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工具鋼 D2

高炭素・高クロム工具鋼であり、複雑な形状と高い寸法精度を必要とする耐摩耗性の金型、模具、切削工具の積層製造に最適です。

D2 3D プリンティング材料の概要

工具鋼 D2は、優れた硬度、耐摩耗性、寸法安定性で知られる高炭素・高クロム合金です。高負荷かつ磨耗環境で使用される切削工具、金型、模具の製造に理想的です。D2 3D プリンティングを通じて、高精度で複雑かつ耐久性のある工具部品を生産でき、自動車、航空宇宙、産業製造分野全体で性能向上と材料効率化を実現します。

D2 同等規格表

国/地域

規格

等級または呼称

別名

米国

ASTM

D2

工具鋼 D2, DIN 1.2379

UNS

Unified

T30402

-

ISO

International

1.2379

X155CrMoV12

中国

GB/T

Cr12MoV

Cr12MoV

ドイツ

DIN/W.Nr.

1.2379

-

D2 包括的特性表

カテゴリ

特性

物理的特性

密度

7.85 g/cm³

融点

1425°C

熱伝導率 (100°C)

25.0 W/(m·K)

電気抵抗率

60 µΩ·cm

化学組成 (%)

炭素 (C)

1.50–1.60

クロム (Cr)

11.0–13.0

モリブデン (Mo)

0.70–1.20

バナジウム (V)

0.90–1.20

鉄 (Fe)

残部

機械的特性

引張強さ

1080 MPa

降伏強さ (0.2%)

850 MPa

破断伸び

12%

硬度 (HRC)

55–62 HRC

弾性係数

210 GPa

D2 の 3D プリンティング技術

工具鋼 D2 は、選択的レーザー溶融 (SLM)直接金属レーザー焼結 (DMLS)電子ビーム溶融 (EBM) などの技術を用いて 3D プリンティングが可能です。これらの方法は、工具用途に適した高精度、優れた表面仕上げ、卓越した機械的特性を保証します。

適用可能プロセス表

技術

精度

表面品質

機械的特性

適用性

SLM

±0.05–0.1 mm

優れている

優れている

工具、金型、切削工具

DMLS

±0.05–0.1 mm

非常に良い

優れている

航空宇宙、自動車部品

EBM

±0.1–0.3 mm

良い

優れている

複雑な工具、金型

D2 3D プリンティングプロセス選定原則

SLMは、高精度の工具部品に理想的であり、優れた部品密度(>99%)と均一な機械的特性を実現し、工具用途における卓越した耐摩耗性を保証します。DMLSにより、複雑な形状、内部ラティス構造、部品の統合が可能となり、工具寿命の延長と生産環境における材料廃棄物の削減を実現します。EBMは、大型で靭性の高い工具部品の製造に理想的であり、動作中の温度変化に対するより高い許容度を持つ優れた機械的特性を提供します。

D2 3D プリンティングの主要な課題と解決策

残留応力と反りは、工具鋼 D2 の印刷において一般的な課題です。これらの応力を緩和し寸法安定性を確保するため、1100–1150°C での後処理熱処理が不可欠です。特に滑らかな仕上げと精密な形状が要求される工具用途では、最終的な公差と表面仕上げを達成するためにCNC 加工がしばしば必要となります。もう一つの課題は、D2 の比較的高い硬度であり、これが電解研磨などの後処理を困難にする可能性があります。精密な加工や研摩仕上げ技術を活用することで、この問題に対処できます。不動態化処理は、特に化学薬品や高摩耗環境で使用される工具において、耐食性を向上させるためにしばしば適用されます。

D2 3D 印刷部品の典型的な後処理

1100–1150°C での焼鈍熱処理は、硬度を回復させ、応力を緩和し、寸法精度を確保するものであり、工具性能を維持するために不可欠です。CNC 加工は、精密な用途で使用される工具部品にとって重要な切削刃、穴の特徴、鋭い形状に対して高い公差を実現します。電解研磨は、表面の平滑性を高め、欠陥を除去するために使用され、特に磨耗性材料と接触する工具部品の清潔性と耐食性を確保します。不動態化処理は、安定した酸化皮膜を形成することで耐食性を向上させ、高温または化学物質に曝される環境下でも D2 工具が良好に機能することを保証します。

業界應用シナリオと事例

D2 は以下の分野で広く使用されています:

  • 工具: 耐摩耗性が不可欠な自動車、航空宇宙、製造業界におけるパンチ、金型、切削工具。

  • 金型: 高い硬度と靭性を必要とする射出成形金型、押出ダイ、プレス金型。

  • 加工: 高い耐摩耗性を伴う高精度用途で使用されるエンドミル、ドリル、その他の切削工具。自動車業界の事例研究では、従来の製造方法による金型と比較して、30% 優れた耐久性と工具寿命の延長を示した D2 3D 印刷金型が紹介されました。

よくある質問 (FAQs)

  1. 熱処理後の 3D 印刷された D2 工具鋼で達成可能な最大硬度是多少ですか?

  2. D2 工具鋼の 3D 印刷部品は、大量生産のプレス加工用途において従来の CNC 加工された金型を置き換えることができますか?

  3. D2 部品の性能と寸法精度を向上させるための理想的な後処理工程は何ですか?

  4. コストまたはリードタイムの観点から、どの業界が D2 3D プリンティングから最も恩恵を受けますか?

  5. D2 は、耐摩耗性と長サイクル耐久性を必要とする射出成形金型の用途に適していますか?

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