Inhalt
Wassergehärteter W1-Werkzeugstahl: Eigenschaften, Verfahren und Verwendung
- John
W1-Werkzeugstahl ist eine gute Wahl, wenn Sie ein Material benötigen, das sowohl robust als auch leicht zu bearbeiten ist. Es eignet sich perfekt für Werkzeuge wie Schneidkanten, Stifte und Wellen, bietet solide Verschleißfestigkeit und die Fähigkeit, schnell auszuhärten.
In diesem Artikel werden wir die wichtigsten Merkmale, Anwendungen und Wärmebehandlungsschritte für W1-Werkzeugstahl untersuchen. Egal, ob Sie gerade erst anfangen oder das Beste aus diesem vielseitigen Material herausholen möchten, wir haben das Richtige für Sie.
Was ist W1-Werkzeugstahl?
W1-Werkzeugstahl ist ein kohlenstoffreicher Stahl mit 0,70–1,50% Kohlenstoff. Er gehört zur Gruppe der wasserhärtenden Werkzeugstähle und wird allgemein als Kaltarbeitsstahl kategorisiert. W1 wird häufig in Form von Bohrstangen, -stäben oder -rundstäben verwendet und erfüllt Normen wie ASTM A686 und EN ISO 4957. W1 ist für seine gute Bearbeitbarkeit und hohe Härte bekannt und wird häufig in Anwendungen wie Wellen, Stiften, Schmiedewerkzeugen und Werkzeugen mit kurzfristigem Verschleiß verwendet.
Was ist Stahl der Güteklasse W?
Stahl der Güteklasse W ist eine Gruppe wasserhärtender Werkzeugstähle, die hauptsächlich aus Kohlenstoff und kleinen Mengen an Legierungselementen wie Chrom und Vanadium bestehen. Gängige Güteklassen sind W1, W2 und W3.
Was ist der Unterschied zwischen W1- und W2-Stahl?
W1-Werkzeugstahl hat einen höheren Kohlenstoffgehalt (0,70–1,50%) als W2 (0,90–1,10%), was W1 härter und verschleißfester macht. W2 hat jedoch etwas mehr Mangan, was seine Zähigkeit und Rissbeständigkeit verbessert. Er weist bei höheren Temperaturbelastungen eine bessere Leistung auf als W1.
Was ist der Unterschied zwischen W1 und 1095?
W1-Stahl hat einen höheren Legierungsgehalt (Mangan, Silizium) für bessere Verschleißfestigkeit und Zähigkeit, was ihn ideal für Kaltarbeitswerkzeuge macht. 1095 ist ein einfacherer Kohlenstoffstahl, der hauptsächlich für Klingen und Schneidwerkzeuge verwendet wird, mit ausgezeichneter Schnitthaltigkeit, aber geringerer Zähigkeit im Vergleich zu W1.
Äquivalente Güten von W1 Werkzeugstahl
Hier finden Sie eine hilfreiche Übersicht über die entsprechenden Güteklassen für W1-Werkzeugstahl, die in verschiedenen Normen und Spezifikationen in unterschiedlichen Regionen anerkannt sind.
| Normen | Klassen |
| UNS | T72301 |
| SAE J437 | W108, W109, WhO, W112 |
| SAE J438 | W108, W109, W110, W112 |
| EN ISO 4957 | 1.1545 / C105U |
Chemische Zusammensetzung von W1-Werkzeugstahl
Nachfolgend sehen Sie eine typische Stahlpfannenanalyse für W1-Werkzeugstahl, die die genaue chemische Zusammensetzung zeigt, die sicherstellt, dass der Stahl die erforderlichen Spezifikationen für Ihre Projekte erfüllt:
| Element | Zusammensetzung (%) |
| Kohlenstoff (C) | 0,70 – 1,50 |
| Mangan (Mn) | 0,10 – 0,40 |
| Silizium (Si) | 0,10 – 0,40 |
| Chrom (Cr) | 0.15 |
| Nickel (Ni) | 0.2 |
| Molybdän (Mo) | 0.1 |
| Wolfram (W) | 0.15 |
| Vanadium (V) | 0.1 |
| Kupfer (Cu) | 0.2 |
| Phosphor (P) | Max 0,025 |
| Schwefel (S) | Max 0,025 |
Physikalische Eigenschaften von W1-Werkzeugstahl
Hier finden Sie eine Kurzreferenztabelle zu den physikalischen Eigenschaften von W1-Werkzeugstahl im metrischen und imperialen System.
| Eigentum | Metrische Einheit | Kaiserliche Einheit |
| Dichte | 7,83 g/cm³ | 0,283 lb/in³ |
| Schmelzpunkt | 1435°C | 2615°F |
| Wärmeleitfähigkeit | 30–40 W/m²K | 17,5–23,0 BTU·ft/h·ft²·°F |
| Spezifische Wärmekapazität | 0,48 J/g·K | 0,115 BTU/lb-°F |
| Elektrischer spezifischer Widerstand | 0,0007 Ω·cm | 0,0003 Ω·Zoll |
| Härte (HRC) | 50 HRC bis 55 HRC | 50 HRC bis 55 HRC |
| Wärmeausdehnungskoeffizient | 11–12 µm/m·°C | 6,1–6,7 µin/in·°F |
Mechanische Eigenschaften von W1-Werkzeugstahl
Diese Tabelle bietet einen Vergleich der wichtigsten mechanischen Eigenschaften von W1-Werkzeugstahl und gibt Ihnen einen klaren Überblick über seine Leistung.
| Eigentum | Metrische Einheit | Kaiserliche Einheit |
| Maximale Zugfestigkeit | 1680 MPa | 244.000 psi |
| Streckgrenze | 1500 MPa | 218.000 psi |
| Härte (nach Wärmebehandlung) | 50–55 HRC | 50–55 HRC |
| Schlagzähigkeit | 10–20 J (Charpy-V-Kerbe) | 7,4–14,8 ft-lb |
| Kompressionsmodul | ~140 GPa | ~20.000 ksi |
| Schermodul | ~80 GPa | ~11.600 ksi |
| Elastischer Modul | 200 GPa | 29.000 ksi |
| Poissonzahl (25 °C) | 0,27–0,30 | 0,27–0,30 |
| Ermüdungsfestigkeit | 600 MPa | 87.000 psi |
Hauptmerkmale von W1-Werkzeugstahl
Hervorragende Härte
W1-Werkzeugstahl bietet aufgrund seines hohen Kohlenstoffgehalts (0,70–1,50%) eine hervorragende Härte und ist daher äußerst verschleißfest. Dies macht ihn ideal für Schneidwerkzeuge, Wellen und Stifte, die der Reibung über einen längeren Zeitraum standhalten müssen.
- Einschränkung: Bei gleicher Härte ist W1 insbesondere in dickeren Abschnitten anfälliger für Sprödigkeit, d. h. es kann bei starker Stoß- oder Schlagbelastung reißen oder brechen.
Mäßige Zähigkeit für geringe bis mittlere Beanspruchung
W1 bietet ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Härte und Zähigkeit und ist daher ideal für Anwendungen mit mäßiger Beanspruchung oder bei denen das Material keinen übermäßigen Stößen ausgesetzt ist.
- Einschränkung: Wenn Ihr Projekt eine hohe Schlagfestigkeit erfordert, ist ein härterer Stahl wie S7 möglicherweise besser geeignet.
Gute Zerspanbarkeit im geglühten Zustand
W1-Stahl lässt sich im geglühten Zustand relativ leicht bearbeiten und eignet sich daher hervorragend für präzise Schnitte oder enge Toleranzen.
- Einschränkung: Im Vergleich zu kohlenstoffärmeren Stählen wie 1045 ist W1 in gehärteter Form schwieriger zu bearbeiten.
Wasserhärtung für eine effiziente Wärmebehandlung
W1 ist ein wasserhärtender Stahl, d. h. er kann durch Wasserabschrecken schnell und kostengünstig gehärtet werden. Dies macht ihn zu einer beliebten Wahl für Massenproduktion und Anwendungen mit hohem Volumen.
- Einschränkung: Der schnelle Abschreckprozess kann zu Verformungen oder Verzerrungen führen, insbesondere bei dickeren Teilen. Im Vergleich zu lufthärtenden Stählen wie A2 ist W1 empfindlicher gegenüber Maßänderungen während der Wärmebehandlung.
Herstellung und Prozess von W1-Werkzeugstahl
Schmieden und Formen
W1 Werkzeugstahl kann effektiv geschmiedet werden im Temperaturbereich von 1900 °F bis 1550 °F (1038°C bis 843°C). Es ist wichtig, Schmieden unter 1500°F (815 °C), da dies die strukturelle Integrität des Stahls beeinträchtigen kann. Vermeiden Sie auch Überhitzung, da übermäßige Temperaturen zu Kornwachstum und Zähigkeitsverlust führen können.
W1 ist schwer zu formen aufgrund seiner Härte, kann aber effektiv geformt werden, wenn in der geglühter Zustand.
Wärmebehandlung
Glühen
Durch das Glühen wird W1-Werkzeugstahl weicher, sodass er sich viel leichter bearbeiten lässt und innere Spannungen abgebaut werden. Dies ist der erste Schritt, wenn Sie vor dem Härten eine Bearbeitung planen.
- Heizung: Erhitzen Sie den Stahl auf 1350 °F bis 1450 °F (732 °C bis 788 °C)Dadurch kann der Stahl gleichmäßig erhitzt werden.
- Einweichen: Behalten Sie den Stahl bei dieser Temperatur für ca. 1 bis 2 Stunden, je nachdem wie dick das Material ist.
- Kühlung: Nach dem Einweichen den Stahl abkühlen lassen langsam in einem Ofen um Verformungen zu vermeiden, lassen Sie es dann an der Luft auf Raumtemperatur abkühlen. Dies hilft, innere Spannungen abzubauen, ohne den Stahl zu beschädigen.
Aushärtung
Dadurch wird der Stahl härter und verschleißfester und erhält die für Schneid- und Werkzeuganwendungen erforderliche Haltbarkeit.
- Vorwärmen: Erhitzen Sie den Stahl zunächst auf ca. 1200 °F (649 °C) um eine gleichmäßige Erwärmung vor dem Aushärten zu gewährleisten.
- Aushärtung: Dann erhitzen Sie es auf 1425 °F bis 1475 °F (774 °C bis 802 °C) für etwa 30 Minuten pro Zoll Dicke. Dadurch wird sichergestellt, dass die Wärme vollständig in das Material eindringt.
- Abschrecken: Sobald die Zieltemperatur erreicht ist, schrecken Sie den Stahl schnell ab in Wasser oder Salzlake (Um härteren Stahl zu erhalten, eignet sich Salzlake besser). Achten Sie darauf, bei der richtigen Temperatur abzuschrecken, um übermäßige Verformungen zu vermeiden.
Anlassen
Das Anlassen ist wichtig, um die Sprödigkeit zu verringern und die endgültige Härte zu erreichen. Es wird nach dem Härten durchgeführt, um die Eigenschaften des Stahls zu optimieren.
- Nach dem Härten wird der Stahl bei Temperaturen zwischen 300°F und 1200°F (149°C bis 649°C) je nach gewünschter Härte. Einweichen für 1 bis 2 Stunden, dann an der Luft abkühlen lassen.
- Wenn der Stahl beim Erhitzen oder Abschrecken übermäßigen Spannungen oder Verformungen ausgesetzt ist, kann ein zweiter Glühzyklus durchgeführt werden. Dadurch kann die Sprödigkeit noch weiter reduziert werden.
Bearbeitung
W1 Werkzeugstahl hat gute Zerspanbarkeit, vergleichbar mit anderen kohlenstoffreichen Werkzeugstählen wie O1 oder A2, aber es ist schwieriger zu bearbeiten als kohlenstoffarme Stähle. Es wird typischerweise in seiner geglühter Zustand um das Schneiden zu erleichtern. Standard-Schnellarbeitsstahl (HSS) oder Hartmetallwerkzeuge werden häufig verwendet, um glatte Schnitte zu erzielen und die Lebensdauer des Werkzeugs zu verlängern.
Schweißen
W1 Werkzeugstahl ist nicht gut schweißbar aufgrund seines hohen Kohlenstoffgehalts, der das Risiko von Rissen erhöht. Wenn Schweißarbeiten erforderlich sind, ist es wichtig, den Stahl auf etwa 500 °F bis 1200 °F (260 °C bis 649 °C) um den Thermoschock zu reduzieren.
Wärmebehandlung nach dem Schweißen, wie z.B. Anlassen oder Spannungsarmglühen, wird empfohlen, um die Materialeigenschaften wiederherzustellen.
Anwendungen von W1-Werkzeugstahl
W1-Werkzeugstahl wird häufig für Werkzeuge und Präzisionsteile in Branchen wie der Automobil-, Maschinenbau- und Fertigungsindustrie verwendet. Er eignet sich besonders für die Produktion kleiner bis mittlerer Stückzahlen, bei denen hohe Härte und Verschleißfestigkeit erforderlich sind.
Schneidewerkzeuge
W1 wird verwendet, um Bohrstangen, Wasserhähne, Reibahlenund stirbt, bietet hervorragende Kantenbeständigkeit und Verschleißfestigkeit für allgemeine Schneidaufgaben.
Formgebungs- und Formwerkzeuge
Es wird auch verwendet für Klingen, Schneidkantenund Formwerkzeuge zum Formen von Materialien wie Holz, Kunststoff und Weichmetallen, wobei die Schärfe auch bei mäßiger Beanspruchung erhalten bleibt.
Stempel und Matrizen
W1 ist ideal für Schläge, stirbtund Stanzwerkzeuge die eine hohe Härte und Haltbarkeit erfordern, insbesondere in der Automobilindustrie und Fertigungsindustrie.
Vorrichtungen und Halterungen
Aufgrund seiner Zähigkeit ist der Stahl eine gute Wahl für Vorrichtungen, Spielpläneund Spezialwerkzeuge die sowohl Präzision als auch Verschleißfestigkeit erfordern.
Andere Werkzeuganwendungen
W1 wird auch verwendet für Schmiedewerkzeuge, pinsund Wellen in verschiedenen mechanischen und Produktionsprozessen.
- Ist W2-Stahl gut für Messer?
Ja, W2-Stahl eignet sich hervorragend für Messer. Er bietet hervorragende Schnitthaltigkeit, Verschleißfestigkeit und Zähigkeit und ist daher ideal für scharfe, langlebige Klingen, die Belastungen standhalten, ohne abzusplittern.
Produkte Formen von W1 Werkzeugstahl
W1-Werkzeugstahl ist in mehreren Standardformen erhältlich, um seine Vielseitigkeit für unterschiedliche Anwendungen sicherzustellen. Nachfolgend finden Sie die gängigsten Formen und ihre typischen Anwendungen:
Bohrstangen
Verwendung: W1-Bohrstangen sind ideal zum Präzisionsbohren und -schneiden und werden häufig bei der Herstellung kleiner Werkzeuge, Vorrichtungen und Halterungen verwendet.
Bars
Verwendung: W1-Werkzeugstahlstangen werden häufig zur Herstellung von Matrizen, Stempeln und anderen Schneidwerkzeugen verwendet, bei denen Haltbarkeit und Verschleißfestigkeit erforderlich sind.
Runden
Verwendung: Rundstäbe werden häufig zur Herstellung von Wellen, Stiften und anderen zylindrischen Bauteilen verwendet.
Holen Sie sich den richtigen W1-Werkzeugstahl für Ihre Anforderungen
Suchen Sie nach W1-Werkzeugstahl, der gleichbleibende Qualität und Leistung für Ihre Anwendungen bietet? Bei SteelPro Group liefern wir Bohrstangen, Barrenund Runden aus W1-Stahl, alle erfüllen Industriestandards wie ASTM A686 und EN ISO 4957.
Neben hochwertigen Materialien bietet die SteelPro Group individuelle Größenanpassung, präzises Schneiden und maßgeschneiderte WärmebehandlungsservicesWir bieten auch schneller Versand und technischer Support damit Sie das Beste aus Ihrem W1-Stahl herausholen, unabhängig von der Projektgröße oder -komplexität.
Wenn Sie benötigen D2 Werkzeugstahl Dank der verbesserten Verschleißfestigkeit kann die SteelPro Group auch qualitativ hochwertige Produkte bereitstellen.
