यामिति और बेहतर थर्मल प्रबंधन और बढ़ी हुई उत्पादकता के साथ मोल्ड और डाई के तेज़ प्रोटोटाइपिंग को सक्षम बनाने के लिए विस्तारित होता है।
रासायनिक संरचना (H13 टूल स्टील के लिए विशिष्ट)
तत्व | संरचना (%) |
|---|---|
कार्बन (C) | 0.32–0.45 |
क्रोमियम (Cr) | 4.75–5.5 |
मोलिब्डेनम (Mo) | 1.1–1.75 |
वेनेडियम (V) | 0.8–1.2 |
सिलिकॉन (Si) | 0.8–1.2 |
मैंगनीज (Mn) | 0.2–0.5 |
लोहा (Fe) | शेष |
भौतिक गुण
गुण | मान |
|---|---|
घनत्व | ~7.8 g/cm³ |
थर्मल चालकता | 25–30 W/m·K |
विद्युत प्रतिरोधकता | ~0.7 μΩ·m |
विशिष्ट ऊष्मा | ~460 J/kg·K |
गलनांक | ~1420–1500°C |
यांत्रिक गुण
गुण | विशिष्ट मान |
|---|---|
तन्य सामर्थ्य | 1500–1900 MPa |
यील्ड स्ट्रेंथ | 1200–1600 MPa |
कठोरता (ऊष्मा उपचार के बाद) | 48–54 HRC |
प्रभाव कठोरता | हॉट-वर्क स्टील के लिए उच्च |
घर्षण प्रतिरोध | उत्कृष्ट |
मुख्य सामग्री विशेषताएं
टूलिंग और डाई अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त उच्च कठोरता और घर्षण प्रतिरोध
उच्च तापमान पर उत्कृष्ट सामर्थ्य धारण
थर्मल थकान दरारों के प्रति बेहतर कठोरता और प्रतिरोध
ऊष्मा उपचार के बाद अच्छी आयामी स्थिरता
अपघर्षण, विरूपण और चक्रीय यांत्रिक तनाव के प्रति मजबूत प्रतिरोध
विस्तृत और सटीक डिजाइनों के लिए एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग के साथ उत्कृष्ट संगतता
प्रिंटिंग के बाद ऊष्मा उपचार के माध्यम से बहुत उच्च कठोरता मान प्राप्त करने में सक्षम
मोल्डिंग में चक्र समय को काफी कम करने वाले कन्फॉर्मल कूलिंग चैनलों के लिए आदर्श
पारदर्शी मोल्डिंग या परिशुद्धता सौंदर्य भागों के लिए उच्च सतह पॉलिशेबिलिटी
कोल्ड-वर्क और हॉट-वर्क दोनों वातावरण में स्थिर यांत्रिक प्रदर्शन
विभिन्न प्रक्रियाओं में विनिर्माण योग्यता
एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग: पाउडर बेड फ्यूजन Neway की विशेषज्ञ टूल स्टील 3D प्रिंटिंग का उपयोग करके जटिल कूलिंग चैनलों और जटिल ज्यामिति का समर्थन करता है।
CNC मशीनिंग: टूल स्टील को उन्नत सुपरएलॉय CNC मशीनिंग के माध्यम से नियंत्रित कटिंग पैरामीटर के साथ कुशलतापूर्वक संसाधित किया जाता है।
EDM प्रोसेसिंग: सुपरएलॉय EDM का उपयोग करके विस्तृत फिनिशिंग के लिए उपयुक्त।
डीप होल ड्रिलिंग: कूलिंग चैनलों या इजेक्टर पिन पथ के लिए उच्च-परिशुद्धता डीप होल ड्रिलिंग का उपयोग करने पर प्रभावी।
ऊष्मा उपचार: चरम गुणों के लिए अनुकूलित सुपरएलॉय हीट ट्रीटमेंट चक्रों के माध्यम से हार्ड और टेम्पर किया जा सकता है।
वेल्डिंग: नियंत्रित सुपरएलॉय वेल्डिंग का उपयोग करके मरम्मत और संशोधन संभव है।
कास्टिंग: कुछ ग्रेड विशेष स्टील इन्वेस्टमेंट कास्टिंग, जिसमें मोल्ड और डाई ब्लैंक शामिल हैं, के लिए उपयुक्त हैं।
उपयुक्त पोस्ट-प्रोसेसिंग विधियां
वांछित कठोरता और कठोरता प्राप्त करने के लिए ऊष्मा उपचार और टेम्परिंग
सरंध्रता को समाप्त करने और थकान प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए HIP प्रोसेसिंग के माध्यम से हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग (HIP)
मोल्ड और डाई घटकों पर अंतिम आयामी सटीकता के लिए परिशुद्धता मशीनिंग
ऑप्टिकल या पारदर्शी मोल्डिंग अनुप्रयोगों के लिए सतह पॉलिशिंग
सतह कठोरता और घर्षण प्रतिरोध बढ़ाने के लिए नाइट्राइडिंग या कार्बुराइजिंग
संक्षारण-संवेदनशील वातावरण के लिए पासिवेशन या रासायनिक सफाई
गुणवत्ता आश्वासन के लिए सामग्री परीक्षण और विश्लेषण का उपयोग करके गैर-विनाशकारी मूल्यांकन
तंग आंतरिक विशेषताओं या गहरी स्लॉट के लिए EDM फिनिशिंग
सामान्य उद्योग और अनुप्रयोग
इंजेक्शन मोल्डिंग और डाई कास्टिंग मोल्ड इन्सर्ट
कटिंग टूल्स, पंच और औद्योगिक शियर ब्लेड
उच्च-घर्षण गियर्स, कैम और परिशुद्धता गति घटक
एयरोस्पेस फिक्स्चर, जिग और लोड-बेयरिंग तत्व
उच्च-वॉल्यूम विनिर्माण के लिए ऑटोमोटिव टूलिंग
दीर्घकालिक घर्षण प्रतिरोध की आवश्यकता वाले रोबोटिक्स और ऑटोमेशन पार्ट्स
इस सामग्री को कब चुनें
जब मोल्डिंग, कटिंग या स्टैम्पिंग के लिए उच्च कठोरता और घर्षण प्रतिरोध की आवश्यकता हो
जब मोल्ड इन्सर्ट में जटिल कन्फॉर्मल कूलिंग चैनलों को एकीकृत करना आवश्यक हो
जब घटकों को चक्रीय थर्मल लोड के تحت लंबी सेवा जीवन की आवश्यकता हो
जब ऊष्मा उपचार के बाद उच्च-आयामी स्थिरता की आवश्यकता हो
जब हाइब्रिड टूलिंग का उत्पादन करना हो, जो प्रिंटेड कोर को मशीन की गई सतहों के साथ जोड़ता हो
जब चक्र समय को अनुकूलित करना और थर्मल ग्रेडिएंट को कम करना आवश्यक हो
जब अपघर्षण और प्रभाव प्रतिरोध प्राथमिक डिज़ाइन विचार हों
जब जटिल ज्यामिति के साथ मजबूत, घर्षण प्रतिरोधी घटकों का विनिर्माण करना हो
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