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S1 耐衝撃工具鋼: 特性、プロセス、用途
- ジョン
S1 工具鋼は、極度の衝撃や摩耗に耐えられる材料を必要とする業界にとって、信頼できる選択肢として際立っています。このガイドでは、S1 の独自性、その加工技術、要求の厳しい用途での使用方法について説明し、情報に基づいた意思決定を行うのに役立つ洞察を提供します。
S1 工具鋼とは何ですか?
S1 工具鋼は、中炭素、クロムタングステン耐衝撃合金で、UNS T41901 または 60WCrV7 に相当します。この深硬化油硬化鋼は優れた靭性を実現するように設計されており、D2 と比較して、衝撃および衝撃負荷のアプリケーションで優れたパフォーマンスを発揮します。
SteelPro Group S1 工具鋼は、精密機械加工とカスタマイズ可能な寸法を備えた丸棒、平棒、プレートとしてご利用いただけます。当社の製品は、鍛造、成形、切削工具などの要求の厳しい分野で優れた性能を発揮します。
S1工具鋼の化学組成
S1 工具鋼は、炭素、クロム、タングステン、バナジウムを合金化して、硬度、靭性、耐摩耗性のバランスを実現しています。硫黄とリンの含有量が少ないため、優れた加工性と脆さの低減が保証され、適度なシリコンにより熱安定性が向上します。
下の表に化学組成の詳細を示します。
| エレメント | 構成（%） |
| カーボン（C） | 0.40 – 0.55 |
| クロム（Cr） | 1.4 |
| 鉄（Fe） | 94 |
| マンガン (Mn) | 0.25 |
| モリブデン (Mo) | ≤ 0.50 |
| リン (P) | ≤ 0.030 |
| ケイ素 (Si) | 0.68 |
| 硫黄（S） | ≤ 0.030 |
| タングステン（W） | 2.25 |
| バナジウム (V) | 0.23 |
S1工具鋼の機械的特性
S1 工具鋼は、高い引張強度、適度な硬度、優れた機械加工性をバランスよく兼ね備えており、耐衝撃性および耐摩耗性が求められる用途に適しています。優れた靭性と破断伸びにより、動的荷重下でも耐久性が向上します。
以下の表に詳細な機械的特性データを示します。
| プロパティ | メートル |
| ロックウェルC硬度 | 54 |
| ヌープ硬度 | 605 |
| ビッカース硬度 | 584 |
| 引張強度 | 2080MPa |
| 引張強度（降伏強度） | 1800MPa |
| 破断伸度 | 10 % |
| 体積弾性率 | 160GPa |
| せん断弾性係数 | 80.0 万気圧 |
| シャルピー衝撃 | 10.8 – 29.8 ジュール |
| ポアソン比 | 0.27-0.30 |
| 加工性 | 70.0 – 75.0% |
S1工具鋼の物理的特性
S1 工具鋼は、適度な密度、優れた熱伝導性、安定した熱膨張を示し、温度変化下でも信頼性を確保します。その物理的特性により、効率的な熱伝達と構造安定性が求められる用途に最適です。
以下の表に、その物理的特性の詳細な概要を示します。
| プロパティ | メトリック値 | インペリアル・バリュー |
| 密度（@20°C/68°F） | 7.89 g/cm³ | 0.285 lb/in³ |
| 熱膨張係数 | 12.4 µm/m·°C (20～100°C) | 6.89 µin/in·°F (68–212°F) |
| 熱伝導率 | 42.0 W/m·°C | 24.3 BTU·in/ft²·h·°F |
| 比熱容量 | 460 J/kg-°C | 0.110 BTU/lb-°F |
| 電気抵抗率 | 0.55 µΩ-m | 21.7 µΩ·インチ |
S1工具鋼熱処理
鍛造
S1 工具鋼は、熱衝撃を避けるために、徐々に 650～700°C (1200～1300°F) まで予熱する必要があります。予熱したら、鍛造のために 980～1065°C (1800～1950°F) まで均一に加熱します。鍛造後は、応力の蓄積や割れを防ぐために、できれば炉内または断熱材を使用してゆっくりと鋼を冷却します。
アニーリング
鋼を 1 時間あたり 55°C (100°F) の制御された速度で、760～800°C (1400～1475°F) の焼きなまし温度まで加熱します。厚さ 25.4 mm (1 インチ) ごとに 1 時間浸漬して、完全な熱平衡を確保します。鋼を炉内で 1 時間あたり 22°C (40°F) の制御された速度で 550°C (1020°F) まで冷却し、その後空冷します。
焼鈍後の硬度は 250 HB を超えてはなりません。焼鈍中の脱炭を防ぐには、保護雰囲気を使用するか、鋼をグラファイトや砂などの不活性物質で包みます。
硬化
予熱
これは、熱応力を最小限に抑えるために S1 工具鋼に必要です。2 段階で予熱します。最初に 650～705°C (1200～1300°F) に、次に 815～845°C (1500～1550°F) に予熱します。
あ慣習化する
均一な変形を確実にするために、鋼を 927～982°C (1700～1800°F) に加熱し、厚さ 25.4 mm (1 インチ) ごとに 30 分間保持します。
焼き入れ
より単純なセクションには 927°C (1700°F) の水を使用できますが、急速冷却により亀裂が生じる可能性があります。また、より複雑な形状の場合は、熱応力を軽減するために油または空気による急冷が推奨されます。
S1 は炭素含有量が多いため、硬化中に脱炭する傾向があります。これを軽減するには、制御された雰囲気または真空炉を使用するか、表面を保護化合物でコーティングします。
焼き戻し
焼き戻し S1 は、その用途によって異なります。熱間加工工具の場合は、538～649°C (1000～1200°F) で焼き戻します。冷間加工工具の場合は、177～316°C (350～600°F) の低い範囲が推奨されます。厚さ 25.4 mm (1 インチ) ごとに、鋼を焼き戻し温度で 1 時間保持します。
S1工具鋼製品形態
S1 工具鋼は、精密工具から大型部品まで、産業用途に適したさまざまな形状で提供されています。特定のプロジェクトのニーズに合わせて、標準サイズとカスタマイズ可能なオプションを提供できます。以下の表は、一般的な製品形状と標準的なサイズ範囲を示しています。
| 製品形態 | 一般的なサイズ範囲 | 申し込み |
| 丸棒/ワイヤー | 直径: 5.5 mm～500 mm | 旋削、フライス加工に使用され、パンチ、ノミ、その他の工具に最適です。 |
| フラット/長方形バー | 厚さ: 3 mm～800 mm | 鍛造、機械加工に適しており、金型、切削工具などに使用されます。 |
| 熱間圧延鋼板 | 厚さ: 60 mm～400 mm | 切断、溶接に最適で、大型の金型や構造部品によく使用されます。 |
| 幅: 50 mm～1100 mm | ||
| 長さ: 1000 mm ～ 12000 mm |
S1工具鋼の用途
S1 工具鋼は、優れた靭性と高い耐衝撃性を実現するよう設計されています。S1 工具鋼の多様な用途は、高い衝撃と摩耗にさらされる工具や部品における信頼性を実証しています。
ノミとパンチ: 繰り返しの負荷に耐える耐久性が求められるインパクトツールによく使用されます。
鍛造金型: 衝撃の大きい鍛造用途に適しています。
せん断ブレード: 金属の切断およびトリミング作業に使用されます。
空気圧工具ビット: 削岩機やその他の空気圧工具に最適です。
冷間成形金型: 金属部品の成形および成型に適用されます。
マンドレルとローラー: 工業機械加工および成形プロセスで利用されます。
冷間圧造工具: ボルトやネジなどの留め具の製造に使用されます。
金床とハンマー: 高い耐衝撃性を必要とする用途に適用されます。
S1工具鋼アプリケーション向けのカスタマイズされたソリューション
SteelPro Groupでは、S1工具鋼だけでなく、お客様のニーズに合わせたカスタマイズされたソリューションも提供しています。当社の製品形態には丸棒、平棒、プレートがあり、幅広い用途に柔軟に対応します。 H13鋼 高温作業工具に適しています。
当社は、切断、研削、熱処理などの精密機械加工サービスで標準サービスを超え、すぐに使用できるコンポーネントをお届けします。カスタム寸法と厳しい公差は当社の得意分野であり、材料の無駄を減らし、貴重な機械加工時間を節約するのに役立ちます。
