2025-11-No1-扣件技術新訊

余征諴博士 / 國立高雄科技大學 鍛造輥軋工程研究中心

各位【台灣扣件產業服務雲】會員先進們大家好，與您分享本期 #扣件技術新訊 (2025-11-No-1)：

#技術主題 : #冷作工具鋼 AISI D2 循環深冷處理技術

AISI D2 為一種冷作工具鋼，具備良好的耐磨耗性與高硬度，適用於製作需承受高磨耗、高壓力的沖壓、鍛造、輥軋之模具與工具，並可利用熱處理改善其整體機械性能。

Yarasu 等人[1]針對 AISI D2 冷作模具鋼，比較傳統熱處理、標準與循環深冷處理後的機械性質，包括：

(1) 傳統熱處理 CHT (Conventional Heat Treatment)：雙重回火(570°C，2 小時)。

(2) 深冷處理 DCT24 (Deep Cryogenic Treatment)：液態氮中 (-196°C) 冷卻 24 小時後再雙重回火。

(3) 週期性深冷處理 CDCT2／CDCT5／CDCT10 (Cyclic Deep Cryogenic Treatment)：分別進行 2、5、10 次冷卻-加熱循環，每次皆降至 −196°C，並雙重回火。

從實驗結果知，週期性深冷處理，CDCT2 ( 2 次冷卻－加熱循環) 能顯著提升斷裂韌性(提升達 68%)、具有更細緻的回火麻田散體組織，且殘留應力亦明顯降低。整體結果指出 CDCT 相較於傳統 DCT，不僅處理時間縮短，更能有效提升材料性能，具工業應用價值。

詳細研究結果包括：

1.硬度：
(1) 宏觀硬度 (HRC)：差異不大，介於 47.5 - 48 HRC。
(2) 微觀硬度 (HV)：傳統熱處理 523 HV、深冷處理 554 HV、循環深冷處理介於 539-559 HV。

2.殘留應力：
(1) 傳統熱處理：表面高張應力(360 MPa)。
(2) 深冷 DCT24 及 循環深冷處理 CDCT5／CDCT10：顯著降低張應力(155 MPa)。
(3) 循環深冷處理 CDCT2：表面轉為壓應力(−65 MPa)，有利於抑制裂縫擴展，提升韌性。

應用該技術，可協助產業透過『冷作工具鋼 AISI D2 循環深冷處理技術』，建立『模具材料熱處理技術』之技術能量及相關研究開發之參考資料。

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#參考資料：

[1] Yarasu, V., Podgornik, B., Batic, B. S., Sedlacek, M., Donik, Č., & Ruiz-Zepeda, F. (2025). Microstructure and mechanical performance of AISI D2 tool steel after standard and modified deep cryogenic treatment. Materialia, 41, 102433., https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2589152925001012

[2] 台灣扣件產業服務雲, 扣件技術新訊, Vol. 2025-11-No1, 冷作工具鋼 AISI D2 循環深冷處理技術, https://www.tw-fastener.com/tfsc/knowledge/BLP_d73bb8e4-3a96-4b8d-9c38-94d1987f0318

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Tag: #Fastener, #Die, #HeatTreatment, #Material, #Screw.

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