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Ölhärten | O1 Werkzeugstahl: Eigenschaften, Verfahren und Verwendung
- John
Was ist O1-Werkzeugstahl?
O1-Werkzeugstahl ist ein kohlenstoffreicher, ölhärtender Stahl, der internationalen Standards wie AISI Typ O1 und UNS T31501 entspricht. Er wird als Kaltarbeitsstahl klassifiziert, der hohen Belastungen und Stößen standhält und gleichzeitig seine Maßhaltigkeit behält. O1 ist üblicherweise in Form von geschliffenem Material, Bohrstangen und Stäben erhältlich und wird aufgrund seiner hervorragenden Verschleißfestigkeit und Zähigkeit häufig zur Herstellung von Schneidwerkzeugen, Matrizen und Vorrichtungen verwendet.
Was entspricht O1-Werkzeugstahl?
Gängige Entsprechungen für O1 sind:
- UNS T31501-Einheitliches Nummerierungssystem
- AISI Typ O1 – Amerikanisches Eisen- und Stahlinstitut
- DIN 1.2510 – Deutscher Standard
- 100MnCrW4 – Europäische Norm
- SKS3 – Japanischer Standard
Hauptmerkmale von O1-Werkzeugstahl
O1-Werkzeugstahl ist für seinen hohen Kohlenstoffgehalt bekannt und bietet eine überragende Härte und Abriebfestigkeit. Er behält seine Maßstabilität und gute Zähigkeit auch bei hoher Belastung und Schlagbelastung. Darüber hinaus lässt sich O1 relativ einfach bearbeiten und formen, was ihn zu einer bevorzugten Option für die Herstellung maßgeschneiderter Werkzeuge und Formen macht.
Die folgenden Tabellen enthalten detaillierte Dateninformationen zu O1-Werkzeugstahl:
Chemische Zusammensetzung von O1-Werkzeugstahl
| Element | Zusammensetzung (%) |
| Kohlenstoff (C) | 0.90 – 1.00 |
| Mangan (Mn) | 0.30 – 0.50 |
| Chrom (Cr) | 0.40 – 0.60 |
| Molybdän (Mo) | 0.15 – 0.30 |
| Silizium (Si) | 0.10 – 0.35 |
| Phosphor (P) | ≤ 0.030 |
| Schwefel (S) | ≤ 0.030 |
Physikalische Eigenschaften von O1-Werkzeugstahl
| Eigentum | Metrischer Wert | Imperialer Wert |
| Dichte | 7,85 g/cm³ | 0,284 lb/in³ |
| Schmelzpunkt | 1425 – 1540 °C | 2597 – 2804 °F |
| Wärmeausdehnungskoeffizient | 11,6 × 10⁻⁶ /°C | 6,44 × 10⁻⁶ /°F |
| Spezifische Wärme | 0,460 J/g·°C | 0,110 Btu/Pfund·°F |
| Elektrische Leitfähigkeit | 4,5 × 10⁶ S/m | 7,8 × 10⁵ S/Zoll |
| Wärmeleitfähigkeit | 25,9 W/m²K | 14,96 Btu·ft/h·°F |
| Querkontraktionszahl | 0.3 | 0.3 |
| Elastizitätsmodul | 210 GPa | 30,5 × 10⁶ psi |
Mechanische Eigenschaften von O1-Werkzeugstahl
| Eigentum | Metrischer Wert | Imperialer Wert |
| Streckgrenze | 1.100 – 1.300 MPa | 159.500 – 188.550 psi |
| Zugfestigkeit | 1.500 – 1.700 MPa | 217.500 – 246.500 psi |
| Dehnung | 6 – 12 % | 6 – 12 % |
| Härte | 58 – 64 HRC | 58 – 64 HRC |
| Schlagzähigkeit | 5 – 10 J | 3,69 – 7,38 Fuß-Pfund |
| Biegefestigkeit | 2.100 – 2.400 MPa | 304.500 – 348.000 psi |
| Ermüdungsfestigkeit | 500 – 800 MPa | 72.500 – 116.000 psi |
| Elastizitätsmodul | 210 GPa | 30,5 × 10⁶ psi |
| Bruchzähigkeit (K_IC) | 55 – 60 MPa·√m | 50 – 55 ksi·√in |
Wie behandelt man O1-Werkzeugstahl mit Wärme?
Glühen
Durch Glühen wird O1-Stahl weicher und es können innere Spannungen abgebaut werden. Der Stahl lässt sich dadurch leichter bearbeiten und wird für die nächsten Schritte der Wärmebehandlung vorbereitet.
- Heizung: Erhitzen Sie den Stahl langsam auf 1450°F (790°C) und halten Sie es bei dieser Temperatur.
- Kühlung: Nach dem Einweichen den Stahl auf ca. 25°F pro Stunde (14°C pro Stunde) bis 900°F (480 °C), dann an der Luft auf Raumtemperatur abkühlen lassen.
- Resultierende Härte: Nach dem Glühen sollte O1 eine Brinellhärte von 221.
Spannungsabbau (für ungehärtetes Material)
Durch Spannungsabbau werden die inneren Spannungen in O1 vor dem Härten verringert und Verformungen oder Risse vermieden.
- Heizung: Erhitzen Sie den Stahl langsam auf 1250°F (677 °C).
- Einweichen: Etwa zwei Stunden pro Zoll (25,4 mm) Dicke.
- Kühlung: Lassen Sie den Stahl langsam auf Raumtemperatur abkühlen (ideal ist eine Ofenkühlung).
Normalisierung
Das Normalisieren dient der Verfeinerung der Kornstruktur und dem Abbau von Spannungen vor dem Härten, insbesondere bei Klingen und dickeren Abschnitten. Wenn Sie eine Entkohlung oder Zunderbildung an der Oberfläche vermeiden möchten, können Sie Hochtemperatur-Anti-Zunder-Beschichtungen wie ATP-641 oder Turco verwenden.
- Zyklus 1: Erhitzen auf 1650°F (898°C) und halten für 10-15 Minuten.
- Zyklus 2: Reduzieren Sie die Temperatur auf 1500°F (815°C) und erneut halten für 10-15 Minuten.
- Zyklus 3: Zum Schluss die Temperatur senken auf 1350°F (732°C) und halten Sie für eine weitere 10-15 Minuten.
- Kühlung: Sobald das Material schwarz abgekühlt und magnetisch wird, kann es erneut zyklisch behandelt werden. Gehen Sie mit dem heißen Stahl immer vorsichtig um.
Austenitisierung
Das Austenitisieren ist der wichtigste Schritt zum Härten von O1-Stahl. Dabei wird er auf hohe Temperaturen erhitzt, um die Mikrostruktur umzuwandeln und ihn für das Abschrecken vorzubereiten.
- Heizung: Erhitzen Sie den Stahl auf 1475°F zu 1500°F (802 °C bis 815 °C). Stellen Sie sicher, dass der Stahl gleichmäßig erhitzt wird.
- Einweichen: Halten Sie den Stahl auf der Austenitisierungstemperatur für ca. 30 Minuten pro Zoll (25,4 mm) Dicke.
- Einweichzeit: Wenn Sie eine Schmiede verwenden, reduzieren Sie die Einweichzeit auf ein Minimum, da eine Schmiede möglicherweise keine präzise Temperaturkontrolle gewährleistet.
Abschrecken
Nach dem Austenitisieren muss der Stahl abgeschreckt werden, um schnell abzukühlen und die Härte zu erhalten. Ölabschrecken ist die gängigste Methode für O1-Stahl.
- Abschreckmedium: Verwenden Parks 50 oder ein anderes geeignetes Abschrecköl. Langsamere Abschrecköle können zu einer geringeren Härte führen.
- Kühlung: Den Stahl in Öl abschrecken, bis er abgekühlt ist auf 150-200°F (66-93°C).
Gehen Sie bei der Handhabung vorsichtig vor, da das Abschrecken zu Verformungen oder Rissen führen kann, insbesondere wenn es deutliche Unterschiede in der Querschnittsdicke oder scharfe Innenecken gibt.
Anlassen
Das Anlassen ist die letzte Phase der Wärmebehandlung, bei der der Stahl erneut auf eine niedrigere Temperatur erhitzt wird, um die Sprödigkeit zu verringern und seine Härte zu optimieren.
- Heizung: Nach dem Abschrecken wird O1 durch Erhitzen auf einen Bereich zwischen 300°F und 500°F (150°C bis 260°C), abhängig von der gewünschten Härte.
- Einweichen: Den Stahl bei der gewählten Temperatur einweichen lassen für 2 Stunden pro Zoll Dicke.
- Kühlung: Nach dem Anlassen den Stahl an der Luft auf Raumtemperatur abkühlen lassen.
Härte nach dem Anlassen: Die Endhärte beträgt ca. Rockwell C 58-64, abhängig von der Anlasstemperatur.
Anwendungen von O1-Werkzeugstahl
O1 wird besonders in Branchen geschätzt, in denen hohe Verschleißfestigkeit, geringe Verformung beim Härten und Kosteneffizienz entscheidende Faktoren sind, wie etwa in der Automobil-, Luftfahrt- und Fertigungsindustrie. Es wird häufig bei der Herstellung von Folgendem verwendet:
- Stanzwerkzeuge: Zum Stanzen und Formen von Materialien.
- Buchsen: Wird in Maschinen und Automobilkomponenten verwendet.
- Formwerkzeuge: Unverzichtbar für die Formung von Metallteilen.
- Meisterwerkzeuge: Für präzise Fertigungsvorgänge.
- Formwalzen: Zur Herstellung von Rollenmaterialien.
- Messgeräte: Zum Messen und Prüfen von Bauteilen.
- Trimmwerkzeuge: Zum Abschneiden von überschüssigem Material von einem Formteil.
Ist O1-Stahl gut für Messer?
Ja, O1-Stahl eignet sich hervorragend für Messer! Er bietet eine hervorragende Schnitthaltigkeit, Zähigkeit und lässt sich leicht schärfen. Obwohl er besondere Sorgfalt erfordert, um Rostbildung zu vermeiden, bleibt er eine bevorzugte Option für langlebige, leistungsstarke Messer.
Produkte Formen von O1 Werkzeugstahl
Stangen und Stäbe
O1-Werkzeugstahl ist in Form von Rund-, Vierkant- und Rechteckstäben weit verbreitet. Diese werden häufig für die Bearbeitung und Herstellung von Schneidwerkzeugen, Matrizen und Vorrichtungen verwendet.
- Durchmesser: 1/8 Zoll (3,175 mm) bis 12 Zoll (304,8 mm)
- Länge: Die Standardlängen liegen je nach Anbieter normalerweise zwischen 3 Fuß (0,91 m) und 20 Fuß (6,1 m).
Geschliffener Flachvorrat
Für Anwendungen, die hochgenaue Abmessungen und eine feine Oberflächengüte erfordern, ist präzisionsgeschliffenes Flachmaterial erhältlich. Diese Form wird häufig im Werkzeugbau und in der Präzisionsbearbeitung verwendet.
- Dicke: 1/16 Zoll (1,6 mm) bis 3/4 Zoll (19,05 mm)
- Breite: 1 Zoll (25,4 mm) bis 12 Zoll (304,8 mm)
- Länge: Variiert, normalerweise zwischen 2 Fuß (0,61 m) und 6 Fuß (1,83 m).
Bohrstangen
O1-Bohrstangen werden zur Herstellung von Schneidwerkzeugen und Präzisionskomponenten verwendet. Diese sind häufig in geschliffener oder polierter Form für eine bessere Bearbeitbarkeit erhältlich.
- Durchmesser: 1/8 Zoll (3,175 mm) bis 3 Zoll (76,2 mm)
- Länge: Normalerweise 36 Zoll (0,91 m) bis 72 Zoll (1,83 m).
Flachmaterial
Diese Form wird häufig zur Herstellung von Matrizen, Rohlingen und Stempeln verwendet.
- Dicke: 1/8 Zoll (3,175 mm) bis 3 Zoll (76,2 mm)
- Breite: 1 Zoll (25,4 mm) bis 12 Zoll (304,8 mm)
- Länge: Variiert je nach Anbieter, normalerweise verfügbar in 3 Fuß (0,91 m) bis 12 Fuß (3,66 m).
SteelPro-Gruppe bietet Dienstleistungen für Sondergrößen um spezifische Anforderungen zu erfüllen und präzise und maßgeschneiderte Lösungen für Branchen anzubieten, die für ihren Betrieb spezielle Abmessungen benötigen.
Hochwertiger O1-Werkzeugstahl
Bei SteelPro Group bieten wir hochwertigen O1-Werkzeugstahl in verschiedenen Formen an, darunter präzisionsgeschliffenes Flachmaterial, Bohrstangen und Rundstäbe. Unsere Produkte sind in Sondergrößen erhältlich, um Ihren spezifischen Anforderungen gerecht zu werden. Wir bieten auch SKD11 Stahl, das sich hervorragend bearbeiten lässt.
Wir sind stolz darauf, nicht nur hochwertigen O1-Werkzeugstahl, sondern auch beispiellosen Kundensupport zu bieten. Die SteelPro Group ist Ihre Anlaufstelle für alles aus O1-Werkzeugstahl – hier trifft Leistung auf Präzision.
