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ASTM A6 Werkzeugstahl: Eigenschaften, Wärmebehandlung und Verwendung
- John
A6-Werkzeugstahl eignet sich hervorragend für Anwendungen, die Präzision, Zähigkeit und Maßhaltigkeit erfordern. Er wird häufig für Stanzformen, Formwerkzeuge und Gussformen verwendet. Dieser Artikel befasst sich eingehend mit seinen Eigenschaften, seiner Wärmebehandlung und seinen vielfältigen Anwendungen, um zu zeigen, warum A6 eine vertrauenswürdige Wahl ist.
Was ist A6-Werkzeugstahl?
A6-Werkzeugstahl ist ein mittellegierter, lufthärtender Kaltarbeitsstahl, der für seine Maßhaltigkeit, Zähigkeit und mäßige Verschleißfestigkeit bekannt ist. A6 wird für Stanzformen, Formwerkzeuge und Kunststoffformen verwendet, bei denen Präzision und thermische Ermüdungsbeständigkeit entscheidend sind. Gehärteter A6 erreicht 61-62 HRC und ist zäher als verschleißfeste Legierungen wie D2.
SteelPro Group liefert A6-Werkzeugstahl, der UNS T30106 entspricht und den ASTM A681-Standards entspricht. Zu den üblichen Formen gehören Rundstäbe, Flachstäbe und Platten aus A6-Werkzeugstahl.
Chemische Zusammensetzung von A6-Werkzeugstahl
A6-Werkzeugstahl kombiniert moderaten Kohlenstoff (C) für Härte mit Chrom (Cr) und Molybdän (Mo) für Festigkeit und Hitzebeständigkeit. Mangan (Mn) verleiht Zähigkeit, während niedriger Phosphor- (P) und Schwefelgehalt (S) für Sauberkeit sorgen.
Die chemische Zusammensetzung ist in der folgenden Tabelle aufgeführt.
| Element | Zusammensetzung (%) |
| Kohlenstoff (C) | 0.65 – 0.75 |
| Chrom (Cr) | 1.05 |
| Eisen (Fe) | 94, als Bilanz |
| Mangan (Mn) | 2.15 |
| Molybdän (Mo) | 1.05 |
| Phosphor (P) | ≤ 0.030 |
| Silizium (Si) | ≤ 0.50 |
| Schwefel (S) | ≤ 0.030 |
Mechanische Eigenschaften von A6-Werkzeugstahl
A6-Werkzeugstahl weist eine hohe Härte und Verschleißfestigkeit auf, gepaart mit guter Zähigkeit und mäßiger Bearbeitbarkeit, was ihn ideal für Anwendungen macht, bei denen Haltbarkeit und Präzision erforderlich sind.
In der nachfolgenden Tabelle sind die spezifischen mechanischen Eigenschaften als Referenz aufgeführt.
| Eigentum | Wert (metrisch) | Wert (Imperial) |
| Härte (Rockwell C) | 61 – 62 | 61 – 62 |
| Elastischer Modul | 200 GPa | 29000 ksi |
| Kompressionsmodul | 160 GPa | 23.200 ksi |
| Schermodul | 77,0 GPa | 11200 ksi |
| Poissonzahl | 0.3 | 0.3 |
| Bearbeitbarkeit | 65 % | 65 % |
- Die Bearbeitbarkeit basiert auf Kohlenstoff-Werkzeugstahl.
- Der Schermodul wird aus dem Elastizitätsmodul geschätzt.
Physikalische Eigenschaften von A6-Werkzeugstahl
A6-Werkzeugstahl zeichnet sich durch eine hohe Dichte, hervorragende Wärmeleitfähigkeit und einen stabilen Wärmeausdehnungskoeffizienten aus, wodurch Maßhaltigkeit bei unterschiedlichen Temperaturen gewährleistet wird. Seine spezifische Wärme und sein elektrischer Widerstand tragen weiter zu seiner Eignung für Hochleistungs-Industrieanwendungen bei.
Die wichtigsten physikalischen Eigenschaften sind zur Referenz in der folgenden Tabelle zusammengefasst.
| Eigentum | Wert (metrisch) | Wert (Imperial) |
| Dichte | 7,83 g/cm³ | 0,283 lb/in³ |
| Spezifisches Gewicht | 7.83 | 7.83 |
| Elastizitätsmodul | 207 GPa | 30 x 10³ ksi |
| Wärmeausdehnungskoeffizient | 11,5 x 10⁻⁶ /°C (20-100°C) | 6,39 x 10⁻⁶ /°F (68-212°F) |
| Wärmeleitfähigkeit | 24,9 W/m-K | 172,7 BTU·Zoll/Fuß²·h·°F |
| Spezifische Wärmekapazität | 460 J/kg-K | 0,11 BTU/lb-°F |
| Elektrischer spezifischer Widerstand | 0,00065 Ω·cm | 25,6 μΩ·Zoll |
- Die angegebenen Werte sind typisch für A6-Werkzeugstahl und können aufgrund spezifischer Verarbeitungs- und Behandlungsbedingungen variieren.
Herstellung und Wärmebehandlung von A6-Werkzeugstahl
Durch die Wärmebehandlung werden die Härte, Zähigkeit und Stabilität von A6-Werkzeugstahl für anspruchsvolle Anwendungen wie Präzisionswerkzeuge und verschleißfeste Komponenten angepasst.
Bei SteelPro Group liefern wir A6-Werkzeugstahl in geglühtem, vorgehärtetem oder vollständig behandeltem Zustand, um Ihren spezifischen Anforderungen gerecht zu werden. Nachfolgend finden Sie eine detaillierte Anleitung zum Wärmebehandlungsprozess.
Schmieden
A6-Werkzeugstahl sollte bei einer Temperatur zwischen 900 und 1150 °C (1650 und 2100 °F) geschmiedet werden. Nach dem Schmieden ist ein Glühen erforderlich, da beim Schmieden innere Spannungen und unregelmäßige Kornstrukturen entstehen, die die mechanischen Eigenschaften beeinträchtigen können.
Glühen
Nach der Warmbearbeitung oder vor dem erneuten Härten ist ein Glühen erforderlich, um die Duktilität wiederherzustellen und die Bearbeitbarkeit zu optimieren. Die Härte nach diesem Prozess liegt normalerweise zwischen 197 und 229 HB.
Die Temperatur sollte bei 800–850 °C (1475–1560 °F) gehalten werden. Sobald die Zieltemperatur erreicht ist, lassen Sie den Stahl 1 Stunde pro 25,4 mm (1 Zoll) Dicke einweichen, um sicherzustellen, dass Kern und Oberfläche gleichmäßige Bedingungen erreichen. Nach dem Einweichen kühlen Sie den Stahl in einem Ofen mit einer kontrollierten Rate von 15–20 °C (27–36 °F) pro Stunde ab, bis er ungefähr 650 °C (1200 °F) erreicht. Lassen Sie den Stahl ab diesem Zeitpunkt an der Luft auf Raumtemperatur abkühlen.
Aushärtung
- Austenitisierung
Erhitzen Sie den Stahl auf 815–870 °C (1500–1600 °F). Halten Sie den Stahl 30 Minuten pro 25,4 mm (1 Zoll) Dicke auf dieser Temperatur, um eine gründliche Umwandlung sicherzustellen.
- Abschrecken
Dünne Abschnitte (<25,4 mm oder 1 Zoll) sollten bei etwa 800 °C (1475 °F) luftgehärtet werden. Dickere Abschnitte (≥25,4 mm oder 1 Zoll) können eine Ölabschreckung ab 815-870 °C (1500-1600 °F) erfordern, um ausreichende Abkühlungsraten zu erzielen. Die Wahl des Abschreckmediums hilft, Rissbildung zu verhindern und gleichzeitig eine ausreichende Härte zu erreichen.
Anlassen
Das Anlassen erfolgt unmittelbar nach dem Abschrecken, um die Sprödigkeit zu verringern und die Zähigkeit zu verbessern. Der Stahl sollte auf die gewünschte Anlasstemperatur erhitzt und pro 25,4 mm (1 Zoll) Dicke 1 Stunde lang gehalten werden.
Der optimale Anlassbereich zum Ausgleich von Härte und Zähigkeit liegt bei 150-315 °C (300-600 °F). Dieser Bereich ist für die meisten Anwendungen geeignet, die mäßige Zähigkeit und Verschleißfestigkeit erfordern. Für Anwendungen, die eine höhere Zähigkeit erfordern, kann ein Anlassen bei 425-540 °C (797-1000 °F) verwendet werden, wobei dies jedoch die Härte leicht reduziert.
| Temperatur (°C) | Temperatur (°F) | Härte (HRC) |
| 95 | 203 | 61 – 62 |
| 150 | 302 | 60 – 61 |
| 205 | 401 | 58 – 59 |
| 260 | 500 | 56 – 57 |
| 315 | 599 | 55 – 56 |
| 425 | 797 | 52 – 53 |
| 480 | 896 | 50 – 51 |
| 540 | 1004 | 48 – 49 |
Optimierung von A6-Werkzeugstahl
A6-Werkzeugstahl kann nach dem Abschrecken einer kryogenen Behandlung oder während der Wärmebehandlung längeren Anlasszyklen unterzogen werden, um die Leistung für bestimmte Anwendungen zu verbessern.
- Kryogenische Behandlung: Wandelt Restaustenit bei -196 °C (-320 °F) um und verbessert so die Verschleißfestigkeit und Dimensionsstabilität. Ideal für Präzisionswerkzeuge.
- Erweitertes Temperieren: Mehrere Anlasszyklen reduzieren Austenit und verbessern die Härte und bieten so eine kostengünstige Alternative.
A6 Werkzeugstahl Produktformen
In der nachstehenden Tabelle sind die typischen Produktformen und Größenbereiche für A6-Werkzeugstahl aufgeführt, darunter Rundstäbe, Flachstäbe, Platten und Bleche.
| Produktform | Größen (metrisch) | Größen (Imperial) |
| Runde Stäbe | Durchmesser: 12,7 – 203,2 mm | Durchmesser: 0,5 – 8 Zoll |
| Flache Stäbe | Dicke: 12,7 – 101,6 mm | Dicke: 0,5 – 4 Zoll |
| Breite: 38,1 – 152,4 mm | Breite: 1,5 – 6 Zoll | |
| Platten | Dicke: 12,7 – 101,6 mm | Dicke: 0,5 – 4 Zoll |
| Blätter | Dicke: 0,8 – 6,35 mm | Dicke: 0,03 – 0,25 Zoll |
Wir liefern A6-Werkzeugstahl mit außergewöhnlich engen Toleranzen, der Präzision und Zuverlässigkeit für kritische Anwendungen gewährleistet. Wenn Ihre Anforderungen die unten aufgeführten Standardgrößenbereiche überschreiten, können wir kundenspezifische Abmessungen herstellen, um Ihren spezifischen Anforderungen gerecht zu werden.
A6 Werkzeugstahl Anwendungen
A6-Werkzeugstahl vereint mäßige Verschleißfestigkeit, hervorragende Zähigkeit und Dimensionsstabilität und ist daher ideal für Präzisionswerkzeuge und -komponenten. Seine Lufthärtung minimiert Verformungen während der Wärmebehandlung und gewährleistet Zuverlässigkeit in anspruchsvollen industriellen Anwendungen.
- Stanz- und Umformwerkzeuge: Hochpräzise Operationen, die Schärfe und Verformungsbeständigkeit erfordern.
- Trimmwerkzeuge: Durch Entfernen von überschüssigem Material während der Produktion wird die Zähigkeit genutzt, um Verschleiß zu widerstehen.
- Dorne: Werkstücke bei der spanenden Bearbeitung oder Umformung maßhaltig stützen.
- Kunststoff-Spritzgusswerkzeuge: Aufrechterhaltung der Genauigkeit und Widerstand gegen thermische Ermüdung in Formen und Matrizen.
- Passstifte: Präzise Ausrichtung in Baugruppen mit Verschleißfestigkeit und Stabilität.
- Schermesser: Schneidaufgaben, die scharfe Kanten und eine gleichbleibende Verschleißleistung erfordern.
- Messgeräte: Messwerkzeuge, die eine hohe Maßgenauigkeit und Haltbarkeit erfordern.
Was ist der Unterschied zwischen Werkzeugstahl A2 und A6?
A2 bietet aufgrund seines höheren Kohlenstoffgehalts eine höhere Verschleißfestigkeit und ist daher ideal für Schneidwerkzeuge. A6 bietet eine höhere Zähigkeit und weniger Verformung während der Wärmebehandlung und ist daher besser für Schlagwerkzeuge wie Formwerkzeuge und Gussformen geeignet.
Erweitern Sie Ihr Erlebnis mit A6-Werkzeugstahl
Bei SteelPro Group liefern wir nicht nur Materialien – wir liefern Lösungen. Von Stangen und Platten bis hin zu Blechen und Rundstäben werden unsere A6-Werkzeugstahlprodukte nach den höchsten Industriestandards gefertigt.
Wir geben uns nicht mit der Bereitstellung von Rohstoffen zufrieden. Unsere umfassenden Verarbeitungsdienstleistungen sind darauf ausgelegt, Ihnen dabei zu helfen, das Potenzial von A6-Stahl für Ihre Anwendungen zu maximieren, einschließlich Wärmebehandlung, kundenspezifischer Bearbeitung, Oberflächenschleifen und Polieren.
Mit der SteelPro Group erhalten Sie nicht nur A6-Werkzeugstahl – Sie bekommen einen Partner, der sich für Ihren Erfolg einsetzt.
