Í vélaverkfræði, verkfærahönnun og iðnaðarframleiðslu er hörku einn mikilvægasti efniseiginleikinn. Harðari málmar standast slit, viðhalda skörpum brúnum, halda þröngum vikmörkum lengur og standast slípandi vinnuskilyrði. Fyrir vöruverkfræðinga, verkfæraframleiðendur og innkaupateymi kemur ein spurning stöðugt upp: hver er harðasti málmurinn sem notaður er í verkfræði?
Stutta svarið fer eftir því hvort þú tekur með samsett málmefni eða aðeins hreina málma.Meðal hreinna frummálma er króm erfiðast. Meðal hagnýtra verkfræðilegra málma sem notaðir eru við verkfæri og framleiðslu,Sementað wolframkarbíð er erfiðasta efnið sem er mest notað, fylgt eftir með duftmálmvinnslu háhraða-stáli og hágæða verkfærastáli. Í daglegu iðnaði eru D2 kalt-verkfærastál og M2 há-hraðastál þeir hörðu málmar sem knýja mest á stimplun, klippingu og mótun.
Harka er þó aldrei eina atriðið. Harðustu málmarnir eru næstum alltaf brothættir, dýrir og erfiðir í vinnslu. Góð verkfræði jafnvægir alltaf hörku við hörku, slitþol, vélhæfni og heildarkostnað. Í þessari yfirgripsmiklu handbók greinum við niður hörðustu málma sem notaðir eru í verkfræði, útskýrum hvernig hörku er mæld, könnum raunverulega-iðnaðarforrit í heiminum og ræðum hvernig harðir málmar gera kleiftnákvæm málm stimplunogmálmplötusmíði.
Hvernig hörku er skilgreind og mæld í verkfræði
Áður en efni er raðað upp er mikilvægt að skilja hvernig verkfræðingar mæla hörku. Hörku er viðnám efnis gegn inndrætti, rispum og varanlegri aflögun yfirborðs.
Þrír prófunarvogir eru algengastir í málmvinnsluiðnaði:
- Rockwell hörku (HRC):Staðalvog fyrir hert verkfærastál og hörð málmblöndur. Það notar demantskeiluinntak undir 150 kg álag. Flestir verkfræðilegir harðir málmar falla á milli HRC 50 og HRC 70.
- Vickers hörku (HV):Notað fyrir mjög hörð efni, þunna húðun oglitlir nákvæmnishlutar. Vickers kvarðinn getur mælt hörku yfir breiðari svið en Rockwell C.
- Brinell hörku (HBW):Algengt fyrir mýkra burðarstál og slitplötur. Sjaldnar notað fyrir hörðustu verkfræðilega málma.
Sem viðmiðunarpunktur:
- Mjúkt mildt stál: ~HRC 10–20
- Hefðbundið hert hnífsblað: ~HRC 55–58
- Hágæða stimplunarstál: ~HRC 60–64
- Ofur-harð verkfæri: HRC 70+ eða mælt á Vickers kvarðanum
Harðasta málmarnir sem notaðir eru í verkfræði, flokkaðir
Hér að neðan eru mikilvægustu harðmálmarnir og málm-undirstaða verkfræðiefni, flokkuð frá erfiðustu til erfiðustu-vinnueinkunnum.
1. Sementað Volframkarbíð
Almennt talið harðasta málm-efnið sem notað er í almennum verkfræði,sementað wolframkarbíð(oft bara kallað karbíð) er ekki hreinn málmur heldur málm-fylkissamsetning. Það samanstendur af wolframkarbíðögnum sem eru tengdar saman með kóbaltbindiefni.
hörkusvið:1.500–2.200 HV (jafngildir u.þ.b. HRC 80–90, langt yfir notkunarmörkum Rockwell C kvarðans)
Helstu eiginleikar:
- Sérstök slitþol og brúnvörn
- Mjög hár þrýstistyrkur
- Þolir háan hita meðan á klippingu stendur
- Brothætt og viðkvæmt fyrir högg- og höggálagi
Verkfræðiumsóknir:
- Háhraða-skurðarverkfæri til vinnslu
- Nákvæmar stimplunarstimplar og slitinnlegg fyrir mikið-magn framleiðslu
- Notið plötur, stúta og burðarfleti í slípandi umhverfi
- Borar og ráðleggingar um námuverkfæri
Volframkarbíð er harðasta efnið sem þú finnur í venjubundinni iðnaðarnotkun. Fyrir mjög mikið-magn stimplunar, geta karbíðstöng og -mót skilað 5–10x endingu venjulegs verkfærastáls.
2. Powder Metalurgy High-Speed Steels (PM HSS)
Háhraðastál í duftmálmvinnslu-er hörðustu-stálverkfræðiefni sem framleitt er í viðskiptalegum mælikvarða. Ólíkt hefðbundnu steypu- og unnu stáli er PM-stál framleitt úr fínu stáldufti sem þjappað er saman og hert í fastar plötur. Þetta skapar einsleita, fínkorna örbyggingu sem getur haldið mjög miklu magni af hörðum karbíðögnum án þess að vera of stökkt.
hörkusvið:HRC 66–70+ eftir bestu hitameðferð
Hæstu einkunnir:
- ASP 2060 / Vanadis 10:Ofur-harðar PM einkunnir fyrir mikið slit
- PM-M4:Há-afkastamikil duftmálmútgáfa af M4 há-hraðastáli
- Vanadis 4 Extra:Jafnvæg PM einkunn með framúrskarandi seiglu og slitþol
Verkfræðiumsóknir:
- Há-afköst stimplunog mynda deyr
- Nákvæm skurðarverkfæri fyrir efni sem er erfitt-í-vinnsla
- Kalt útpressunarverkfæri og há-slit íhluti
PM há-hraðastál skilar nærri-slitþoli við karbíð með betri hörku og lægri kostnaði en fast karbíð. Þeir eru úrvalsvalkosturinn fyrir há-framsækinna stimplunarframleiðslu.
3. Hefðbundið-háhraðastál (HSS)
Áður en duftmálmvinnslutækni varð útbreidd voru hefðbundin-háhraða stál staðallinn fyrir hámarks hörku í verkfærum. Þeir eru áfram-hagkvæmasti kosturinn fyrir mörg krefjandi verkfræðiforrit.
hörkusvið:HRC 62–69 eftir einkunn
Hæstu einkunnir:
- M2 HSS:Mest notaða almenna-háhraðastálið-. Harðnar í HRC 64–66. Venjulegur vinnuhestur fyrir bora, fræsara og framleiðslustimplunarverkfæri.
- M42 HSS:Kóbalt-blandað úrvalsflokkur sem nær HRC 67–69 með framúrskarandi rauða hörku (getu til að halda hörku við háan hita). Notað fyrir-afkastamikil skurðarverkfæri og krefjandi mótunaraðgerðir.
Verkfræðiumsóknir:
- Venjuleg stimplun kýla og deyja
- Borar, endafræsar og skurðarverkfæri
- Sagarblöð og klippiblöð
4. Kalt-verkfærastál
Kalt-verkfærastál er burðarás almennrar málmstimplunar og mótunar. Þótt þau séu ekki alveg eins hörð og-hraðastál bjóða þau upp á frábært jafnvægi milli hörku, seiglu, slitþols og hagkvæmni.
hörkusvið:HRC 58–64
Hæstu einkunnir:
- D2 Verkfærastál:Algengasta kvef-vinnuflokkurinn í stimplunariðnaðinum. Harðnar að HRC 58–62 með mjög góðri slitþol þökk sé háu króm- og karbíðinnihaldi. Það er sjálfgefið val fyrir eyðslumót, mótunarmót og klippiblöð.
- A2 verkfærastál:Harðnar upp í HRC 60–62 með betri seigju en D2. Notað til að móta teygjur og verkfæri sem verða að standast flísar við höggálag.
- S7 Verkfærastál:Erfiðasta kvef-vinnuflokkurinn, notaður fyrir þungar högg.
Fyrir flestar venjulegar málmstimplun ogmálmplötusmíðiverkfæri, D2 verkfærastál skilar bestu samsetningu af frammistöðu og kostnaði.
5. Martensitic Ryðfrítt stál
Þegar bæði hörku og tæringarþols er krafist er martensitic ryðfrítt stál erfiðasti kosturinn. Ólíkt austenitic ryðfríu einkunnum eins og 304 og 316, er hægt að herða martensitic einkunnir verulega með hitameðferð.
hörkusvið:HRC 50–60
Hæstu einkunnir:
- 440C ryðfríu stáli:Erfiðasta almenna fáanlegu ryðfríu einkunnin. Nær HRC 58–60 þegar full harðnað. Notað fyrir há-hnífapör, legahluti og tæringarþolin-verkfæri.
- 420HC ryðfríu stáli:Breytt 420 gæða með hærra kolefni, harðnar í um það bil HRC 56–58. Býður upp á betri tæringarþol en 440C með aðeins minni hörku.
6. Króm – Harðasti hreini málmurinn
Meðal hreinna frummálma,króm (Cr)er erfiðast, með Vickers hörku upp á um það bil 1.000 HV í sinni hreinustu mynd. Hins vegar er hreint króm brothætt og sjaldan notað sem sjálfstæður verkfræðimálmur. Þess í stað er það nánast eingöngu notað sem málmblöndurefni - frægasta sem lykilefnið í ryðfríu stáli. Króm er einnig mikið notað fyrir harðkróm rafhúðun til að bæta hörðu, slitþolnu yfirborði á mýkri stálhluta.
The Hardness Trade-Slökkt: Hvers vegna erfiðara er ekki alltaf betra
Í verkfræði er nær aldrei ákjósanlegasta ákvörðunin að velja erfiðasta málminn sem völ er á.
Hörku fylgir óumflýjanlegum-viðskiptum:
- Harka vs hörku:Þegar hörku eykst minnkar höggseignin næstum alltaf. Harðustu málmarnir eru brothættir og geta brotnað, sprungið eða brotnað við höggálag. Fyrir áhrifaforrit - eins oglyftara gafflar, hamarverkfæri ogburðarvirki sviga- örlítið mýkri, harðari einkunn er öruggari og varanlegri til lengri tíma litið.
- hörku vs vélhæfni:Harðari málma er mun erfiðara að skera, bora, mala og mala. Þau slitna hratt á skurðarverkfærum og þurfa hægari vinnsluhraða. Mjög hörð efni verður oft að vinna í mjúku glæðu ástandi og síðan hita-meðhöndla á eftir.
- Harka vs kostnaður:Hágæða hörð efni eins og wolframkarbíð og PM háhraðastál- eru umtalsvert dýrari en venjulegt verkfærastál. Verkfærakostnaður, vinnslukostnaður og brotahlutfall hækkar með hörku.
- Harka vs suðuhæfni:Flest mjög hörð stál er erfitt eða ómögulegt að suða á áreiðanlegan hátt án þess að sprunga og mýkjast. Byggingarforrit sem krefjast suðu nota venjulega lægri-hörku, suðuhæfar einkunnir.
Góð verkfræðihönnun velur harðasta efnið sem uppfyllir samt kröfur um hörku, kostnað og framleiðni - ekki harðasta efnið sem til er.
Harðir málmar í málmstimplun og iðnaðarframleiðslu
Í-til-daglegri málmframleiðslu gegna harðir málmar tvö mismunandi hlutverk: þeir eru notaðir til að búa til verkfærin og þeir eru stundum notaðir sem hlutaefnið sjálft.
Harðir málmar fyrir stimplunarverkfæri
Teygjurnar og höggin sem móta málmplötuhlutana eru þar sem harðir málmar skila mestum verðmætum.
Lengri-matur dregur úr tíma í miðbæ, lækkar-hluta verkfærakostnaðar og viðheldur þrengri vikmörkum yfir lengri framleiðslutíma.
- Staðlað framleiðslutæki:D2 kalt-verkfærastál er iðnaðarstaðall fyrir flestar stimplunar. Það skilar góðu slitlífi á sanngjörnum kostnaði.
- Hátt-magn framsækið deyja:M2 eða M42 háhraða-stálkýla og -deyja eru notuð fyrir mikið-magnlitlir nákvæmnishlutareins og rafmagnstenglar.
- Ofur-mikil-framleiðsla:Volframkarbíð innlegg eru notuð fyrir hæstu-slitstöðvarnar í framsæknum mótum, þar sem milljónir hluta verða að vera framleiddar á milli verkfæraskipta.
KlJoyear Metalwork, verkfæradeild okkar-húss smíðar og viðheldur stimplunarmótum með hágæða D2 og M2 verkfærastáli, með karbítuppfærslum í boði fyrir mikið-magn framleiðslu. Þetta tryggir stöðuga víddarnákvæmni og langan líftíma verkfæra okkarkoparblendi nákvæmnisstimplunarhlutar, 72 tommu ryðfríu stáli píanó lamir, og aðrar vörur í miklu-magni. Okkarfrumgerð málmstimplunarþjónustan notar einnig fínstillt verkfærastál til að halda jafnvægi á hraða, kostnaði og gæðum fyrir hönnunarstaðfestingu með litlum-magni.
Harðir málmar fyrir fullbúna íhluti
Þó að verkfæri noti hörðustu málma, þurfa flestir fullunnar stimplaðir og tilbúnir hlutar ekki hámarks hörku. Þess í stað nota þeir efni sem eru valin með tilliti til styrkleika, tæringarþols, mótunarhæfni eða leiðni.
- Byggingar- og efnismeðferðaríhlutir:Hár-styrkur lágt-blendi stál jafnvægi á hörku, hörku og suðuhæfni. Okkarlyftara gafflarog efnismeðferðarviðhengi, til dæmis, eru framleidd úr há-styrktu álstáli sem er hannað til að mætaISO 2330ogANSI/ITSDF B56.11.4öryggisstaðla. Þessi efni eru nógu hörð til að standast slit en nógu sterk til að taka á sig höggálag á öruggan hátt.
- Tæringarþolinn-vélbúnaður:Ryðfrítt stál 304 og 316 eru valin fyrir tæringarþol frekar en hámarks hörku. Okkarlangar málm lamirog píanólamir eru nákvæmni-mynduð úr þessum flokkum fyrir áreiðanlega-frammistöðu í iðnaðarumhverfi.
- Rafmagns íhlutir:Kopar og kopar málmblöndur eru valdar fyrir leiðni og mótun, ekki hörku.
Af hverju í samstarfi við Joyear Metalwork?
Hvort verkefnið þitt krefstnákvæmar-stimplaðir koparskautar, tæringarþolnar-lár úr ryðfríu stáli, eða þunga-byggingarhluta, vinna með reyndum framleiðanda tryggir rétt efnis- og verkfæraval fyrir hvert forrit.
Joyear Metalworker ISO 9001:2015 og ISO 14001:2004 vottaður málmstimplunar- og málmplötuframleiðandi stofnað árið 2008. 5,{6}} fermetra framleiðslustöðin okkar hefur meira en 300 hæfa sérfræðinga í vinnu og þjónar OEM, búnaðarframleiðendum og iðnaðarsölum um allan heim.
Kjarnahæfileikar okkar eru:
- Mikið-magn framsækið stimplun með úrvals verkfærastáli og karbítverkfærum
- Nákvæmar stimplunarhlutar úr koparblendi fyrir rafeindatækni og rafmagnsnotkun
- Ryðfrítt stál píanó lamirog langar málmlamir fyrir iðnaðarbúnað
- Þungir-lyftara gafflarog efnismeðferðaríhlutir byggðir samkvæmt alþjóðlegum öryggisstöðlum
- Frumgerð málmstimplunar og fullur framleiðslustuðningur
- Fullkomin-verkfærahönnun, aukaaðgerðir og gæðatrygging
Verkfræðiteymi okkar vinnur náið með öllum viðskiptavinum á hönnunarstigi til að mæla með bestu efnum - bæði fyrir fullbúna hluta og fyrir framleiðsluverkfæri - til að halda jafnvægi á frammistöðu, endingu og heildarkostnaði.
Til að kanna allt úrval okkar af stimplunar- og framleiðslugetu skaltu heimsækja Joyear Metalwork:https://www.joyearmetalwork.com/eða hafðu samband við tækniteymi okkar til að ræða verkefniskröfur þínar.
Algengar spurningar
Sp.: Hver er harðasti málmur sem notaður er í verkfræði?
- A: Meðal hagnýtra verkfræðilegra efna er sementað wolframkarbíð erfiðasta og mest notaða málm-verkfæraefnið. Meðal allra-stálflokka nær duftmálmvinnslu há-hraðastál hæstu hörku. D2 og M2 verkfærastál eru algengustu harðmálmarnir í daglegri iðnaðarnotkun.
Sp.: Er títan harðasti málmurinn?
- Svar: Nei. Títan er metið fyrir framúrskarandi styrk-til-þyngdarhlutfalls og tæringarþol, en það er ekki sérstaklega erfitt. Hreint títan er tiltölulega mjúkt og jafnvel há-títan málmblöndur toppa í kringum HRC 36–44 - miklu mýkra en verkfærastál.
Sp.: Hver er harðasta stálflokkurinn?
- Svar: Erfiðustu stálflokkarnir sem fást í verslun eru háhraðastál úr duftmálmvinnslu eins og ASP 2060 og Vanadis 10, sem getur farið yfir HRC 68–70. Meðal hefðbundinna stála nær M42 háhraða stáli u.þ.b. HRC 67–69.
Sp.: Af hverju eru hörðustu málmarnir ekki notaðir í allt?
- A: Harðustu málmarnir eru brothættir, dýrir, erfiðir í vinnslu og viðkvæmir fyrir höggi. Flest verkfræðiforrit krefjast jafnvægis milli hörku, seiglu og kostnaðar. Ákjósanlegasta efnið er það mjúkasta sem uppfyllir samt allar kröfur um frammistöðu og endingu.
Sp.: Hvaða málmar eru notaðir til að stimpla deyjur?
- A: Flestir venjulegir stimplar eru gerðar úr D2 köldu-verkfærastáli. Fyrir meira-magn framleiðslu er M2 há-hraðastál notað. Fyrir mesta-slitanotkun eru wolframkarbíðinnskot sett upp á mikilvægum deyjastöðvum.
Lokahugsanir
Þegar það kemur að hörðustu málmum sem notaður er í verkfræði, er sementað wolframkarbíð efst á hagnýtu iðnaðarsviðinu, á eftir koma duftmálmvinnslu há-hraðastál, hefðbundið há-hraðastál og kalt-verkfærastál. Meðal hreinna frummálma er króm erfiðast, en það er sjaldan notað eitt og sér.
Í alvöru verkfræðistarfi er „besti“ harði málmurinn hins vegar aldrei einfaldlega sá erfiðasti. Hæfnt efnisval kemur í jafnvægi milli hörku og seiglu, vinnsluhæfni, kostnaðar og notkunar-sértækum kröfum. Hvort sem þú ert að velja verkfærastál fyrir framleiðslumót eða að velja hlutaefni fyrir burðarhluta, tryggir að vinna með reyndum framleiðsluaðila að þú fáir ákjósanlegt jafnvægi milli frammistöðu og verðmæti.
