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CPM M4 Werkzeugstahl: Eigenschaften, Verfahren, Verwendung
- John
CPM M4-Werkzeugstahl ist ein herausragendes Material in der Welt der Hochleistungsmaterialien und bietet außergewöhnliche Verschleißfestigkeit und Zähigkeit. In diesem Artikel untersucht die SteelPro Group seine wichtigsten Eigenschaften und Anwendungen. Wir bieten auch CPM M4-Stahlprodukte an, die auf die Anforderungen von Branchen zugeschnitten sind, in denen Präzision und Haltbarkeit erforderlich sind.
Was ist CPM M4-Werkzeugstahl?
CPM M4 ist ein pulvermetallurgischer (PM) Schnellarbeitsstahl mit hohem Vanadiumgehalt, der für seine hervorragende Verschleißfestigkeit, Schlagzähigkeit und Biegefestigkeit bekannt ist. Diese Eigenschaften machen ihn perfekt für den Einsatz in Schneidwerkzeugen und Formen für die Kaltbearbeitung. Im Vergleich zu herkömmlichen Schnellarbeitsstählen wie M2 bietet CPM M4 eine längere Werkzeuglebensdauer und überlegene Zähigkeit. Seine Härte und Haltbarkeit stellen jedoch bei der Bearbeitung im gehärteten Zustand eine Herausforderung dar.
Was entspricht CPM M4-Stahl?
Es gibt die entsprechenden Güteklassen von CPM M4-Werkzeugstahl:
- S690
- DIN 1.3343
- JIS SKH51
- ISO HS 6-5-3
- Norm BS 4659-3
- GB T9
Chemische Zusammensetzung von CPM M4-Werkzeugstahl
Die chemische Zusammensetzung von CPM M4-Werkzeugstahl ist reich an Chrom, Molybdän, Wolfram und Vanadium. Der hohe Kohlenstoffgehalt sorgt für robuste Härte, während Vanadium und Wolfram die Zähigkeit und thermische Stabilität verbessern. Die folgende Tabelle zeigt die chemische Zusammensetzung von CPM M4-Werkzeugstahl.
Element | Gehalt (wt%) |
Kohlenstoff (C) | ≤ 1,35 |
Schwefel (S) | ≤ 0.06 |
Chrom (Cr) | ≤ 4,25 |
Molybdän (Mo) | ≤ 4,5 |
Wolfram (W) | ≤ 5,75 |
Vanadium (V) | ≤ 4 |
Physikalische Eigenschaften von CPM M4-Werkzeugstahl
CPM M4-Werkzeugstahl ist für seine hohe Dichte und starke Wärmeleitfähigkeit bekannt, was ihn in wärmeintensiven Umgebungen stabil und zuverlässig macht. Sein niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient sorgt dafür, dass er bei Temperaturschwankungen nur minimale Größenänderungen erfährt. Die folgende Tabelle zeigt die wichtigsten physikalischen Eigenschaften von CPM M4-Stahl.
Eigentum | Metrisch | Kaiserlich |
Dichte | 7,80 g/cm³ | 0,282 lb/in³ |
Wärmeleitfähigkeit | 25,9 W/m²K | 18,0 BTU·Zoll/Std.·ft²·°F |
Spezifische Wärmekapazität | 0,46 J/g-K | 0,11 BTU/lb-°F |
Wärmeausdehnungskoeffizient | 5,1 µm/m·K | 2,83 x 10⁻⁶ Zoll/Zoll·°F |
Mechanische Eigenschaften von CPM M4-Werkzeugstahl
CPM M4-Werkzeugstahl bietet außergewöhnliche Härte und Zugfestigkeit, wodurch er äußerst widerstandsfähig gegen Verschleiß und Verformung unter hoher Belastung ist. Die folgende Tabelle zeigt die mechanischen Eigenschaften von CPM M4-Werkzeugstahl.
Eigentum | Metrisch | Kaiserlich |
Härte (Rockwell C) | 64-66 HRC | 64-66 HRC |
Zugfestigkeit | 2.400 MPa | 348.000 psi |
Streckgrenze | 2.050 MPa | 297.500 psi |
Dehnung beim Bruch | 6-7% | 6-7% |
Bruchmodul (quer) | 3.000 MPa | 435.000 psi |
Schlagzähigkeit (Charpy) | 10 J | 7,4 Fuß-Pfund |
Scherfestigkeit | 1.650 MPa | 239.000 psi |
Wärmebehandlung von CPM M4-Werkzeugstahl
Bei SteelPro Group legen wir Wert auf eine präzise Wärmebehandlung, um die Leistung von CPM M4-Werkzeugstahl zu optimieren. Unser Fachwissen gewährleistet gleichbleibende Härte, Zähigkeit und Stabilität und erfüllt die hohen Standards anspruchsvoller Anwendungen. Nachfolgend finden Sie den detaillierten Wärmebehandlungsprozess für CPM M4-Werkzeugstahl.
Glühen
Erhitzen Sie den Stahl auf 857–885 °C (1575–1625 °F) mit einer Geschwindigkeit von nicht mehr als 222 °C (400 °F) pro Stunde. Halten Sie die Temperatur für 1 Stunde pro 25,44 mm (1 Zoll) Dicke, mit einer Mindesthaltezeit von 2 Stunden.
Kühlen Sie den Stahl im Ofen langsam mit einer Geschwindigkeit von nicht mehr als 28 °C (50 °F) pro Stunde ab, bis er 538 °C (1000 °F) erreicht. Kühlen Sie ihn an der Luft oder im Ofen weiter auf Raumtemperatur ab. Nach dem Glühen beträgt die maximal erreichbare Härte normalerweise etwa 229 HB (Rockwell B 95).
Aushärtung
Vorwärmen
Um Verformungen während des Erhitzungsvorgangs zu vermeiden, wärmen Sie den Stahl mit einer Geschwindigkeit von nicht mehr als 222 °C pro Stunde (400 °F pro Stunde) auf einen gleichmäßigen Temperaturbereich von 816–871 °C (1500–1600 °F) vor.
Austenitisierung
Die Austenitisierungstemperatur für CPM M4-Werkzeugstahl hängt vom beabsichtigten Anwendungszweck ab und gewährleistet optimale Härte und Zähigkeit für bestimmte Werkzeuge.
Für Schneidwerkzeuge
- Ofenheizung: Wärme an 1177-1191°C (2150-2175°F), Einweichen für 10 bis 20 Minuten abhängig von der Werkzeugdicke.
- Salzbadheizung: Wärme an 1163-1191°C (2125-2175°F), Einweichen für 10 bis 20 Minuten.
Für Kaltarbeitswerkzeuge
- Ofenheizung: Wärme an 1023-1163°C (1875-2135°F), Einweichen für 15 bis 30 Minuten abhängig von der Dicke.
- Salzbadheizung: Wärme an 1010-1149°C (1850-2100°F), Einweichen für 15 bis 30 Minuten.
Abschrecken
Druckgas
Erreicht die gewünschte Härte und minimiert die Verzerrung mit einer Abschreckrate von 222 °C pro Minute (400 °F pro Minute) auf unter 538 °C (1000 °F), wodurch eine gleichmäßige Kühlung und Stabilität gewährleistet werden.
Öl
Auf 800–850 °C (1475–1560 °F) erhitzen und in Öl abschrecken. Die langsamere Abkühlungsrate verringert das Rissrisiko und bewahrt die Zähigkeit, während gleichzeitig die erforderliche Härte erreicht wird.
Salz
Abschrecken in geschmolzenem Salz bei 550-600°C (1020–1110 °F). Das Abschrecken mit Salz sorgt für eine gleichmäßige Abkühlung und minimiert den Thermoschock. Dadurch bleibt die Härte konstant und Risse werden vermieden.
Anlassen
Nach dem Abschrecken erreicht CPM M4 typischerweise einen Härtebereich von 58-65 HRC (Rockwell C).
Das Temperieren sollte sofort erfolgen bei 538-593°C (1000-1100°F) für 2 Stunden, dann Luftkühlung. Temperierung unter 538°C (1000 °F) wird nicht empfohlen.
Doppelte Temperierung ist erforderlich, um sowohl Zähigkeit als auch Härte zu optimieren. Wenn die Austenitisierung bei ≥ 1149°C (2100 °F), Dreifachtemperierung ist erforderlich, um Spannungen abzubauen und die Zähigkeit zu erhöhen.
CPM M4 Stahl Produktformen
Bei SteelPro Group bieten wir CPM M4-Werkzeugstahl in Stangen, Knüppeln und Flachmaterial an, der auf die Anforderungen der Präzisionsindustrie zugeschnitten ist. Unsere Produkte werden in verschiedenen Größen angeboten und gewährleisten optimale Leistung für verschiedene Anwendungen.
Formular | Größenbereich | Größenbereich |
Stangen/Stangen | Durchmesser: 6 mm bis 150 mm | Durchmesser: 0,25 Zoll bis 6 Zoll |
Länge: 1000 mm bis 3000 mm | Länge: 40 Zoll bis 120 Zoll | |
Knüppel | Quadratisch/Rechteck: 50 mm x 50 mm bis 150 mm x 150 mm | Quadratisch/Rechteck: 2 Zoll x 2 Zoll bis 6 Zoll x 6 Zoll |
Länge: 1000 mm bis 3000 mm | Länge: 40 Zoll bis 120 Zoll | |
Flachmaterial | Dicke: 3 mm bis 75 mm | Dicke: 0,125 Zoll bis 3 Zoll |
Breite: 50 mm bis 300 mm | Breite: 2 Zoll bis 12 Zoll | |
Länge: 1000 mm bis 3000 mm | Länge: 40 Zoll bis 120 Zoll |
CPM M4 Stahlanwendungen
- Räumnadeln – Zum Formen oder Vergrößern von Löchern.
- Zahnradwälzfräser – Zum Schneiden von Zähnen in Zahnrädern.
- Gewinderollen – Zum Formen von Gewinden auf Verbindungselementen.
- Fräser – Für hochpräzise Fräsarbeiten.
- Formfräser – Zum Schneiden komplizierter Profile in Formmaschinen.
- Schabfräser – Für die Zahnradfeinbearbeitung beim hochpräzisen Verzahnen.
- Bohrer – Zum Bohren durch harte Materialien.
- Schaftfräser – Für Hochgeschwindigkeitsbearbeitung und komplexe Fräsaufgaben.
- Formwerkzeuge – wie Stempel, Matrizen und Prägewerkzeuge.
Hochleistungsfähiger CPM M4 Werkzeugstahl in jeder benötigten Form
Bei SteelPro Group bieten wir CPM M4-Werkzeugstahl in Stangen, Knüppeln und Flachmaterial in Sondergrößen an, um genau Ihren Anforderungen gerecht zu werden. Unsere Präzisionsverarbeitung und fortschrittliche Wärmebehandlung sorgen für optimale Härte, Zähigkeit und Verschleißfestigkeit für eine längere Werkzeuglebensdauer. Wir bieten auch andere Werkzeugstahlprodukte an, wie T1 Werkzeugstahlbleche, -stangen und -rundstäbe.
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