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M4 Schnellarbeitsstahl: Eigenschaften, Verfahren, Verwendung
- John
M4-Werkzeugstahl ist ein wichtiges Material für Branchen, die Hochleistungsschneidwerkzeuge benötigen. Bei SteelPro Group konzentrieren wir uns darauf, diesen Schnellarbeitsstahl in seiner besten Form anzubieten, einschließlich des fortschrittlichen PM M4. In diesem Leitfaden werden wir uns mit M4-Werkzeugstahl befassen und Ihnen bei der Auswahl der besten Materialien helfen.
Was ist M4-Werkzeugstahl?
W4-Werkzeugstahl ist ein Schnellarbeitsstahl (HSS), der für seine hervorragende Verschleißfestigkeit, hohe Härte und Fähigkeit bekannt ist, die Schneidleistung bei erhöhten Temperaturen aufrechtzuerhalten. Er wird häufig für Schneidwerkzeuge, Bohrer und Gewindebohrer in Hochgeschwindigkeitsbearbeitungsanwendungen verwendet. Im Vergleich zu anderen HSS-Sorten wie M2 bietet W4 eine überlegene Verschleißfestigkeit und Härtebeständigkeit, jedoch bei etwas geringerer Zähigkeit.
Herkömmlicher M4-Werkzeugstahl neigt im geglühten Zustand zu abrasivem Werkzeugverschleiß und schlechter Oberflächengüte und wird nach dem Abschrecken spröde. Pulvermetallurgisch hergestellter PM M4 weist jedoch eine gleichmäßigere Mikrostruktur und konstante Härte auf. Dies reduziert den Verschleiß, verbessert die Bearbeitbarkeit und bewahrt die Zähigkeit im gehärteten Zustand.
Was entspricht M4-Werkzeugstahl?
Hier sind die entsprechenden Informationen für M4-Werkzeugstahl:
| Norm/System | Äquivalente Note |
| ASTM A681, A600 | M4 |
| QQ-T-59 | M4 |
| LÄRM | 1.3343 |
| EN ISO 4957 | X20CrWMoV 12 1 |
| JIS | SKH51 |
| Großbritannien | W18Cr4V |
Chemische Zusammensetzung von M4-Werkzeugstahl
Die chemische Zusammensetzung von M4 ist darauf ausgelegt, seine hohe Härte, Verschleißfestigkeit und thermische Stabilität zu optimieren. Der Wolfram-, Molybdän- und Vanadiumgehalt verbessert seine Fähigkeit, hohen Temperaturen standzuhalten und abrasivem Verschleiß zu widerstehen, erheblich, während Chrom und Kohlenstoff die Gesamtfestigkeit und Haltbarkeit verbessern.
Die folgende Tabelle zeigt die detaillierte chemische Zusammensetzung von M4-Werkzeugstahl.
| Element | Zusammensetzung |
| Kohlenstoff (C) | 1.25 – 1.4 % |
| Chrom (Cr) | 3.75 – 4.75 % |
| Kupfer (Cu) | ≤ 0,25 % |
| Eisen (Fe) | 75.9 – 81.4 % |
| Mangan (Mn) | 0.15 – 0.40 % |
| Molybdän (Mo) | 4.25 – 5.5 % |
| Nickel (Ni) | ≤ 0,30 % |
| Phosphor (P) | ≤ 0,030 % |
| Silizium (Si) | 0.20 – 0.45 % |
| Schwefel (S) | ≤ 0,030 % |
| Wolfram (W) | 5.25 – 6.5 % |
| Vanadium (V) | 3.75 – 4.5 % |
Physikalische Eigenschaften von M4-Werkzeugstahl
M4-Werkzeugstahl zeichnet sich durch hohe Dichte und starke Beständigkeit gegen Wärmeausdehnung aus, wodurch er bei schwankenden Temperaturen stabil ist. Seine hervorragende Wärmeleitfähigkeit gewährleistet eine effiziente Wärmeableitung, während seine spezifische Wärmekapazität die Leistung in Umgebungen mit hohen Temperaturen unterstützt.
In der folgenden Tabelle sind die physikalischen Eigenschaften von M4-Werkzeugstahl detailliert aufgeführt.
| Eigentum | Metrisch | Kaiserlich |
| Dichte | 7,8 g/cm³ | 0,282 lb/in³ |
| Schmelzpunkt | 1410 – 1450°C | 2570 – 2642 °F |
| Wärmeleitfähigkeit | 27 W/m²K | 19,0 BTU·Fuß/h·°F·Fuß² |
| Spezifische Wärmekapazität | 0,46 J/g-K | 0,11 BTU/lb-°F |
| Wärmeausdehnungskoeffizient | 11,5 µm/m·K | 6,39 µZoll/Zoll·°F |
Mechanische Eigenschaften von M4-Werkzeugstahl
M4-Werkzeugstahl bietet hervorragende Härte und Zugfestigkeit und ist daher äußerst verschleiß- und verformungsbeständig. Seine Fähigkeit, hohen Kräften und Stößen standzuhalten, gewährleistet eine lang anhaltende Leistung, während seine Steifheit dazu beiträgt, die Form unter Belastung beizubehalten.
In der folgenden Tabelle sind die mechanischen Eigenschaften von M4-Werkzeugstahl detailliert aufgeführt.
| Eigentum | Metrisch | Kaiserlich |
| Härte (HRC) | 62 – 64 HRC | 62 – 64 HRC |
| Zugfestigkeit | 2100 – 2500 MPa | 305 – 363 ksi |
| Streckgrenze | 1700 – 2100 MPa | 246 – 305 ksi |
| Dehnung | 8 – 12 % | 8 – 12 % |
| Elastizitätsmodul | 210 GPa | 30,5 x 10⁶ psi |
| Schlagzähigkeit (Charpy) | 20 - 30 J | 15 – 22 ft-lb |
| Poissonzahl | 0.27 – 0.30 | 0.27 – 0.30 |
Wärmebehandlung von M4-Werkzeugstahl
SteelPro Group sorgt für eine präzise Temperatur- und Abkühlungsratenkontrolle während der Wärmebehandlung von M4-Werkzeugstahl. Unser Produktionsprozess hält sich strikt an Standards und liefert M4-Werkzeugstahlprodukte mit gleichbleibender Qualität. Nachfolgend finden Sie den detaillierten Wärmebehandlungsprozess für M4-Werkzeugstahl.
Glühen
Das Glühen ist wichtig, um innere Spannungen im Stahl abzubauen, sodass der Stahl leichter bearbeitet werden kann. Dies ist besonders nützlich nach dem Schmieden, Gießen oder Schweißen. Nach dem Glühen kann die Härte etwa 240–255 HB erreichen.
Prozess: M4 auf eine Temperatur von 850-900 °C (1.562-1.652 °F) erhitzen und diese Temperatur 1 Stunde pro 25,44 cm (1 Zoll) halten. Anschließend den Stahl im Ofen langsam mit einer Geschwindigkeit von etwa 20 °C (36 °F) pro Stunde abkühlen lassen.
Aushärtung
Vorwärmen
Um einen Thermoschock zu vermeiden, wird ein Vorwärmen empfohlen. Bei komplex geformten Werkzeugen sollte das Vorwärmen in zwei Schritten erfolgen, um thermische Gradienten zu vermeiden:
- Erste Stufe: 500–600 °C (932–1.112 °F)
- Zweite Stufe: 800–900 °C (1.472–1.652 °F)
Austenitisierung
Erhitzen Sie den M4-Werkzeugstahl auf 1.200–1.250 °C (2.192–2.282 °F). Lassen Sie ihn 30–45 Minuten pro 25,44 cm (1 Zoll) Dicke einweichen.
Abschrecken
Nach dem Austenitisieren muss M4-Werkzeugstahl schnell abgekühlt (abgeschreckt) werden, um die Härte zu fixieren. Dies kann in Öl für höhere Härte und eine gleichmäßigere Mikrostruktur oder in Luft für geringere Verformung und geringere Rissgefahr erfolgen.
Anlassen
Das Anlassen ist entscheidend, um die durch das Abschrecken verursachte Sprödigkeit zu verringern und Härte und Zähigkeit auszugleichen. Nach dem Anlassen liegt der Härtebereich normalerweise bei 58-62 HRC.
Das Anlassen erfolgt üblicherweise bei 540–650 °C (1.004–1.202 °F). Für optimale Ergebnisse wird ein doppelter Anlassvorgang bei 600–650 °C (1.112–1.202 °F) empfohlen.
M4 Werkzeugstahl Produktformen
Unsere Produkte entsprechen internationalen Standards wie ASTM und ISO und wir bieten auch kundenspezifische Größenoptionen an. Wenn Sie vorgehärtete oder geglühte Stangen mit einer bestimmten Härte benötigen, kontaktieren Sie uns bitte für maßgeschneiderte Lösungen.
| Produktform | Dimensionsbereich (metrisch) | Dimensionsbereich (Imperial) |
| Runde Stäbe | Durchmesser: 10 mm bis 100 mm | Durchmesser: 0,39 Zoll bis 3,94 Zoll |
| Länge: 1000 mm bis 3000 mm | Länge: 99,9 cm bis 300,0 cm | |
| Flache Stäbe | Dicke: 5 mm bis 50 mm | Dicke: 0,20 Zoll bis 1,97 Zoll |
| Breite: 20 mm bis 200 mm | Breite: 0,79 Zoll bis 7,87 Zoll | |
| Länge: 1000 mm bis 3000 mm | Länge: 99,9 cm bis 300,0 cm | |
| Platten | Dicke: 10 mm bis 50 mm | Dicke: 0,39 Zoll bis 1,97 Zoll |
| Breite: 200 mm bis 1500 mm | Breite: 7,87 Zoll bis 59,06 Zoll | |
| Länge: 1000 mm bis 3000 mm | Länge: 99,9 cm bis 300,0 cm |
M4 Werkzeugstahl Anwendungen
- Sägeblätter: Kreissägeblätter, Messer für die Metallbearbeitung
- Räumwerkzeuge: Innenräumwerkzeuge, Oberflächenräumwerkzeuge
- Wälzfräser: Gerad- und Schrägstirnrad-Wälzfräser, Innenzahnrad-Wälzfräser
- Gewinderollen: Kaltumformende Gewinderollen für Bolzen und Schrauben
- Fräser: Schaftfräser, Planfräser
- Formfräser: Werden zum Formen von Metallteilen und -komponenten verwendet.
- Schabfräser: Präzisionswerkzeuge für die Endbearbeitung von Zahnrädern und anderen Bauteilen
PM M4-Stahl (oder CPM M4-Stahl) Die Herstellung in Pulvermetallurgieverfahren bietet eine verbesserte Verschleißfestigkeit, Zähigkeit und Dimensionsstabilität. Diese verbesserten Eigenschaften machen es für komplexe Bearbeitungsanwendungen mit hoher Beanspruchung geeignet.
M4-Werkzeugstahl für Spitzenleistung
Bei SteelPro Group bieten wir M4 und anderer Schnellarbeitsstahl in verschiedenen Formen, von Stangen bis zu kundenspezifischen Profilen, zugeschnitten auf Ihre Bearbeitungsanforderungen. Mit unseren Präzisionsschneide- und Wärmebehandlungsdiensten stellen wir sicher, dass jedes Produkt genau Ihren Spezifikationen entspricht.
