Как изготавливается инструментальная сталь: процесс производства

Инструментальная сталь — это высококачественный сплав, известный своей твердостью, стойкостью к истиранию и сохранением тепла, что делает его незаменимым для режущих инструментов, штампов и деталей машин. Процесс его производства включает легирование, плавку, литье, ковку, термическую обработку и прецизионную отделку.

Как опытный производитель стали, мы предложим вам углубленные знания о подробном процессе производства инструментальной стали. Если вам требуются какие-либо изделия из инструментальной стали, свяжитесь с нами.

Из чего сделана инструментальная сталь?

Инструментальная сталь в основном состоит из железа и углерода 0,5% до 1,5%. Ключевые легирующие элементы, такие как хром, ванадий, молибден, вольфрам, марганец и кремний, добавляются для образования карбидов, повышая износостойкость и прочность.

Более половины инструментальной стали изготавливается из металлолома для снижения затрат и повышения устойчивости. Исходя из нашего производственного опыта, лучше всего использовать лом без загрязняющих веществ, таких как масло и краска, чтобы обеспечить долговечность инструментальной стали.

Если вы ищете сырье для своего проекта, SteelPro Group может предоставить инструментальную сталь, соответствующую международным стандартам со строгим контролем допусков.

Процесс производства инструментальной стали

1. Плавка и очистка

Большая часть инструментальной стали изготавливается с использованием Электродуговая печь (ЭДП) потому что он эффективен, гибок и может использовать большое количество переработанных материалов. Однако другие методы переработки, такие как Электрошлаковая плавка (ЭШП) и Порошковая металлургия (П/М) используются в тех случаях, когда этого требуют определенные марки инструментальной стали, желаемые свойства или условия применения.

• Электродуговая печь (ЭДП)

Электродуговая печь (ЭДП) является основным методом плавки инструментальной стали. Мы рекомендуем использовать процесс ЭДП, когда использование большого количества переработанных материалов важно для экономии средств и экологической устойчивости. Он также идеально подходит для производства большого количества инструментальной стали с постоянным качеством.

Процесс:

В процессе EAF стальной лом загружается в печь и плавится с помощью мощной электрической дуги. Для достижения желаемого химического состава добавляются легирующие элементы. Затем расплавленная сталь очищается для удаления примесей и обеспечения однородности. После очистки сталь разливается в формы для формирования слитков, которые затем отжигаются для снижения внутренних напряжений.

• Электрошлаковая плавка (ЭШП)

Электрошлаковая плавка (ESR) — это передовая технология очистки. Она особенно ценна для инструментальных сталей, требующих высокой чистоты и превосходных механических свойств. Мы рекомендуем выбирать ESR, когда высокая чистота и превосходное качество поверхности имеют решающее значение для применения инструментальной стали.

Процесс:

Расходуемый стальной электрод погружается в ванну расплавленного шлака в водоохлаждаемой форме. Через электрод проходит электрический ток, заставляя его плавиться и капать в шлак. Когда расплавленная сталь проходит через шлак, примеси удаляются, и сталь затвердевает в однородный слиток с очищенной микроструктурой.

• Порошковая металлургия (ПМ)

Порошковая металлургия (ПМ) — это передовой производственный процесс, используемый для производства высоколегированных инструментальных сталей с равномерным распределением карбидов. Мы предлагаем использовать порошковую металлургию при производстве инструментальных сталей со сложными составами сплавов, которые трудно получить традиционными методами плавки. Она также идеально подходит для производства точных и сложных форм инструментов с минимальными отходами материала.

Процесс:

В этом процессе металлические порошки тщательно смешиваются с легирующими элементами и прессуются в желаемую форму с помощью форм. Затем прессованные порошки спекаются при высоких температурах, в результате чего частицы связываются и образуют сплошную деталь. Этот метод обеспечивает тонкое и равномерное распределение карбидов, что улучшает обрабатываемость и реакцию закалки инструментальной стали.

2. Кастинг

• Непрерывное литье

Непрерывное литье подразумевает равномерный поток расплавленной стали в охлаждаемую форму, производя длинные, однородные полосы, которые можно быстро затвердевать и напрямую прокатывать в желаемые формы. Этот метод обеспечивает высокую эффективность и последовательность, что делает его идеальным для массового производства.

• Литье слитков

Это подразумевает заливку расплавленной стали в большие стационарные формы для формирования отдельных блоков. Хотя это медленнее и более трудоемко, литье в слитки обеспечивает больший контроль над скоростью охлаждения и может применяться для специальных составов сплавов. Эта технология особенно подходит для высококачественных инструментальных сталей, требующих тщательной микроструктурной обработки.

3. Горячая ковка и прокатка

Горячая ковка и прокатка являются критическими этапами в формировании инструментальной стали и улучшении ее механических свойств. Во время горячей ковки нагретые слитки прессуются с использованием штампов высокого давления для формирования заготовок, прутков или других предварительных форм. Затем прокатка дополнительно улучшает эти формы, пропуская сталь через несколько прокатных станов, достигая точных размеров и равномерной толщины.

Мы достигаем стабильно высокого качества и строгих допусков с помощью передовых машин с компьютерным управлением и мониторинга в режиме реального времени. Наши строгие проверки качества гарантируют, что каждая партия инструментальной стали соответствует самым высоким стандартам производительности.

4. Горячая и холодная вытяжка

Горячая вытяжка включает в себя протягивание инструментальной стали через штампы при повышенных температурах, обычно до 540 °C (1000 °F). Этот процесс повышает пластичность, позволяя значительно уменьшить поперечное сечение без поломки. Для получения желаемой формы и размеров может потребоваться несколько проходов. 

Холодное волочение осуществляется при температурах, близких к комнатной, для достижения точных размеров и превосходного качества поверхности. Учитывая высокую прочность и ограниченную пластичность инструментальных сталей, холодное волочение обычно ограничивается одним легким проходом, чтобы избежать трещин. 

Различные типы инструментальной стали и различные процессы

Инструментальные стали в основном подразделяются на шесть различных типов в зависимости от их легирующих элементов и особых свойств, подходящих для различных областей применения.

• Закалка водой (серия W)

Литье в слитки является предпочтительным методом для инструментальных сталей серии W. Благодаря более простому составу, не требуется применения передовых методов литья, таких как ESR или PM.

• Холодная обработка (серии O, A, D)

Требуют минимальной сегрегации и равномерного распределения карбидов, что часто достигается с помощью ЭШП или ВДП (вакуумно-дуговой переплавки) для устранения примесей и повышения однородности.

• Ударопрочный (серия S)

Для производства этих сталей часто используется вакуумно-дуговой переплав (ВДП), обеспечивающий минимальное количество включений и улучшенную микроструктуру. 

• Горячая обработка (серия H)

Воспользуйтесь преимуществами методов непрерывного литья, которые облегчают формирование прочных и упругих микроструктур, пригодных для применения в условиях высоких температур.

• Высокоскоростной (серии M, T)

Требуются точные скорости охлаждения для формирования твердых и износостойких мартенситных структур. Предпочтительным является литье в слитки с контролируемым охлаждением или непрерывное литье с последующей быстрой закалкой.

• Порошковая металлургия (серия PM)

Порошковая металлургия (P/M) часто является предпочтительным методом литья для этих специализированных марок. Кроме того, процесс Osprey может использоваться для производства мелкозернистых, высокооднородных инструментальных сталей, предназначенных для конкретных промышленных нужд.

Если вы хотите узнать больше о различных типах и марках инструментальной стали, пожалуйста, кликните сюда.

Инструментальная сталь премиум-класса от SteelPro Group

Готовы ли вы поднять свои проекты на новый уровень с помощью высококачественной инструментальной стали? Наши профессионально изготовленные инструментальные стали могут повысить производительность и долговечность ваших инструментов и оборудования. Сотрудничайте с нами, чтобы получить качество, которому вы можете доверять, и решения, соответствующие требованиям вашей отрасли.