D2 공구강 는 고탄소, 고크롬, 공기 경화 냉간 가공강으로 툴링 응용 분야에서 강력한 내마모성과 뛰어난 치수 안정성을 제공하도록 설계되었습니다. 모서리 수명, 내마모성 및 경화 중 왜곡 최소화를 우선시하는 프로젝트의 경우 D2가 선호되는 경우가 많습니다. 인성 또는 충격 하중이 우선시되는 경우에는 다른 재종이 더 적합할 수 있습니다.
1. 빠른 기술 스냅샷
- 성적 이름: D2(지역에 따라 DIN 1.2379, JIS SKD11, EN X153CrMo12 및 UNS 표기법으로 참조하는 경우가 많음).
- 가족: 냉간 가공, 고탄소, 고크롬 공구강.
- 기본 속성: 높은 내마모성, 경화 시 우수한 치수 안정성, 적당한 인성.
- 담금질 및 템퍼링 후 일반적인 경도: 일반적으로 템퍼링 관행에 따라 50대 중반에서 60대 후반의 HRC입니다.
- 일반적인 사용 사례: 블랭킹 및 성형 금형, 커터 나이프, 전단 블레이드, 압출 툴링, 냉간 가공 툴링, 마모 부품.
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2. 화학 성분 및 국제 등가물
아래는 일반적인 상업용 D2 화학물질 범위를 나타내는 간결한 구성표입니다. 공급업체는 약간 다른 한도를 발표할 수 있습니다. 항상 각 로트에 대한 공장 인증서로 구성을 확인하세요.
| 요소 | 일반적인 중량 퍼센트(범위) | 참고 |
|---|---|---|
| 탄소(C) | 1.40 - 1.60 | 높은 탄소 함량으로 내마모성을 위한 카바이드 볼륨 구축 |
| 크롬(Cr) | 11.00 - 13.00 | 높은 Cr은 단단한 크롬 탄화물을 형성하고 약한 내식성을 제공합니다. |
| 몰리브덴(Mo) | 0.70 - 1.20 | 경화성 및 인성 향상 |
| 바나듐(V) | 0.30 - 1.10 | 탄화물 정제 및 마모 성능 개선 |
| 망간(Mn) | 0.10 - 0.60 | 탈산제 및 경화성 보조제 |
| 실리콘(Si) | 0.20 - 0.50 | 탈산제, 근력 보조제 |
| 인(P) | <= 0.03 | 불순물, 낮게 유지 |
| 유황(S) | <= 0.03 | 불순물, 낮게 유지 |
| 철(Fe) | 잔액 | 기본 매트릭스 금속 |
국제 등가물
| 공통 지정 | 국가/표준 | 일반적인 상호 참조 |
|---|---|---|
| D2 | AISI / ASTM(북미) | D2 |
| 1.2379 | DIN(독일) | 1.2379 |
| SKD11 | JIS(일본) | SKD11 |
| X153CrMo12 | EN (유럽) | X153CrMo12 |
등가물 관련 참고 사항: 등가물 표는 조달 편의를 위한 것입니다. 라벨이 매핑되어 있지만, 밀 간의 작은 화학적 또는 청결도 차이로 인해 공구 성능이 달라질 수 있습니다. 중요한 공구의 경우, 전체 밀 인증서와 가능하면 공급업체에서 제공하는 충격 및 경도 검증이 필요합니다.
3. 미세 구조 및 야금 거동
정규화 및 어닐링된 상태의 D2의 미세 구조는 크롬이 풍부한 탄화물을 비교적 많이 함유한 강화 마르텐사이트 매트릭스입니다. 이러한 탄화물은 마모 및 미끄럼 내마모성을 제공합니다. D2는 공기 경화 등급이므로 올바르게 담금질하면 왜곡이 적은 열처리에 반응합니다. 주요 야금학적 포인트:
- 크롬은 마모에 강한 단단한 M7C3 및 (Cr,Mo,V)가 풍부한 탄화물 형성을 촉진하여 마모에 강한 탄화물을 만듭니다.
- 바나듐과 몰리브덴은 카바이드 크기와 분포를 개선하여 내마모성과 가장자리 유지력을 향상시킵니다.
- 탄소 함량이 높으면 탄화물 비율은 증가하지만 전반적인 인성은 감소하므로 이러한 절충안이 일반적인 응용 분야를 정의합니다.
- D2는 물 담금질 강종에 비해 열처리 시 치수 안정성이 우수하여 정밀 금형에 적합합니다.
4. 기계적 특성 및 경도 범위
공구강의 기계적 특성은 열처리에 따라 달라집니다. 아래 표는 공구 제조업체가 사용하는 실제 목표 범위를 나타냅니다. 가공 후에는 항상 대표 샘플을 테스트하십시오.
일반적인 경도 목표 및 템퍼링 효과
| 조건 | 일반적인 경도(HRC) | 일반적인 사용 |
|---|---|---|
| Annealed | 200~260시간(~20~25시간) | 더 쉬운 가공 상태 |
| 58 HRC로 경화 및 강화 | 58 HRC | 일반 고마모 툴링 |
| 60 HRC로 경화 및 강화 | 60 HRC | 인성을 고려한 높은 가장자리 유지력 |
| 달성 가능한 최대치(실험실) | 최대 ~63 HRC 사전 템퍼링 | 취성으로 인해 생산 부품에 항상 적합하지 않음 |
대표적인 기계적 물성 표(열처리 후 일반값)
| 속성 | 일반적인 값 | 참고 |
|---|---|---|
| 인장 강도 | 1500 - 2200 MPa | 경도 변환에 따른 예상 범위 |
| 항복 강도(압축) | 높음; 경도에 따라 다름 | 냉간 가공 공구의 경우 압축 강도가 중요합니다. |
| 골절 인성 | 동일한 경도에서 A2 또는 S7보다 낮음 | 내마모성과의 트레이드 오프 |
| 내마모성 | 높음 | 카바이드 볼륨의 주요 기여자 |
D2 공구강 밀도
D2 공구강의 밀도는 약 (7.70g/cm³), (7700kg/m³) 또는 (0.278lb/in³)이며 비중: 7.70, 녹는점: 1421℃(2590℉)입니다.
5. 열처리 및 템퍼링 권장 사항
D2는 공기 경화 중입니다. 다음 일정은 실제 생산 지향적인 순서입니다. 정확한 온도와 유지 시간은 섹션 크기, 용광로 유형 및 원하는 경도에 따라 달라집니다.
일반적인 열처리 순서(생산 예시)
- 어닐링(가공용): 800~900°C까지 천천히 가열하고 균일해질 때까지 유지한 다음 용광로에서 제어된 속도로 600°C까지 식힌 다음 실온으로 식힙니다. 목표 경도는 ~200-260 HB입니다.
- 경화를 위해 예열합니다: 섹션 두께에 따라 750-800°C로 올리고 담가두는 동안 유지합니다.
- 오스테나이트화(경화): 1020~1050°C(일부 공급원은 1010~1040°C 사용)로 가열하고 두께에 따라 담그는 시간(일반적으로 단면 25mm당 20~30분)을 정합니다.
- 담금질(특정 섹션 크기의 경우 공랭식 또는 오일): D2는 공기 경화형이기 때문에 오스테나이트화 온도에서 공기 냉각을 제어하는 것이 일반적입니다. 작은 섹션의 경우 강제 공기 또는 정지 공기가 사용되며, 큰 섹션은 균열을 최소화하기 위해 저속 냉각 제어가 필요할 수 있습니다.
- 템퍼링: 여러 템퍼 사이클이 일반적입니다. 일반적인 범위는 대상 경도에 따라 150-560°C입니다. 50년대 중반에서 60년대 후반의 HRC를 가진 타겟의 경우 150-250°C에서 낮은 템퍼링으로 템퍼링한 다음 인성 개선이 필요한 경우 더 높은 온도 단계로 템퍼링합니다.
템퍼링 테이블(설정값 예시)
| 템퍼링 온도(°C) | 대략적인 달성 경도(HRC) | 일반적인 댓글 |
|---|---|---|
| 150 | ~62 - 60 | 최소한의 연화, 높은 마모 경도 |
| 200 | ~60 - 58 | 다양한 도구를 위한 좋은 절충안 |
| 300 | ~58 - 55 | 더 나은 인성, 약간 감소된 경도 |
| 500 | ~54 - 50 | 더 높은 인성과 내충격성이 필요한 부품의 경우 |
참고: 여러 템퍼링 사이클을 사용하고(두 번의 템퍼링이 일반적임) 각 사이클이 끝난 후 경도를 측정합니다. 홀드 시간과 램프 속도는 파트 형상과 일치해야 합니다. 대형 금형의 경우 열 충격을 피하기 위해 제어된 저속 냉각을 사용합니다. 황삭 가공 후 응력 완화는 최종 경화 시 왜곡을 줄여줍니다.
6. 가공, 연삭 및 EDM 가이드라인
어닐링 상태에서의 가공
- 공구 마모를 완화하고 과도한 공구 소모를 방지하기 위해 브라이트 어닐링 후 D2를 가공합니다.
- 코팅이 적용된 카바이드 공구(TiN, TiCN)는 공구 수명을 향상시킵니다. 황삭에는 낮은 절삭 속도와 높은 이송을 사용합니다.
경화된 D2를 위한 연삭 연습
- 카바이드 함량이 높은 강재에 적합한 유리화 또는 수지 결합 휠을 사용합니다. 절삭 효율을 유지하기 위해 휠을 자주 드레싱합니다.
- 열 손상을 방지하기 위해 냉각수를 지속적으로 도포해야 합니다.
EDM 고려 사항
- D2는 일반적으로 복잡한 형상을 위해 EDM으로 가공됩니다. EDM으로 경화된 D2를 경화할 때는 표면 재침탄, 백색층 형성 및 잠재적인 잔류 응력에 대해 계획해야 합니다. 최종 적용을 위해 리캐스트 레이어를 제거하려면 EDM 후 가벼운 연삭이 필요할 수 있습니다.
7. 일반적인 애플리케이션 및 예시
D2의 속성이 결정적인 역할을 하는 일반적인 애플리케이션:
- 블랭킹 및 성형 다이: 공구 수명이 길고 경화 후 치수 변화가 적은 D2는 스탬핑 다이와 펀치에 이상적입니다.
- 전단 칼날과 슬리터 칼: 마모성 판금 절단에서 가장자리 유지.
- 냉간 압출 금형 구성 요소 충격보다 마모가 더 큰 영향을 미치는 곳입니다.
- 착용 스트립, 가이드 및 라이너 슬라이딩 마모가 있는 애플리케이션에 적합합니다.
사례 노트
한 중견 자동차 공급업체는 블랭킹 다이 세트의 기존 저크롬 등급을 D2로 교체했습니다. 다이 세트의 생산 수명은 재연삭 전에 두 배로 늘어났으며, 초기 재료 비용이 증가했음에도 불구하고 가동 중단 시간과 부품당 총 비용이 감소했습니다. 중요한 성공 요인은 정확한 오스테나이트화 온도 제어와 경화 후 스트레이트닝이었습니다.
8. 제조 및 처리 흐름
- 사양 및 조달: 형상, 공차, 마감 및 밀 인증서 요구 사항을 정의합니다.
- 검사를 받습니다: 인증서 및 무작위 스펙트로 테스트를 통한 화학 검사, 필요한 경우 경도 검사.
- 어닐링 상태의 거친 가공: 기계로 어닐링된 경도에서 그물 모양에 가깝게 만듭니다.
- 예열 및 스트레스 해소: 큰 섹션에 필요한 경우.
- 오스테나이트화 및 담금질(공기 경화 연습): 균일한 난방과 제어된 냉각을 보장합니다.
- 다양한 성질: 성질을 조절하여 경도를 높이고 스트레스를 완화합니다.
- 교정 및 스트레스 보정: 제어된 가열 및 기계적 방법을 통해 왜곡을 수정합니다.
- 그라인드 및 EDM 작업을 완료합니다: 를 최종 치수 및 표면 요구 사항에 맞게 조정합니다.
- 최종 검사 및 인증: 경도 매핑, 치수 보고서, 필요한 경우 미세 구조 검사 등을 제공합니다.
9. 품질 관리 및 사양 확인
구매자가 주장해야 하는 주요 검사 단계:
- 밀 인증서(MTC): 표준에 따라 추적 가능한 화학 분석.
- 경도 맵: 부품이 큰 경우 여러 위치에서 경도를 측정합니다.
- 마이크로구조 보고서: 특히 카바이드 분포를 보여주는 중요한 금형의 경우 더욱 그렇습니다.
- 비파괴 검사: 해당되는 경우 열처리 후 표면 균열에 대한 자성 입자 또는 염료 침투제 테스트.
- 치수 보고서 및 열처리 기록: 를 사용하여 프로세스 추적성을 보장합니다.
10. 가격 책정 요소 및 조달 조언
D2 공구강의 가격은 형태(봉강, 판재, 블록), 공급 채널(밀, 유통업체, 소량 공급업체), 폼 팩터(분말 대 단조)에 따라 크게 달라집니다. 주요 가격 결정 요인
- 양식 및 크기: 블록과 사전 경화 플레이트는 프리미엄이 붙습니다.
- 열처리 및 배송 상태: 사전 경화 재료 또는 EDM 지원 블록은 비용이 더 많이 듭니다.
- 사양의 엄격함: 엄격한 화학적 허용 오차, 낮은 불순물 및 프리미엄 공급망으로 인해 비용이 추가됩니다.
- 인증서 및 테스트 요구 사항: 추가 검사는 가격을 인상합니다.
- 시장 원자재 주기: 철강 및 합금 원소 가격 변동은 공장 가격에 영향을 미칩니다.
대표적인 조달 범위
| 지역/채널 | 일반적인 가격 범위(표시) | 댓글 |
|---|---|---|
| 중국 벌크(톤 단위) | 톤당 US$2,000 - US$3,200 | 표준 D2 시트 또는 원형 바에 대한 일반적인 공장 또는 대형 트레이더 FOB 로트 |
| 미국 유통업체 소량 | US$8 - US$15 킬로그램 소매당 | 소량 및 사전 절단된 블록은 kg당 비용이 더 많이 듭니다. |
| D2 파우더(적층 제조 공급 원료) | 킬로그램당 약 US$32달러(틈새 시장) | 파우더 가격은 더 높고 변동성이 높습니다. |
참고: 이러한 범위는 참고용이며 시장 상황에 따라 달라질 수 있습니다. 확정 조달의 경우 배송 조건, 로트 크기 및 필요한 테스트가 명시된 견적을 요청하세요.
11. 안전, 보관 및 취급
- 빌릿과 플레이트는 표면 녹을 최소화하기 위해 건조한 환경에 보관하세요. 장기 보관을 위해서는 표면에 약간의 기름칠을 하는 것이 표준입니다.
- 무거운 블록을 안전하게 취급하는 관행을 유지합니다. 하중 정격의 기계식 리프팅 장비를 사용합니다.
- 열처리 중에는 표면 탈탄 또는 산화를 방지하기 위해 용광로 분위기와 담금질 매체를 제어합니다.
12. 데이터시트 체크리스트 및 구매 사양 템플릿
D2 툴링 재료에 대한 구매 주문서를 발행할 때는 다음과 같은 최소 필드를 포함해야 합니다:
- 등급 지정 및 표준(예: D2, DIN 1.2379, JIS SKD11).
- 필요한 화학 범위 및 테스트(대상 인증서 템플릿 첨부).
- 배송 조건(어닐링, 경화 및 X HRC로 템퍼링, 사전 경화 블록).
- 기계적 특성(최소 경도, 표면 마감, 허용된 미세 구조).
- 검사 및 인증이 필요합니다(MTC, 경도 맵, NDT).
- 포장, 라벨링 및 추적성 요구 사항.
- 보증 및 승인 기준(예: 최대 포함 크기, 허용되는 균열).
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D2는 연마 마모와 치수 안정성이 주요 요구 사항인 툴링에 적합한 검증된 제품입니다. 올바른 열처리와 조달된 소재 품질이 성공을 결정합니다. 중요한 금형의 경우 명확한 사양을 정의하고, 추적 가능한 인증서를 요구하며, 숙련된 열처리 업체와 협력해야 합니다.
MW알로이용 준비. 맞춤형 D2 블랭크, 바 및 사전 경화 블록의 경우 필요한 크기, 열처리 상태 및 검사 범위를 명시한 견적을 요청하세요.
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