CNC-Bearbeitung
Werkzeugstahl
Werkzeugstahl ist das Fundament der industriellen Massenproduktion. Charakterisiert durch seine einzigartige Härte, Abriebfestigkeit und die Fähigkeit, bei hohen Temperaturen eine Schneidkante zu behalten, ist er das ultimative Material für Spritzgussformen, Stanzwerkzeuge und schwere Schneidwerkzeuge.
Kernmechanische Eigenschaften
Werkzeugstähle werden durch ihre Reaktion auf Wärmebehandlung definiert. Nachfolgend finden Sie die typischen mechanischen Daten für gängige Werkzeugstähle in ihrem vollständig gehärteten und angelassenen Zustand.
| Legierungsgrad | Streckgrenze | Zugfestigkeit | Härte (Rockwell C) |
|---|---|---|---|
| D2 (Hochkohlenstoff, Hochchrom) | ~ 1650 MPa | ~ 1900 MPa | 55 - 62 HRC |
| A2 (Luft härtend) | ~ 1400 MPa | ~ 1700 MPa | 57 - 62 HRC |
| O1 (Öl härtend) | ~ 1350 MPa | ~ 1650 MPa | 57 - 61 HRC |
Internationaler Gradvergleich
Die Zuordnung von Werkzeugstahlgraden weltweit ist entscheidend für den Formenbau und die Stanztechnik. Verwenden Sie unsere Zuordnungstabelle für amerikanische (AISI), europäische (DIN/EN) und chinesische (GB) Äquivalente.
| AISI / ASTM (USA) | DIN / EN (Europa) | GB (China) | Hauptmerkmale |
|---|---|---|---|
| D2 | 1.2379 / X153CrMoV12 | Cr12Mo1V1 | Extrem hohe Verschleißfestigkeit durch hohen Kohlenstoff- und Chromgehalt. Der absolute Standard für Langlauf-Kaltumform- und Stanzwerkzeuge. |
| A2 | 1.2363 / X100CrMoV5 | Cr5Mo1V | Luft härtender Stahl mit hervorragendem Gleichgewicht zwischen Verschleißfestigkeit und Zähigkeit. Sehr maßhaltig während der Wärmebehandlung. |
| O1 | 1.2510 / 100MnCrW4 | 9CrWMn | Öl härtender Stahl. Sehr gute Bearbeitbarkeit im vergüteten Zustand. Bevorzugt für maßgeschneiderte Schneidwerkzeuge, Messwerkzeuge und Kleinserien-Werkzeuge. |
Hochleistungs-Industrieanwendungen
Werkzeugstähle werden typischerweise nicht für das Endprodukt verwendet; sie sind die hochpräzisen "Werkzeuge", mit denen Millionen anderer Produkte hergestellt werden.
Spritzgussform-Kerne & Hohlräume
Wir fräsen komplexe Formgeometrien mit 5-Achsen aus Werkzeugstählen (wie H13 oder P20), die Millionen von Hochdruck-Kunststoff-Spritzzyklen standhalten, ohne ihre Maßhaltigkeit zu verlieren.
Stanz- & Ausstechwerkzeuge
D2-Werkzeugstahl wird CNC-bearbeitet und geschliffen, um schwere Stempel und Matrizen mit exakten Toleranzen herzustellen, die Bleche für die Automobil- und Geräteindustrie schneiden und formen.
Industrielle Schneidwerkzeuge & Klingen
Von Papierschredderklingen bis zu Rohrschneidscheren werden O1- und A2-Werkzeugstähle bearbeitet und wärmebehandelt, um bei kontinuierlicher Reibung messerscharfe Kanten zu behalten.
Experten-Tipps zur Bearbeitung
Die Bearbeitung von Werkzeugstahl erfordert einen zweistufigen Ansatz: Rohteilbearbeitung im weichen Zustand, gefolgt vom Härtefräsen nach der Wärmebehandlung. Huade-Ingenieure sind Experten für diesen präzisen Workflow:
- 1
Anlassen, Rohteilbearbeitung & Zugaben
Wir führen die schwere Materialentfernung durch, während der Stahl in seinem vergüteten (weichen) Zustand ist. Entscheidend ist, dass unsere Programmierer spezifische Materialzugaben (typischerweise 0,2 mm bis 0,5 mm) lassen, um leichte Verzüge zu berücksichtigen, die während des Abschreckprozesses auftreten.
- 2
Härtefräsen (HRC 50+)
Nach der Wärmebehandlung ist der Stahl unglaublich hart. Wir nutzen hochsteife 5-Achsen-Maschinen, ausgestattet mit CBN (Kubisches Bornitrid) oder TiAlN-beschichteten Vollhartmetall-Fräsen, um das Teil auf seine endgültige, exakte Mikrontoleranz zu "härtefräsen".
- 3
Integration mit Drahterodieren
Für scharfe Innenecken oder extreme Präzision in Stanzwerkzeugen (wo Fräser nicht herankommen), übergeben wir die gehärteten Werkzeugstahlblöcke nahtlos an unsere Draht-Elektroerosionsbearbeitungs-(EDM)-Zentren für makellose Endbearbeitung.
Top 3 Oberflächenbehandlungen
Bei Werkzeugstählen bezieht sich "Oberflächenbehandlung" hauptsächlich auf thermische Prozesse und fortschrittliche tribologische Beschichtungen, die die Werkzeuglebensdauer verlängern sollen.
1. Vakuum-Wärmebehandlung
Eine absolute Notwendigkeit. Das Rohteil wird in einem Vakuumofen abgeschreckt und angelassen, um die angestrebte Rockwell-Härte (HRC) zu erreichen, ohne unter Oberflächenoxidierung oder Entkohlung zu leiden.
2. PVD-Beschichtungen (TiN, TiAlN)
Physical Vapor Deposition fügt eine ultradünne, extrem harte (bis zu 80+ HRC-Äquivalent) und sehr reibungsarme Schicht auf den Werkzeugstahl hinzu. Dies verhindert Verschleiß und Fressen in reibungsintensiven Form- und Stanzanwendungen.
3. Schwarzen & Mechanisches Polieren
Um Rost an nicht schneidenden Oberflächen zu verhindern, wird Schwarzschutz aufgetragen. Für Spritzgussformen werden die Hohlräume von Hand auf einen optischen Spiegelglanz poliert, um sicherzustellen, dass die Kunststoffteile mit einer makellosen Oberfläche sauber ausgeworfen werden.
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