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S1 stoßfester Werkzeugstahl: Eigenschaften, Verfahren, Verwendung
- John
S1-Werkzeugstahl ist eine zuverlässige Wahl für Branchen, die Materialien benötigen, die extremen Stößen und Verschleiß standhalten. In diesem Leitfaden untersuchen wir, was S1 einzigartig macht, seine Verarbeitungstechniken und wie er in anspruchsvollen Anwendungen eingesetzt wird. Wir bieten Einblicke, die Ihnen helfen, fundierte Entscheidungen zu treffen.
Was ist S1-Werkzeugstahl?
S1-Werkzeugstahl ist eine mittelkohlenstoffhaltige, stoßfeste Chrom-Wolfram-Legierung, die UNS T41901 oder 60WCrV7 entspricht. Dieser tiefhärtende, ölhärtende Stahl ist auf überlegene Zähigkeit ausgelegt und bietet im Vergleich zu D2 eine bessere Leistung bei Schlag- und Stoßbelastungen.
Werkzeugstahl der SteelPro Group S1 ist als Rund- und Flachstahl sowie als Platten mit Präzisionsbearbeitung und anpassbaren Abmessungen erhältlich. Unsere Produkte bieten überlegene Leistung in anspruchsvollen Bereichen wie Schmieden, Umformen und Schneidwerkzeugen.
Chemische Zusammensetzung von S1-Werkzeugstahl
S1-Werkzeugstahl ist mit Kohlenstoff, Chrom, Wolfram und Vanadium legiert, um ein Gleichgewicht aus Härte, Zähigkeit und Verschleißfestigkeit zu erreichen. Sein niedriger Schwefel- und Phosphorgehalt sorgt für hervorragende Bearbeitbarkeit und reduzierte Sprödigkeit, während moderates Silizium die thermische Stabilität verbessert.
Die chemische Zusammensetzung ist in der folgenden Tabelle detailliert aufgeführt.
| Element | Zusammensetzung (%) |
| Kohlenstoff (C) | 0.40 – 0.55 |
| Chrom (Cr) | 1.4 |
| Eisen (Fe) | 94 |
| Mangan (Mn) | 0.25 |
| Molybdän (Mo) | ≤ 0.50 |
| Phosphor (P) | ≤ 0.030 |
| Silizium (Si) | 0.68 |
| Schwefel (S) | ≤ 0.030 |
| Wolfram (W) | 2.25 |
| Vanadium (V) | 0.23 |
Mechanische Eigenschaften von S1-Werkzeugstahl
S1-Werkzeugstahl bietet eine ausgewogene Kombination aus hoher Zugfestigkeit, mäßiger Härte und guter Bearbeitbarkeit und eignet sich daher für schlagfeste und verschleißfeste Anwendungen. Seine hervorragende Zähigkeit und Bruchdehnung verbessern die Haltbarkeit unter dynamischer Belastung.
Die folgende Tabelle enthält detaillierte Daten zu den mechanischen Eigenschaften.
| Eigentum | Metrisch |
| Rockwell-Härte C | 54 |
| Knoop-Härte | 605 |
| Vickers-Härte | 584 |
| Zugfestigkeit | 2080 MPa |
| Zugfestigkeit (Streckgrenze) | 1800 MPa |
| Dehnung beim Bruch | 10 % |
| Kompressionsmodul | 160 GPa |
| Schermodul | 80,0 GPa |
| Charpy-Schlag | 10,8 – 29,8 J |
| Poissonzahl | 0.27-0.30 |
| Bearbeitbarkeit | 70.0 – 75.0% |
Physikalische Eigenschaften von S1-Werkzeugstahl
S1-Werkzeugstahl weist eine moderate Dichte, eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit und eine stabile Wärmeausdehnung auf und gewährleistet so Zuverlässigkeit bei Temperaturschwankungen. Aufgrund seiner physikalischen Eigenschaften ist er ideal für Anwendungen, die eine effiziente Wärmeübertragung und strukturelle Stabilität erfordern.
Die folgende Tabelle bietet eine detaillierte Zusammenfassung seiner physikalischen Eigenschaften.
| Eigentum | Metrischer Wert | Imperialer Wert |
| Dichte (@20°C/68°F) | 7,89 g/cm³ | 0,285 lb/in³ |
| Wärmeausdehnungskoeffizient | 12,4 µm/m·°C (20–100°C) | 6,89 µin/in°F (68–212°F) |
| Wärmeleitfähigkeit | 42,0 W/m²°C | 24,3 BTU·Zoll/Fuß²·h·°F |
| Spezifische Wärmekapazität | 460 J/kg-°C | 0,110 BTU/lb-°F |
| Elektrischer spezifischer Widerstand | 0,55 µΩ-m | 21,7 µΩ·Zoll |
Wärmebehandlung von S1-Werkzeugstahl
Schmieden
S1-Werkzeugstahl sollte schrittweise auf 650–700 °C (1200–1300 °F) vorgewärmt werden, um einen Thermoschock zu vermeiden. Nach dem Vorwärmen zum Schmieden gleichmäßig auf 980–1065 °C (1800–1950 °F) erhitzen. Nach dem Schmieden den Stahl langsam abkühlen lassen, vorzugsweise in einem Ofen oder unter Verwendung von Isoliermaterialien, um Spannungsansammlungen und Risse zu vermeiden.
Glühen
Erhitzen Sie den Stahl mit einer kontrollierten Rate von 55 °C (100 °F) pro Stunde auf die Glühtemperatur von 760–800 °C (1400–1475 °F). Lassen Sie den Stahl eine Stunde pro 25,4 mm (1 Zoll) Dicke einweichen, um einen vollständigen thermischen Ausgleich sicherzustellen. Kühlen Sie den Stahl in einem Ofen mit einer kontrollierten Rate von 22 °C (40 °F) pro Stunde auf 550 °C (1020 °F) ab und kühlen Sie ihn dann an der Luft ab.
Nach dem Glühen sollte die Härte 250 HB nicht überschreiten. Um eine Entkohlung während des Glühens zu verhindern, verwenden Sie eine Schutzatmosphäre oder verpacken Sie den Stahl in inerte Materialien wie Graphit oder Sand.
Aushärtung
Vorwärmen
Dies ist für S1-Werkzeugstahl erforderlich, um die thermische Belastung zu minimieren. Das Vorwärmen erfolgt in zwei Stufen: zuerst auf 650–705 °C (1200–1300 °F) und dann auf 815–845 °C (1500–1550 °F).
Austenitisieren
Erhitzen Sie den Stahl auf 927–982 °C (1700–1800 °F) und halten Sie diese Temperatur 30 Minuten pro 25,4 mm (1 Zoll) Dicke, um eine gleichmäßige Umwandlung sicherzustellen.
Abschrecken
Für einfachere Abschnitte kann Wasser mit 927 °C (1700 °F) verwendet werden, allerdings kann es aufgrund der schnellen Abkühlung zu Rissen kommen. Alternativ wird für komplexere Geometrien Öl- oder Luftabschreckung bevorzugt, um thermische Spannungen zu reduzieren.
Aufgrund seines hohen Kohlenstoffgehalts neigt S1 beim Härten zur Entkohlung. Um dies zu verhindern, verwenden Sie eine kontrollierte Atmosphäre oder einen Vakuumofen oder beschichten Sie die Oberfläche mit einer Schutzmasse.
Anlassen
Das Anlassen S1 hängt von der beabsichtigten Anwendung ab. Bei Warmarbeitswerkzeugen wird bei 538–649 °C (1000–1200 °F) angelassen. Bei Kaltarbeitswerkzeugen wird ein niedrigerer Bereich von 177–316 °C (350–600 °F) empfohlen. Halten Sie den Stahl pro 25,4 mm (1 Zoll) Dicke eine Stunde lang auf Anlasstemperatur.
S1 Werkzeugstahl Produktformen
S1-Werkzeugstahl ist in verschiedenen Formen für industrielle Anwendungen erhältlich, von Präzisionswerkzeugen bis hin zu großen Komponenten. Wir können Standardgrößen und anpassbare Optionen anbieten, um spezifische Projektanforderungen zu erfüllen. Die folgende Tabelle zeigt gängige Produktformen und typische Größenbereiche.
| Produktform | Typischer Größenbereich | Anmeldung |
| Rundstäbe/Draht | Durchmesser: 5,5 mm bis 500 mm | Wird zum Drehen und Fräsen verwendet; ideal für Stempel, Meißel und andere Werkzeuge. |
| Flach-/Rechteckstäbe | Dicke: 3 mm bis 800 mm | Geeignet zum Schmieden und Bearbeiten; wird für Matrizen, Schneidwerkzeuge usw. verwendet. |
| Warmgewalzte Platten | Dicke: 60 mm bis 400 mm | Ideal zum Schneiden und Schweißen; wird häufig bei großen Formen und Strukturkomponenten verwendet. |
| Breite: 50 mm bis 1100 mm | ||
| Länge: 1000 mm bis 12000 mm |
S1 Werkzeugstahl Anwendungen
S1-Werkzeugstahl ist auf außergewöhnliche Zähigkeit und hohe Schlagfestigkeit ausgelegt. Die vielfältigen Anwendungen von S1-Werkzeugstahl beweisen seine Zuverlässigkeit in Werkzeugen und Komponenten, die hohen Stößen und Verschleiß ausgesetzt sind.
Meißel und Durchschläge: Wird häufig für Schlagwerkzeuge verwendet, die eine lange Lebensdauer bei wiederholter Belastung erfordern.
Schmiedegesenke: Geeignet für Schmiedeanwendungen mit hoher Schlagzähigkeit.
Scherenblätter: Wird bei Metallschneid- und Trimmvorgängen verwendet.
Druckluft-Werkzeugeinsätze: Ideal für Presslufthämmer und andere Druckluftwerkzeuge.
Kaltumformwerkzeuge: Wird bei der Formung und Gestaltung von Metallkomponenten angewendet.
Dorne und Rollen: Wird in industriellen Bearbeitungs- und Umformungsprozessen verwendet.
Kaltfließpresswerkzeuge: Wird zur Herstellung von Befestigungselementen wie Bolzen und Schrauben verwendet.
Ambosse und Hämmer: Wird in Anwendungen eingesetzt, die eine hohe Schlagfestigkeit erfordern.
Maßgeschneiderte Lösungen für S1-Werkzeugstahlanwendungen
Bei SteelPro Group bieten wir mehr als nur S1-Werkzeugstahl – wir bieten maßgeschneiderte Lösungen, die genau auf Ihre Bedürfnisse zugeschnitten sind. Unsere Produktformen umfassen Rundstäbe, Flachstäbe und Platten und gewährleisten so Flexibilität für eine breite Palette von Anwendungen. Wir bieten auch H13 Stahl geeignet für Heißarbeitswerkzeuge.
Mit unseren Präzisionsbearbeitungsservices wie Schneiden, Schleifen und Wärmebehandlung gehen wir über das Standardangebot hinaus und liefern sofort einsatzbereite Komponenten. Maßgefertigte Abmessungen und enge Toleranzen sind unsere Spezialität. So können Sie Materialabfall reduzieren und wertvolle Bearbeitungszeit sparen.
