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Lufthärtender A4-Werkzeugstahl: Eigenschaften, Wärmebehandlung, Verwendung
- John
A4-Werkzeugstahl ist für seine hervorragende Dimensionsstabilität und mäßige Verschleißfestigkeit bekannt, was ihn ideal für hochpräzise Anwendungen wie Formen, Stanzen und Schneidwerkzeuge macht. Die SteelPro Group bietet maßgeschneiderte A4-Lösungen und stellt in diesem Artikel seine wichtigsten Eigenschaften, Wärmebehandlung und vielfältigen Verwendungsmöglichkeiten vor, um Ihnen zu helfen.
Was ist A4-Werkzeugstahl?
A4-Werkzeugstahl ist ein lufthärtender, mittellegierter Kaltarbeitsstahl, der unter UNS T30104 klassifiziert ist und den Normen ASTM A681 und FED QQ-T-570 entspricht. Es handelt sich um eine Legierung mit hohem Kohlenstoff-, Mangan-, Chrom- und Molybdängehalt, die während der Wärmebehandlung eine hervorragende Dimensionsstabilität bietet. Er eignet sich für eine breite Palette von Anwendungen wie Stempel, Matrizen, Formen und Schneidwerkzeuge.
A4-Werkzeugstahl wird normalerweise in geglühtem Zustand mit einer Härte von weniger als 250 HB geliefert und kann nach dem Ölhärten und Anlassen auf 28-34 HRc gehärtet werden. Unser A4-Werkzeugstahl ist in verschiedenen Formen erhältlich, beispielsweise als Rundstäbe, Flachstäbe, Platten, Sechskantstäbe und Vierkantblöcke. Wir bieten auch Sondergrößen und präzisionsgeschliffene Stäbe an, um genaue Toleranzstandards einzuhalten.
Chemische Zusammensetzung von A4-Werkzeugstahl
A4-Werkzeugstahl hat eine ausgewogene Zusammensetzung mit erheblichen Mengen an Kohlenstoff, Chrom und Molybdän, die seine Härte und Verschleißfestigkeit verbessern. Die folgende Tabelle fasst seine chemische Zusammensetzung zusammen.
| Element | Zusammensetzung (%) |
| Kohlenstoff (C) | 0.95 – 1.05 |
| Chrom (Cr) | 0.90 – 2.2 |
| Eisen (Fe) | 92.6 – 95.4 |
| Mangan (Mn) | 1.8 – 2.2 |
| Molybdän (Mo) | 0.90 – 1.4 |
| Phosphor (P) | ≤ 0.030 |
| Silizium (Si) | ≤ 0.50 |
| Schwefel (S) | ≤ 0.030 |
Kohlenstoff erhöht die Härte, während Chrom die Korrosionsbeständigkeit verbessert und die Verschleißeigenschaften verbessert. Molybdän steigert die Festigkeit bei erhöhten Temperaturen, während Mangan die Zähigkeit steigert.
Mechanische Eigenschaften von A4-Werkzeugstahl
A4-Werkzeugstahl zeichnet sich durch hohe Härte, Steifheit und Stabilität aus und gewährleistet so eine hohe Verschleißfestigkeit und Leistung unter Belastung. Die folgende Tabelle fasst die wichtigsten mechanischen Eigenschaften zusammen.
| Eigentum | Metrisch | Kaiserlich |
| Härte (HRC) | 63 | 63 |
| Bearbeitbarkeit | 65% | 65% |
| Kompressionsmodul | 160 GPa | 23.200 ksi |
| Schermodul | 80,0 GPa | 11.600 ksi |
| Elastischer Modul | 190 - 210 GPa | 27.557 – 30.457 ksi |
| Poissonzahl | 0.27 – 0.30 | 0.27 – 0.30 |
Physikalische Eigenschaften von A4-Werkzeugstahl
Die hohe Dichte von A4-Werkzeugstahl erhöht die Haltbarkeit, während seine thermischen und mechanischen Eigenschaften eine zuverlässige Leistung bei unterschiedlichen Temperaturen gewährleisten. Die folgende Tabelle bietet zu Ihrer Information einen Überblick über die wichtigsten physikalischen Eigenschaften.
| Eigentum | Metrisch | Kaiserlich |
| Dichte | 8,03 g/cm³ | 0,290 lb/in³ |
| Wärmeleitfähigkeit | 27,3 W/m²K | 18,8 BTU·Zoll/Std.·ft²·°F |
| Wärmeausdehnungskoeffizient (20–100°C) | 11,2 × 10⁻⁶ /°C | 6,2 × 10⁻⁶ /°F |
| Spezifische Wärmekapazität | 460 J/kg-K | 0,110 BTU/lb-°F |
| Schmelzpunkt | 1.400 °C | 2.552 °F |
Herstellung und Wärmebehandlung von A4-Werkzeugstahl
Schmieden
Um A4-Werkzeugstahl zu schmieden, sollte er allmählich und gleichmäßig auf einen Bereich von 1.100–1.200 °C (2.012–2.192 °F) erhitzt werden. Nach dem Schmiedevorgang muss der Stahl kontrolliert abkühlen, um Risse durch Thermoschock zu vermeiden. Da A4-Werkzeugstahl eine relativ hohe thermische Festigkeit aufweist, sollte das anfängliche Hämmern leicht sein, um übermäßige Spannungen zu vermeiden, die zu Verformungen oder Rissen führen könnten.
Glühen
A4-Werkzeugstahl sollte mit einer kontrollierten Rate von 200 °C (392 °F) pro Stunde erhitzt werden, bis er die Glühtemperatur von 750–780 °C (1.382–1.436 °F) erreicht. Halten Sie den Stahl pro 25,4 mm (1 Zoll) Dicke 1 Stunde lang auf dieser Temperatur.
Nach Erreichen der erforderlichen Haltezeit sollte der Stahl im Ofen langsam abgekühlt werden, um Härte und innere Spannungen abzubauen und eine Härte von etwa 255–293 HB (Brinell) zu erreichen.
Aushärtung
Vorwärmen ist beim Härten von A4-Werkzeugstahl erforderlich, um einen Thermoschock zu verhindern und Verformungen zu minimieren. Heizen Sie den Stahl auf eine Temperatur von 700–800 °C (1.292–1.472 °F) vor, bevor Sie mit dem Austenitisieren fortfahren.
Austenitisierung sollte bei 1.000–1.050 °C (1.832–1.922 °F) durchgeführt werden, wobei die Temperatur für jeweils 25,4 mm (1 Zoll) Dicke 1 Stunde lang gehalten werden muss. Nach Erreichen der Austenitisierungstemperatur ist der Stahl zum Abschrecken bereit.
Für AbschreckenA4-Werkzeugstahl kann je nach gewünschter Härte und Anwendung mit Öl oder Luft gekühlt werden. Für eine optimale Härte sollte das Abschrecken in einem Temperaturbereich von 1.000–1.050 °C (1.832–1.922 °F) erfolgen.
Anlassen
Das Anlassen von A4-Werkzeugstahl sollte bei Temperaturen zwischen 550 und 650 °C (1.022–1.202 °F) durchgeführt werden. Nach dem gleichmäßigen Einweichen erhitzen Sie den Stahl für jede Dicke von 25,4 mm (1 Zoll) auf die Zieltemperatur und halten Sie diese mindestens 1 Stunde lang.
Durch Anlassen wird die Sprödigkeit verringert und die Zähigkeit verbessert. Nach dem Anlassen sollte der Stahl je nach den spezifischen Anwendungsanforderungen eine Härte zwischen 40 und 45 HRC erreichen. Die folgende Tabelle zeigt die Härtewerte bei verschiedenen Anlasstemperaturen beim Abschrecken an Luft.
| Temperatur (°C) | Temperatur (°F) | Härte (HRC) |
| 150°C | 302°F | 61 |
| 205°C | 401°F | 60 |
| 260°C | 500°F | 59 |
| 315°C | 599°F | 58 |
| 370°C | 698°F | 57 |
| 425°C | 797°F | 56 |
| 480°C | 896°F | 54 |
| 540°C | 1004°F | 53 |
| 595°C | 1103°F | 50 |
| 650°C | 1202°F | 40 |
Produktformen aus A4-Werkzeugstahl
A4-Werkzeugstahl ist in verschiedenen Formen erhältlich. Die SteelPro Group bietet maßgeschneiderte Größen und hochwertige Materialien. Für Anforderungen außerhalb der Standardbereiche bieten wir maßgeschneiderte Lösungen. Die folgende Tabelle zeigt die typischen Formen und Größen von A4-Werkzeugstahl.
| Produktform | Typischer Größenbereich | Anmeldung |
| Kaltgezogene Stangen | 10 mm bis 100 mm (0,4 Zoll bis 4 Zoll) Durchmesser | Präzisionsbearbeitung von Messgeräten, Matrizen und kleinen Werkzeugteilen |
| Warmgewalzte Stangen | 20 mm bis 150 mm (0,8 Zoll bis 6 Zoll) Durchmesser | Große Werkzeuganwendungen, einschließlich Matrizen und Stempel |
| Platten | 20 mm bis 150 mm (0,8 Zoll bis 6 Zoll) Dicke, 100 mm bis 500 mm (4 Zoll bis 20 Zoll) Breite | Große, flache Matrizen, Schneidwerkzeuge und Formen |
| Flache Stäbe | 10 mm bis 100 mm (0,4 Zoll bis 4 Zoll) Dicke, 50 mm bis 300 mm (2 Zoll bis 12 Zoll) Breite | Kleine Matrizen, Messgeräte und Werkzeuganwendungen |
| Benutzerdefinierte Formulare | Auf Kundenwunsch zugeschnitten | Spezielle Werkzeuge, Matrizen und Teile, die kundenspezifische Abmessungen erfordern |
Anwendungen für A4-Werkzeugstahl
A4-Werkzeugstahl vereint gute Zähigkeit, mäßige Verschleißfestigkeit und hervorragende Dimensionsstabilität während der Wärmebehandlung. Seine hohe Dimensionsstabilität macht ihn ideal für Anwendungen, die hohe Präzision und Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Beanspruchung erfordern, insbesondere bei Werkzeugen, die mäßigen Belastungen und Verschleißbedingungen ausgesetzt sind.
Stempel und Matrizen:
Wird für Stanz-, Loch- und Umformvorgänge verwendet, einschließlich Stanzformen, Schneidstempeln und Trimmwerkzeugen in Branchen wie der Metallverarbeitung und der Automobilindustrie.
Schneidwerkzeuge:
Hergestellt in Scherklingen, Messern und Rollschneidern, typischerweise verwendet für Anwendungen mit mäßigem Verschleiß in Branchen wie der Blechverarbeitung, dem Recycling und der Kunststoffindustrie.
Formen:
Wird bei der Herstellung von Formen für Kunststoffspritzguss, Druckguss und Formpressen angewendet, einschließlich Formen für Autoteile, Elektronikgehäuse und medizinische Geräte.
Messgeräte und Vorrichtungen:
Wird für Präzisionsmesswerkzeuge und -vorrichtungen wie Kalibriermessgeräte, Prüfvorrichtungen und Qualitätskontrollwerkzeuge in der Fertigung sowie in der Luft- und Raumfahrtbranche verwendet.
Kleine Maschinenbauteile:
Wird für Maschinenbauteile wie Buchsen, Hülsen und Verschleißplatten verwendet, die häufig in Industriemaschinen und -geräten zu finden sind, bei denen Verschleißfestigkeit und Maßstabilität erforderlich sind.
Werkzeuge für Kunststoff-Spritzguss:
Wird zur Herstellung von Formen, Einsätzen und Werkzeugen für Kunststoff-Spritzgussanwendungen verwendet, einschließlich Werkzeugen für Konsumgüter, Elektronik und Autoteile.
Umformwerkzeuge:
Wird zur Herstellung von Formwerkzeugen wie Extrusionsmatrizen, Biegewerkzeugen und Schmiedematrizen verwendet, typischerweise in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt- und Schwermaschinenindustrie.
Präzisionslösungen für jeden A4-Bedarf
Bei SteelPro Group bieten wir A4-Werkzeugstahl in verschiedenen Formen an – kaltgezogene Stangen, warmgewalzte Stangen, Platten und Sondergrößen – maßgeschneidert nach Ihren genauen Vorgaben. Unsere präzisionsgeschliffenen Stangen und strengen Toleranzstandards gewährleisten höchste Qualität für Ihre Werkzeuganwendungen. Wir bieten auch andere Werkzeugstahlprodukte an, wie T1 und H13 Stahl.
Von der Materialauswahl bis zur Wärmebehandlungsberatung konzentrieren wir uns darauf, Zuverlässigkeit und Effizienz für Ihre Projekte zu liefern. Ihr Erfolg ist unsere Priorität.
