W1 Wasserhärtungswerkzeug Stahl: Eigenschaften, Verwendung & Fertigung für kalte Arbeiten

Metallteile benutzerdefinierte Herstellung

Wenn Sie einen ultravarbbaren Werkzeugstahl für einfache Kaltaufgaben benötigen-wie grundlegende Schneidwerkzeuge oder Stempel mit niedrigem Volumen-W1 Wasserhärtungswerkzeug Stahl ist die ideale Wahl. Bekannt für ihre unkomplizierteWasserhärtungseigenschaften und einfache Vervollständigbarkeit, Diese Legierung löst gemeinsame Schmerzpunkte wie hohe Materialkosten oder komplexe Wärmebehandlung. In diesem Leitfaden, Wir werden die wichtigsten Eigenschaften aufschlüsseln, reale Verwendungen, Herstellungsschritte, und wie es sich mit anderen Materialien vergleichert.

1. Materialeigenschaften von W1 Wasserhärtungswerkzeugstahl

Der Wert von W1 liegt in seiner einfachen Komposition: hoher Kohlenstoff für Härte, mit minimalen Legierungen, um die Kosten niedrig zu halten. Erkunden wir ihre Eigenschaften im Detail:

1.1 Chemische Zusammensetzung

Die Elemente in W1 konzentrieren sich darauf, grundlegende Härte und Wasserhärten zu liefern - keine zusätzlichen Zusatzstoffe für unnötige Leistung. Unten ist seine Standardkomposition (per AISI -Standards):

ElementInhaltsbereich (%)Schlüsselrolle
Kohlenstoff (C)0.80 – 1.00Das primäre Element für Härte; bildet Martensit während des Wasserlöschens.
Mangan (Mn)0.10 – 0.40Verbessert die Verarbeitbarkeit und steigert die Härtbarkeit leicht.
Silizium (Und)0.10 – 0.35Verstärkt die Festigkeit und Resistenz gegen Oxidation in kalten Umgebungen.
Chrom (Cr)≤ 0.10Eine Spurverunreinigung (nicht absichtlich hinzugefügt); Keine signifikanten Auswirkungen auf die Eigenschaften.
Wolfram (W)≤ 0.10Eine kleine Verunreinigung; Kein Beitrag zur Leistung.
Vanadium (V)≤ 0.10Ein Spurenelement; minimale Wirkung auf die Kornstruktur.
Schwefel (S)≤ 0.050Niedrig gehalten, um Sprödigkeit zu vermeiden, Aber höher als Legierungsstähle (akzeptabel für einfache Werkzeuge).
Phosphor (P)≤ 0.040Minimiert, um ein Riss während des Wasserlöschens zu verhindern.

1.2 Physische Eigenschaften

Diese Eigenschaften spiegeln die einfache Komposition von W1 wider - ausgerichtet über grundlegende Funktionen für kaltes Arbeiten. Alle Werte werden bei Raumtemperatur gemessen, sofern nicht angegeben:

  • Dichte: 7.85 g/cm³ (Gleich wie die meisten Kohlenstoffstähle, Werkzeuggewichtsberechnungen einfach machen).
  • Schmelzpunkt: 1430 – 1480 ° C (hoch genug, um Schmieden und Wärmebehandlung standzuhalten).
  • Wärmeleitfähigkeit: 35 W/(m · k) (höher als Legierungswerkzeugstähle, Hilfe beim Abschneiden von Wärme).
  • Wärmeleitkoeffizient: 12.5 × 10⁻⁶/° C. (aus 20 Zu 600 ° C; höher als ölhärtende Stähle, Steigerung des Verzerrungsrisikos beim Löschen).
  • Spezifische Wärmekapazität: 470 J/(kg · k) (effizient bei der Absorption von Wärme, Beschleunigen von Löschung und Temperieren).

1.3 Mechanische Eigenschaften

Die mechanischen Eigenschaften von W1 sind für die grundlegende Kaltarbeit optimiert - die Härte über Zähigkeit zu bewältigen. Nachfolgend finden Sie typische Werte nach Standardwasserlösung + Temperieren:

EigentumTypischer WertTeststandardWarum ist es wichtig
Härte (HRC)58 – 62ASTM E18Hohe Härte sorgt für scharfe Kanten fürSchneidwerkzeuge und grundlegende Stempelstirme.
Zugfestigkeit≥ 1900 MPAASTM A370Behandelt leichte kalte Arbeitskräfte (Z.B., Dünne Metallblätter scheren).
Ertragsfestigkeit≥ 1700 MPAASTM A370Widersteht dauerhafte Deformation für einfache Werkzeuggeometrien.
Verlängerung≤ 5%ASTM A370Niedrige Duktilität (Kompromiss für Härte); Anfällig für das Knacken unter starkem Aufprall.
Aufprallzählung (Charpy V-Neoth)≥ 10 J (bei 20 ° C)ASTM A370Arm-nur für Nicht-Impact-Aufgaben geeignet (Z.B., Handmeißel).
Ermüdungsstärke~ 650 MPa (10⁷ Zyklen)ASTM E466Für den Gebrauch mit niedrigem Volumen ausreichend (Nicht für die Produktion von Hochzyklus empfohlen).

1.4 Andere Eigenschaften

  • Korrosionsbeständigkeit: Arm. Kein zusätzliches Chrom - in feuchten Umgebungen zu rosten; Verwenden Sie Ölbeschichtungen zum Schutz.
  • Resistenz tragen: Gut (für einfache Aufgaben). Hoher Kohlenstoffgehalt bietet einen grundlegenden Verschleißfestigkeit zum Schneiden weicher Materialien (Z.B., Weichstahl, Holz).
  • Verarbeitbarkeit: Exzellent (wenn geglüht). Tempern müde es zu HRC 18–22 müde aus, leicht zu bohren machen, Mühle, oder Datei - perfekt für kleine Geschäfte.
  • Härtbarkeit: Niedrig. Wasser löscht nur die Oberfläche und flache Schichten (bis zu 10 mm dick); Dicke Werkzeuge haben weiche Kerne.
  • Wasserhärtungseigenschaften: Einfach aber effektiv. Schnelle Kühlung im Wasser erzeugt eine harte Oberfläche, Erhöht sich jedoch das Verziehen und das Rissrisiko.
  • Dimensionsstabilität: Gerecht. Hohe thermische Expansion während des Löschens verursacht Vererren - nur für Werkzeuge mit losen Toleranzen geeignet (± 0,1 mm).

2. Anwendungen von W1 Wasserhärtungswerkzeugstahl

W1 eignet sich am besten für niedrige Nachfrage, kostengünstige kalte Arbeitsaufgaben. Hier sind seine häufigsten Verwendungszwecke, mit echten Beispielen:

2.1 Grundlegende Schneidwerkzeuge

  • Beispiele: Handmeißel, Hacksaw Blades, Kleine Übungen (≤ 8 mm Durchmesser), und Holzbearbeitungswerkzeuge (Z.B., Flugzeugeisen).
  • Warum funktioniert es: Hohe Härte hält die Kanten scharf, während kostengünstige Kosten für Hobby- oder Small-Shop-Budgets entsprechen. Eine USA. Holzverarbeitungsgeschäft verwendete W1 -Flugeisen - kostete 40% Weniger Alternativen mit Legierungsstahl.

2.2 Stempelstempel mit niedrigem Volumen

  • Beispiele: Stirbt zum Stempeln von dünnen Metallblättern (≤ 1 mm) in einfache Teile wie Unterlegscheiben oder dekorative Embleme (1,000–10.000 Teile).
  • Warum funktioniert es: Erschwinglich für kurze Produktionsläufe; Wasserhärte liefert genug Härte für Lichtstempel. Ein chinesischer Handwerk Hersteller, der W1 verwendet, stirbt für Metall -Embleme - die Tool -Kosten sind vorbei gesunken 50% vs. L6 Stahl.

2.3 Kalte Scherwerkzeuge (Leichte Dienst)

  • Beispiele: Scherblätter zum Schneiden dünner Kupfer- oder Aluminiumstreifen (Niedrigbindungsgebrauch, ≤ 500 Schnitte/Tag).
  • Warum funktioniert es: Grundlegende Verschleißfestigkeit verhandelt weiche Metalle, Während die Verwirklichung das Schärfen der Klinge einfach macht. Ein europäischer Elektronik -Hobbyist verwendete W1 -Scherblätter - nur einmal wiedergegeben 3 Monate.

2.4 Einfache Schläge

  • Beispiele: Schläge zum Erstellen kleiner Löcher (≤ 4 mm) in Kunststoff oder dünnem Metall (Z.B., Hobby -Modellteile).
  • Warum funktioniert es: Niedrige Kosten für einmalige oder kleine Projekte; Wasserhärtung sorgt für die Genauigkeit der Loch für Grundbedürfnisse. Ein japanischer Modellhersteller verwendete W1 -Schläge - Teilfehlerraten waren unter 2% Für kleine Läufe.

3. Herstellungstechniken für W1 Water Härtungswerkzeug Stahl

Die Herstellung von W1 ist einfach - keine komplexen Prozesse, Für kleine Geschäfte zugänglich machen. Hier ist eine Schritt-für-Schritt-Aufschlüsselung:

  1. Schmelzen: Rohstoffe (Eisen + Kohlenstoff) werden in einem einfachen elektrischen Ofen geschmolzen (1500–1550 ° C.). Die minimale Legierung hält die Kosten niedrig.
  2. Casting: Geschmolzener Stahl wird in Spurwimmel gegossen oder in flache Stangen gerollt (häufig für Werkzeuge wie Meißel).
  3. Schmieden (Optional): Für komplexe Formen (Z.B., Schläge), Stahl auf 1100–1200 ° C erhitzen und in raue Rohlinge hämmern. Für einfache Werkzeuge, Überspringen Sie das Schmieden und verwenden Sie vorrollte Balken.
  4. Wärmebehandlung: Das Kritische (aber einfach) Zyklus für W1:
    • Glühen: Auf 800–850 ° C erhitzen, 1–2 Stunden halten, Langsam abkühlen (10–20 ° C/Stunde). Erreicht Stahl auf HRC 18–22 für die Bearbeitung.
    • Abschrecken: Wärme auf 780–820 ° C erhitzen (Bis Rotheiße), 5–10 Minuten halten, Das Wasser-Temperaturwasser löschen. Hardens surface to HRC 58–62. Notiz: Bewegen.
    • Temperieren: Aufwärmen auf 150–200 ° C, 30–60 Minuten halten, Luftkühle. Reduziert die Sprödigkeit (kritisch für das Verhinderung von Rissen) und setzt die endgültige Härte.
  5. Bearbeitung: Am meisten geformt (Schneiden, Schleifen, Schärfung) ist nach der Annealing fertig. Verwenden Sie Hochgeschwindigkeits-Stahlwerkzeuge für die Bearbeitung-Kohlenstoffwerkzeuge sind für den weichen, getemperten Zustand von W1 nicht erforderlich.
  6. Fertig: Schärfen Sie Schneidkanten mit einer Mühle; Ölbeschichtung auftragen, um Rost zu vermeiden. Zum Stempeln stirbt, Politische Kontaktflächen zum Reduzieren von Metallkleben.

4. Fallstudie: W1 in Hobby Model Punch Tools

Ein deutscher Hersteller des Hobbymodells stand vor einem Problem: Sie brauchten kleine Schläge zum Erstellen 2 MM Löcher in Kunststoffmodellteilen, Aber Legierungstahlstöße waren zu teuer für ihre Produktion mit niedrigem Volumen (500 Teile/Monat). Sie wechselten zu W1, Und hier ist was passiert ist:

  • Verfahren: Gebrauchte vorrollte W1-Balken, geglüht (HRC 20), zu Schlagform bearbeitet (2 MM -Spitzedurchmesser), wasserlöschend (800 ° C), temperiert (180 ° C), und geschärft.
  • Ergebnisse:
    • Punchkosten vergangen gesunken 60% vs. Legierungsstahl - aus $25 Zu $10 pro Schlag.
    • Das Leben war 3 Monate (1,500 Löcher)- genug für ihre Produktionsbedürfnisse.
    • Keine Rissprobleme: Die richtige Temperierung verhinderte die Sprödigkeit, Auch mit dem täglichen Gebrauch.
  • Warum funktioniert es: Der hohe Kohlenstoffgehalt von W1 lieferte genug Härte, um Plastik zu schlagen, Während seine kostengünstigen Kosten zum Hobby -Budget passen. Die einfache Wärmebehandlung war in ihrem kleinen Workshop leicht durchzuführen.

5. W1 vs. Andere Materialien

Wie ist W1 im Vergleich zu gemeinsamen Alternativen für budgetfreundliche Kältearbeit? Bewerten wir wichtige Eigenschaften:

MaterialHärte (HRC)Wasserhärtung?VerarbeitbarkeitKosten (vs. W1)Am besten für
W1 Wasserhärtungstahl58 – 62JaExzellent100%Hobby -Werkzeuge, Stempel mit niedrigem Volumen, Einfache Schneidwerkzeuge
L6 Ölhärtungstahl55 – 58NEIN (Öl)Exzellent180%Werkzeuge mit mittlerer Volumen (Weniger Verzerrungen als W1)
Kohlenstoffstahl (1095)55 – 60NEIN (spröde)Gut80%Ultra-kostengünstige Werkzeuge (noch weniger hart als W1)
Hochgeschwindigkeitsstahl (HSS)60 – 65NEINArm500%Hochgeschwindigkeitsschnitt (Overkill für W1 -Gebrauch)
S7 Stoßfestem Stahl45 – 50NEIN (Öl)Gerecht300%Hochwirkungswerkzeuge (W1 kann den Auswirkungen nicht bewältigen)

Schlüssel zum Mitnehmen: W1 ist die billigste Option für einfache kaltarbeit. Es ist weniger langlebig als Legierungsstähle, aber weitaus erschwinglicher - für Hobbyisten perfekter, Kleine Geschäfte, oder Produktion mit niedrigem Volumen.

Sicht der Yigu -Technologie auf das W1 -Wasserhärtungswerkzeugstahl

Bei Yigu Technology, W1 ist unsere Anlaufstelle für Kunden mit Budgetbeschränkungen und grundlegenden Werkzeugbedürfnissen wie Hobbyisten, kleine Hersteller, oder Schulen, die Metallbearbeitung unterrichten. Der einfache Wasserhärtungsprozess und die günstigen Kosten machen es zugänglich, Während seine Härte den Anforderungen einfacher kalter Aufgaben entspricht. Wir empfehlen immer das richtige Temperieren, um ein Riss zu vermeiden, und empfehlen W1 nur für Nicht-Impact, Niedrigbindungsgebrauch. Für Unternehmen, die Tool Designs starten oder testen, W1 ist nicht nur ein Material-es ist eine kostengünstige Möglichkeit, funktionale Tools ohne Vorabinvestition zu erstellen.

FAQ über W1 Wasserhärtungswerkzeug Stahl

1. Kann W1 für die Produktion mit hoher Volumen verwendet werden (100,000+ Teile)?

Nein-W1s niedrige Ermüdungsfestigkeit und schlechte Zähigkeit machen es für den Gebrauch mit hohem Volumen ungeeignet. Es wird sich schnell abnutzen oder knacken, Dies führt zu häufigen Werkzeugersatz. Für hochvolumige Aufgaben, Wählen Sie stattdessen L6 oder S7 Steel aus.

2. Wie kann ich das Verzerrung beim Löschen von W1 in Wasser reduzieren??

Das Verziehen minimieren: (1) Verwenden Sie klein, Einfache Werkzeuggeometrien (Komplexe Formen verziehen mehr); (2) Gleichmäßig abschätzen - das gesamte Werkzeug in Wasser gleichzeitig unterbinden; (3) Vermeiden Sie eine Überhitzung - nur auf 780–820 ° C hüsten (Überhitzung erhöht den thermischen Stress).

3. Ist W1 zum Schneiden harter Metalle geeignet (Z.B., Edelstahl)?

Nein - W1s Verschleißfestigkeit reicht nur für weiche Materialien wie Weichstahl aus, Aluminium, oder Plastik. Harte Metalle schneiden (HRC > 25) Wird schnell die W1 -Werkzeuge matt. Für harte Metalle, Verwenden Sie HSS- oder Carbid -Tools.

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