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S5 Werkzeugschlagfester Stahl: Eigenschaften, Verfahren, Verwendung
- John
S5-Werkzeugstahl kombiniert hohe Zähigkeit mit ausgezeichneter Schlagfestigkeit und ist daher perfekt für Umgebungen mit hoher Beanspruchung geeignet. Dieser Artikel untersucht seine Eigenschaften, Wärmebehandlung und wichtigsten industriellen Anwendungen. Egal, ob Sie die Produktleistung verbessern oder die besten Anwendungsfälle verstehen möchten, dieser Leitfaden bietet Ihnen die Einblicke, die Sie benötigen.
Was ist S5-Werkzeugstahl?
S5-Werkzeugstahl ist ein ölhärtender Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt aus der „S“-Serie, der für seine hohe Schlagzähigkeit bekannt ist. Er kombiniert die Eigenschaften von Silizium-Mangan-Stahl mit den Vorteilen von ölhärtendem Stahl und bietet eine geringere Verformung während der Wärmebehandlung. S5 kann auf 62 Rockwell C gehärtet werden und wird hauptsächlich in hochfesten Anwendungen wie Schlagwerkzeugen, Schmiedegesenken und Schneidwerkzeugen verwendet. Im Vergleich zu S7 bietet S5 eine überlegene Zähigkeit und Festigkeit und ist daher die bessere Wahl für anspruchsvolle Umgebungen.
SteelPro Group bietet S5-Werkzeugstahl in Rundstäben, Flachstäben, Platten und Sonderformen, zugeschnitten auf verschiedene Anwendungen. Unsere Produkte erfüllen internationale Standards, darunter ASTM A681, FED QQ-T-570, SAE J437 und SAE J438, und gewährleisten Präzision und Zuverlässigkeit.
Was entspricht S5-Werkzeugstahl?
S5-Werkzeugstahl entspricht in verschiedenen Normen den folgenden Güten:
- UNS: T41905
- LÄRM: 1.2357
- JIS: SKS3
- BSModell: 230M07
Chemische Zusammensetzung von S5-Werkzeugstahl
Die Zusammensetzung von S5-Werkzeugstahl ist ausgewogen in Bezug auf Festigkeit, Zähigkeit und Verschleißfestigkeit. Wichtige Elemente wie Kohlenstoff, Chrom und Vanadium verbessern Härte und Haltbarkeit. Die folgende Tabelle listet die chemische Zusammensetzung auf.
| Element | Zusammensetzung (%) |
| Kohlenstoff (C) | 0.50 – 0.65 |
| Chrom (Cr) | ≤ 0.35 |
| Eisen (Fe) | 95 |
| Mangan (Mn) | 0.8 |
| Molybdän (Mo) | 0.77 |
| Phosphor (P) | ≤ 0.030 |
| Silizium (Si) | 2 |
| Schwefel (S) | ≤ 0.030 |
| Vanadium (V) | ≤ 0.35 |
Physikalische Eigenschaften von S5-Werkzeugstahl
Die folgende Tabelle fasst die physikalischen Eigenschaften von S5-Werkzeugstahl zusammen.
| Eigentum | Metrisch | Kaiserlich |
| Dichte | 7,85 g/cm³ | 0,284 lb/in³ |
| WAK, linear | 11,0 µm/m-°C | 6,11 µin/in-°F |
Mechanische Eigenschaften von S5-Werkzeugstahl
Die mechanischen Eigenschaften von S5-Werkzeugstahl spiegeln seine Festigkeit, Härte und Zähigkeit wider. Diese Eigenschaften variieren je nach Wärmebehandlungsbedingungen. Die folgende Tabelle fasst die wichtigsten mechanischen Eigenschaften von S5-Werkzeugstahl zusammen.
| Eigentum | Metrisch | Kaiserlich |
| Härte, Knoop | 548 | 548 |
| Härte, Rockwell C | 55 – 60 HRC | 55 – 60 HRC |
| Härte, Vickers | 560 | 560 |
| Zugfestigkeit (maximal) | 965 – 1200 MPa | 140000 – 174000 psi |
| Zugfestigkeit (Streckgrenze) | 690 MPa | 100.000 psi |
| Dehnung beim Bruch | 9-15% | 15% |
| Kompressionsmodul | 160 GPa | 23.207 ksi |
| Schermodul | 80 GPa | 11603 ksi |
Die mechanischen Eigenschaften von S5-Werkzeugstahl werden durch die Wärmebehandlung beeinflusst, hauptsächlich aufgrund von Veränderungen der Mikrostruktur.
- Höhere Abschrecktemperaturen und schnellere Abkühlungsraten erzeugen Martensit, was die Härte und Zugfestigkeit erhöht, aber die Zähigkeit verringert.
- Durch das Anlassen bei bestimmten Temperaturen wird die Härte verringert und die Duktilität und Zähigkeit verbessert.
- Mit zunehmender Härte nehmen Bruchdehnung und Schlagzähigkeit typischerweise ab.
Wärmebehandlung von S5-Werkzeugstahl
Der Wärmebehandlungsprozess ist entscheidend, um die Leistung von S5-Werkzeugstahl zu maximieren und optimale Härte, Zähigkeit und Verschleißfestigkeit sicherzustellen. Bei SteelPRO Group liefern wir S5-Werkzeugstahl in vorbearbeitetem oder gebrauchsfertigem Zustand, sodass unsere Kunden mit minimaler Nachbearbeitung Material erhalten, das auf ihre spezifischen Anforderungen zugeschnitten ist.
Glühen
Heizung: Erhitzen Sie den Stahl gleichmäßig auf 1550 °F (843 °C).
Einweichzeit: Halten Sie den Stahl 1 Stunde pro 25,4 mm (1 Zoll) Dicke, um eine gleichmäßige Temperaturverteilung sicherzustellen.
Kühlprozess: Lassen Sie den Stahl langsam mit 11 °C pro Stunde abkühlen, bis er 538 °C erreicht. Lassen Sie den Stahl dann an der Luft auf Raumtemperatur abkühlen.
Härte nach dem Glühen: Nach dem Glühen sollte die Härte zwischen 180-220 HB liegen, abhängig von der genauen Abkühlung und Zusammensetzung.
Aushärtung
Vorwärmen: Erhitzen Sie den Stahl langsam auf 871 °C (1600 °F). Bei komplexen oder großen Teilen heizen Sie ihn zunächst auf 649 °C (1200 °F) vor, um thermische Spannungen und Rissbildungsrisiken zu verringern.
Austenitisierung: Nach dem Vorwärmen die Temperatur zur Austenitisierung auf 1800 °F (982 °C) erhöhen.
Einweichzeit: Die ersten 25,4 mm (1 Zoll) des Materials sollten 30 Minuten lang gehalten werden, danach weitere 15 Minuten pro 25,4 mm Dicke, um eine gleichmäßige Erwärmung zu gewährleisten.
Abschrecken: Kühlen Sie den Stahl in Öl oder Luft auf unter 66 °C (150 °F) ab, um eine martensitische Umwandlung zu erreichen und sicherzustellen, dass der Stahl richtig aushärtet.
Anlassen
Heizung: Erhitzen Sie den Stahl zum Anlassen gleichmäßig auf 1100 °F (593 °C).
Einweichzeit: Halten Sie den Stahl 1 Stunde pro 25,4 mm (1 Zoll) Dicke.
Kühlung: Lassen Sie den Stahl nach dem Anlassen an der Luft abkühlen.
Erweitertes Einweichen (für große Abschnitte): Bei Querschnitten über 6 Zoll (152,4 mm) 4–6 Stunden bei Anlasstemperatur einweichen, um innere Spannungen zu minimieren und die Stabilität der EDM-Werkzeuge nach der Behandlung zu verbessern.
Kryogene und Niedertemperaturbehandlung
Kryogene und Niedertemperaturbehandlungen steigern die Leistung von S5-Werkzeugstahl durch Verbesserung der Verschleißfestigkeit, Zähigkeit und Dimensionsstabilität. Beide Behandlungen erfolgen nach dem Härten und vor dem Anlassen.
Kryogenische Behandlung
Temperatur: -80 °C bis -196 °C (-112 °F bis -320 °F)
Zeit: 24 bis 48 Stunden
Zweck: Wandelt Restaustenit in Martensit um und verbessert so Härte und Verschleißfestigkeit.
Niedertemperaturbehandlung
Temperatur: -80 °C bis -120 °C (-112 °F bis -184 °F)
Zeit: 6 bis 12 Stunden
Zweck: Sorgt für Spannungsabbau und verbessert die Dimensionsstabilität.
S5 Werkzeugstahl Produktformen
S5-Werkzeugstahl ist in verschiedenen Formen erhältlich, darunter Rundstäbe, Flachstäbe, Platten und Sonderformen, wobei die typischen Größenbereiche auf unterschiedliche Anwendungen zugeschnitten sind. Wir gewährleisten für alle unsere Produkte eine strenge Toleranzkontrolle. Wenn Ihr Projekt Größen außerhalb des Standardbereichs erfordert, können wir kundenspezifische Abmessungen herstellen.
| Produktform | Größenbereich (metrisch) | Größenbereich (Imperial) |
| Runde Stäbe | Durchmesser: 25mm – 500mm | Durchmesser: 1″ – 20″ |
| Länge: 1000mm – 6000mm | Länge: 3′ 3″ – 19′ 8″ | |
| Flache Stäbe | Dicke: 5mm – 100mm | Dicke: 0,2″ – 4″ |
| Breite: 50mm – 500mm | Breite: 2″ – 20″ | |
| Länge: 1000mm – 6000mm | Länge: 3′ 3″ – 19′ 8″ | |
| Platten | Dicke: 5mm – 100mm | Dicke: 0,2″ – 4″ |
| Breite: 100mm – 1500mm | Breite: 4″ – 59″ | |
| Länge: 1000mm – 4000mm | Länge: 3′ 3″ – 13′ 1″ | |
| Benutzerdefinierte Formen | Individuell nach Kundenwunsch | Individuell nach Kundenwunsch |
S5 Werkzeugstahl Anwendungen
Aufgrund der Kombination aus Härte, Zähigkeit und Verschleißfestigkeit eignet sich S5-Werkzeugstahl gut für Werkzeuge und Komponenten, die hoher Beanspruchung, Stößen und Verschleiß ausgesetzt sind. Nachfolgend sind die spezifischen Anwendungen aufgeführt, bei denen S5-Werkzeugstahl häufig verwendet wird:
- Stanzwerkzeuge: Wird in Schneid- und Stanzwerkzeugen für Metall und Kunststoff verwendet.
- Schmiedegesenke: Ideal für die Herstellung von Matrizen, die heißes Metall in Schmiedeprozessen formen.
- Kunststoff-Spritzgusswerkzeuge: Wird in Formen und Einsätzen für den Kunststoffguss verwendet.
- Kaltbearbeitungswerkzeuge: Stempel, Meißel und Matrizen für Kaltumformungsvorgänge.
- Klingen für die Metallbearbeitung: Messer, Scheren und Sägeblätter zum Schneiden von Metallen.
- Gewindeschneidwerkzeuge: Gewindebohrer und Schneideisen zum Schneiden von Gewinden in zähe Materialien.
- Bergbau-Ausrüstung: Komponenten wie Bohrmeißel und Steinbrecher.
- Formeinsätze für Druckguss: Einsätze zum Gießen von Aluminium-, Zink- und Magnesiumlegierungen.
Maßgeschneiderter S5-Werkzeugstahl für höhere Leistung
Bei SteelPro Group bieten wir S5-Werkzeugstahl in Rundstäben, Flachstäben, Platten und Sonderformen an, alles auf Ihre genauen Spezifikationen zugeschnitten. Wir bieten auch D2-Stahlplattenprodukte mit hohem Kohlenstoff- und Chromanteil. Unsere Dienstleistungen umfassen Präzisionsbearbeitung, Sondergrößen und Wärmebehandlungen wie Härten und Anlassen, um eine optimale Leistung für Ihre spezifischen Anwendungen sicherzustellen.
Mit unserem Fachwissen und unseren flexiblen Lösungen verkürzen wir die Verarbeitungszeit und liefern hochwertigen, gebrauchsfertigen S5-Stahl für Ihre Projekte.
