Stal narzędziowa na formy do tworzyw sztucznych 1.2311 / 40CrMnMo7 / P20 – optymalny wybór dla przetwórstwa tworzyw sztucznych
Stal 1.2311, znana również jako 40CrMnMo7 oraz AISI P20, to wysokiej jakości stal narzędziowa, która jest wykorzystywana głównie w przemyśle form do tworzyw sztucznych. Dzięki swojej wyjątkowej zdolności do hartowania, polerowania i obróbki mechanicznej, stal ta zdobyła uznanie wśród specjalistów w dziedzinie obróbki metali. Stal ta jest dostarczana zazwyczaj w stanie wstępnie utwardzonym, co minimalizuje potrzebę dodatkowej obróbki cieplnej przez użytkownika końcowego.
Obróbka mechaniczna i spawanie stali 1.2311 / 40CrMnMo7 / P20
Stal 1.2311 ma doskonałe właściwości podczas obróbki i spawania.
Stal 1.2311 cechuje się bardzo dobrą obrabialnością, co pozwala na jej precyzyjne i szybkie formowanie oraz na szybkie obrabianie wytwarzanych z tego gatunku stali narzędzi oraz elementów konstrukcyjnych. Jej właściwości sprawiają, że jest łatwa w toczeniu, frezowaniu, wierceniu czy szlifowaniu, co przekłada się na oszczędność czasu i zasobów podczas produkcji.
Dodatkowo, stal 1.2311 jest dobrze przystosowana do spawania, co pozwala na łatwe i szybkie łączenie ze sobą wielu elementów o różnych kształtach i rozmiarach. Warto jednak zwrócić uwagę na odpowiednie parametry spawania, takie jak temperatura czy prędkość chłodzenia, aby zapewnić optymalne właściwości mechaniczne i uniknąć pęknięć czy odkształceń.
Skład chemiczny stali 1.2311 / P20 / 40CrMnMo7
| C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo |
| 0,35 – 0,45 | 0,20 – 0,40 | 1,30 – 1,60 | max. 0,03 | max 0,03 | 1,80 – 2,10 | 0,15 – 0,25 |
Właściwości fizyczne i termiczne stali 1.2311 / 40CrMnMo7 / P20
1. Gęstość: Około 7,85 kg/dm³, co jest typową wartością dla stali narzędziowych.
2. Twardość w stanie dostawy: : ≤ 320 HB, ulepszone cieplnie
3. Wytrzymałość na rozciąganie przy dostawie: 950 - 1100 N/mm²
4. Współczynnik rozszerzalności cieplnej: W dokumentacji nie podano dokładnych wartości dla 1.2311, ale współczynniki dla stali narzędziowych zwykle mieszczą się w zakresie od 10 do 13 x 10⁻⁶ K⁻¹ w temperaturach pokojowych, rosnąc przy wyższych temperaturach.
5. Przewodność cieplna: Około 33 W/(m·K) przy 20°C, co jest ważne przy projektowaniu form, aby zapewnić równomierne chłodzenie i ogrzewanie.
6. Ciepło właściwe: 460 J/kg•K
Obróbka cieplna stali 1.2311 / 40CrMnMo7 / P20
Obróbka wyżarzająca: 580 - 600 °C, 2-4 h, chłodzenie w piecu
Obróbka odprężająca: 440 - 480 °C, 2-4 h, chłodzenie w piecu
Hartowanie: 830 - 870 °C, gaz pod ciśnieniem, olej, ciepła kąpiel
Odpuszczanie: Wartości dla twardości przy 860 °C, 1 h na 25 mm grubości ścianki
100°C: 51 ±1HRC
200°C: 50 ±1 HRC
300°C: 48 ±1 HRC
400°C: 46 ±1 HRC
500°C: 42 ± 1HRC
Twardość robocza 52 HRC
Przykładowe zastosowania na podstawie właściwości termicznych
Ze względu na swoje właściwości termiczne, stal 1.2311 jest często wykorzystywana w sytuacjach, gdzie konieczne jest szybkie odprowadzanie ciepła lub równomierne rozłożenie temperatury, jak w przypadku form wtryskowych, gdzie kontrola temperatury jest kluczowa dla jakości końcowego produktu.
Właściwości te sprawiają, że stal 1.2311 jest niezwykle przydatna w aplikacjach, które wymagają nie tylko odporności na uszkodzenia mechaniczne, ale również zdolności do pracy w zmiennych temperaturach bez utraty cech użytkowych.
Zastosowanie stali 1.2311 / 40CrMnMo7 / P20
Stal 1.2311 jest szeroko stosowana w produkcji form wtryskowych, matryc oraz różnych narzędzi wymagających wysokiej odporności na obciążenia mechaniczne. Jej właściwości sprawiają, że idealnie nadaje się do:
- Wysokowytrzymałe ramy form
- Formy do wtrysku z problemami odkształcenia podczas hartowania
- Formy i wkładki
- Trzymaki i wkładki do matryc
- Wysokowytrzymałe części maszyn
- Płyty formujące
- Wiadra
- Wanny
Porównanie stali 1.2311 / 40CrMnMo7 / P20 z innymi stalami narzędziowymi
W porównaniu z innymi popularnymi stalami narzędziowymi, takimi jak 1.2312 czy Toolox33, stal 1.2311 oferuje lepszą polerowalność i ogólną obrabialność, co czyni ją preferowanym wyborem dla wielu zastosowań w przemyśle form plastikowych. Stal dobrze nadaje się do spawania, znacznie lepiej niż 1.2312, a podobnie do Toolox33. Udarność oraz odporność na ściera ma zbliżone do gatunków 1.2312 oraz Toolox33.
Przybliżone, międzynarodowe odpowiedniki stali narzędziowej 40CrMnMo7, wg norm PN, EN, DIN, AISI, GOST i innych
| Kraj / Norma | Oznaczenie stali | Uwagi |
|---|---|---|
| Polska (PN) | Brak oficjalnego oznaczenia | W praktyce stosuje się oznaczenie 40CrMnMo7, zgodne z DIN |
| Europa (EN ISO 4957) | 40CrMnMo7 | Oficjalne oznaczenie wg EN ISO 4957 |
| Niemcy (DIN) | 1.2311 / 40CrMnMo7 | Klasyfikacja wg DIN 17350 |
| Austria (ÖNORM) (BÖHLER) | M201 | Oznaczenie handlowe firmy Böhler dla 1.2311 |
| USA (AISI/ASTM) | P20 | Odpowiednik wg AISI – stal narzędziowa do form wtryskowych |
| Wielka Brytania (BS) | P20 | Odpowiednik wg BS |
| Francja (AFNOR) | 40CMD8 | Odpowiednik wg AFNOR |
| Włochy (UNI) | 35CrMo8KU | Odpowiednik wg UNI |
| Czechy (ČSN) | 19520 | Stal 1.2311 w normie ČSN |
| Japonia (JIS) | SCM4 | Odpowiednik w normie JIS |
| Rosja (GOST) | Brak przypisanego | Brak jednoznacznego odpowiednika w normie GOST |
FAQ o stali 1.2311 / 40CrMnMo7 / P20
Stal 1.2311, znana również jako 40CrMnMo7, to wysokiej jakości stal narzędziowa używana głównie w produkcji form do tworzyw sztucznych oraz innych precyzyjnych narzędzi.
Stal zawiera węgiel (0.35-0.45%), krzem (0.20-0.40%), mangan (1.30-1.60%), chrom (1.80-2.10%), oraz molibden (0.15-0.25%).
Stal ta charakteryzuje się gęstością około 785 kg/dm³ i twardością w stanie dostawy do 320 HB.
Obejmują one obróbkę wyżarzającą (580-600°C), hartowanie (830-870°C) oraz odpuszczanie w temperaturze 100-500°C.
Stosowana jest w produkcji form wtryskowych, matryc, wysokowytrzymałych części maszyn, oraz różnych narzędzi wymagających wysokiej odporności na obciążenia mechaniczne.
Stal ta ma przewodność cieplną wynoszącą około 33 W/(m·K) przy 20°C, co jest ważne dla aplikacji wymagających równomiernego rozpraszania ciepła.
Stal 1.2311 jest porównywalna z Toolox33 i 1.2312, oferując lepszą polerowalność i obrabialność, co jest korzystne dla produkcji form o wysokiej jakości powierzchni.
Produkcja tej stali jest zgodna z normą DIN EN ISO 4957, co gwarantuje jej jakość i spójność właściwości.
W amerykańskim systemie AISI, stal ta jest często określana jako P20, a w europejskim systemie jako W. Nr. 1.2311.
Stal ta jest znacznie lepiej przystosowana do spawania niż inne gatunki, jak 1.2312, co jest korzystne przy konstrukcji skomplikowanych form.
Informacja prawna: Niniejszy post ma charakter wyłącznie informacyjny i służy celom handlowym i marketingowym. Firma IK Stal nie ponosi odpowiedzialności za jakiekolwiek konsekwencje wynikające z zastosowania zawartych w nim informacji. Użytkownik powinien samodzielnie zweryfikować wszystkie dane i zalecenia zawarte w tym poście, korzystając z fachowych wydawnictw i źródeł branżowych.
2311 PRIME (EN ISO 40CrMnMo7, DIN (Werkstoffnummer) 1.2311, AISI P20) – standard w przemyśle formierskim
Wstępnie hartowana stal formierska 2311 PRIME (40CrMnMo7, 1.2311, AISI P20) to złoty standard w produkcji form wtryskowych wymagających nienagannej estetyki powierzchni. Dzięki doskonałej jednorodności struktury i stabilnej twardości (~300 HB), gatunek ten jest idealny do procesów teksturowania (fakturowania) oraz polerowania. IK STAL oferuje bloki i formatki 2311 PRIME docięte na wymiar, gotowe do bezpośredniej obróbki bez dodatkowego hartowania.
Zastosowanie stali 1.2311 PRIME w formach wtryskowych wymagających fakturowania i polerowania
Dlaczego jednorodna mikrostruktura 2311 PRIME jest kluczowa dla powtarzalnego trawienia chemicznego?
Zastosowania stali 2311 PRIME wynikają bezpośrednio z jej stanu dostawy, poziomu twardości oraz właściwości użytkowych podanych w karcie technologicznej. Stal ta jest przeznaczona do pracy w aplikacjach wymagających połączenia dobrej polerowalności, dobrej teksturowalności oraz stabilnej twardości w całym przekroju materiału, także w dużych blokach.
Dostępność i wymiary stali 1.2311
Dostępność i formy dostaw stali 2311 PRIME (40CrMnMo7, 1.2311, ≈P20) w IK STAL
IK STAL jest dostawcą stali narzędziowej 2311 PRIME, znanej również jako EN ISO 40CrMnMo7, DIN 1.2311, AISI ≈ P20, w szerokim zakresie form i wymiarów, bez ilości minimalnych.
Stal 2311 PRIME (40CrMnMo7, 1.2311, ≈P20) jest dostępna w IK STAL jako:
- bloki stalowe
- kostki i formatki cięte wg specyfikacji Klienta
Materiały ze stali 2311 PRIME (40CrMnMo7, 1.2311, ≈P20) są docinane na wymagane przez Klienta wymiary, w tym na formatki, kostki oraz elementy pod indywidualne zastosowania narzędziowe.
IK STAL nie stosuje minimalnych ilości zamówienia, co umożliwia zakup pojedynczych elementów oraz krótkich serii.
IK STAL przy sprzedaży nie stosuje żadnych ograniczeń geograficznych w sprzedaży stali narzędziowej 2311 PRIME (40CrMnMo7, 1.2311, ≈P20).
Oferta obejmuje dostawy krajowe oraz międzynarodowe, w tym na rynki Unii Europejskiej oraz poza UE, niezależnie od lokalnych norm, nazewnictwa gatunku czy języka zapytania.
Oznaczenia i odpowiedniki stali 2311 PRIME (40CrMnMo7)
| Norma | Oznaczenie |
|---|---|
| EN ISO (EU) | 40CrMnMo7 |
| DIN (Werkstoffnummer) (DE) | 1.2311 |
| AISI (USA) | ≈ P20 |
| AFNOR (FR) | 40CMD8 |
| GOST (RUS) | 40KHGM |
| GB (CHN) | 3Cr2Mo |
| Inne normy krajowe | odpowiedniki wg EN ISO |
| Nazwa handlowa TG Steels | 2311 PRIME |
| Inne normy krajowe | odpowiedniki wg EN ISO |
Skład chemiczny stali 2311 PRIME (1.2311)
| Pierwiastek | Zawartość |
|---|---|
| C | 0,40 % |
| Si | 0,30 % |
| Mn | 1,45 % |
| Cr | 1,95 % |
| Mo | 0,20 % |
| P | < 0,035 % |
| S | < 0,035 % |
Wartości typowe wg karty technologicznej.
Mikrostruktura stali 1.2311 (P20)
Mikrostruktura stali 2311 PRIME jest drobna i jednorodna, bez wydzieleń oraz bez uporządkowanych pasm węglików. Zastosowana obróbka cieplna (hartowanie i odpuszczanie) została zoptymalizowana w celu uzyskania wysokiej jednorodności twardości od powierzchni do rdzenia, nawet w grubych blokach.
Właściwości fizyczne stali 40CrMnMo7 (1.2311) (zależne od temperatury)
| Temperatura °C (°F) | Gęstość [kg/m³] | Moduł E [N/mm²] | Przewodność cieplna [W/m·K] | Rozszerzalność liniowa [10⁻⁶/K] |
|---|---|---|---|---|
| 20 °C (68 °F) | 7850 | 210 000 | 34 | 11,5 |
| 100 °C (212 °F) | 7820 | 205 000 | 33 | 11,6 |
| 200 °C (392 °F) | 7790 | 197 000 | 31 | 12,9 |
| 300 °C (572 °F) | 7760 | 191 000 | 30 | 13,2 |
Obróbka cieplna stali 2311 PRIME
Stan dostawy i twardość
| Parametr | Wartość wg karty technologicznej |
|---|---|
| Stan materiału | stan ulepszony cieplnie |
| Twardość w stanie dostawy | 280–340 HB |
| Typowa twardość | ok. 300 HB |
| Konieczność dalszej obróbki cieplnej | brak – materiał gotowy do obróbki |
Wyżarzanie zmiękczające
| Parametr | Wartość |
|---|---|
| Temperatura | 710–730 °C (1310–1346 °F) |
| Czas wygrzewania | 1 h + 1 h / 25 mm grubości |
| Chłodzenie | powolne w piecu |
| Szybkość chłodzenia | 10–20 °C/h |
| Atmosfera | redukująca (zapobieganie odwęgleniu) |
Usuwanie naprężeń
| Parametr | Wartość |
|---|---|
| Temperatura | maks. 550 °C (1022 °F) |
| Czas | minimum 2 h |
| Chłodzenie | powolne w piecu do 450 °C (842 °F) |
| Zastosowanie | po obróbce mechanicznej |
Podgrzewanie wstępne – etap 1
| Parametr | Wartość |
|---|---|
| Temperatura | 450 °C (842 °F) |
| Czas | 30 s/mm grubości |
Podgrzewanie wstępne – etap 2
| Parametr | Wartość |
|---|---|
| Temperatura | 650 °C (1202 °F) |
| Czas | 30 s/mm grubości |
Austenityzowanie
| Parametr | Wartość |
|---|---|
| Zalecana temperatura | 850–870 °C (1562–1598 °F) |
| Czas wygrzewania | 30 min / cal grubości |
| Warunek czasowy | liczone od momentu osiągnięcia temperatury przez powierzchnię |
| Uwagi | nie wydłużać czasu – ryzyko rozrostu ziarna i spadku udarności |
Hartowanie
| Parametr | Wartość |
|---|---|
| Ośrodek podstawowy | olej 80 °C (176 °F) |
| Alternatywa | próżnia (> 6 bar) |
| Alternatywa | kąpiel solna 500–550 °C (932–1022 °F) |
| Preferencja technologiczna | olej lub kąpiel solna dla lepszej udarności |
Odpuszczanie
| Parametr | Wartość |
|---|---|
| Liczba cykli | podwójne odpuszczanie |
| Chłodzenie po każdym cyklu | poniżej 100 °C (212 °F) |
| Czas jednego cyklu | minimum 1 h + 1 h / 25 mm grubości |
| Cel procesu | redukcja austenitu szczątkowego i poprawa stabilności narzędzia |
Krzywa odpuszczania
| Parametr | Dane wg karty |
|---|---|
| Zakres temperatur | 200–700 °C (392–1292 °F) |
| Prezentacja danych | wykres temperowania w karcie technologicznej |
| Wartości liczbowe HRC | brak tabelarycznych danych w karcie |
Sub-zero / kriogenika
| Parametr | Informacja |
|---|---|
| Dane technologiczne | brak danych w karcie technologicznej |
Utwardzanie powierzchniowe (indukcyjne / laserowe)
| Parametr | Wartość |
|---|---|
| Metoda | indukcyjne lub laserowe |
| Maksymalna twardość powierzchni | 52–54 HRC |
| Obróbka po procesie | odprężanie 150 °C (302 °F), min. 2 h |
Obróbki powierzchniowe stali 2311 PRIME (3Cr2Mo)
Toczenie
| Parametr | Wartość wg karty technologicznej |
|---|---|
| Narzędzie | węglik spiekany |
| Prędkość skrawania | 50–120 m/min |
| Posuw | 0,15–0,35 mm/obr |
| Głębokość skrawania | 2–4 mm |
| Półwykańczanie | 110–130 m/min; 0,1–0,2 mm/obr; 2 mm |
| Wykańczanie (narzędzie monolityczne) | 120–160 m/min; 0,05–0,20 mm/obr |
Frezowanie (planowanie)
| Tryb obróbki | Prędkość skrawania | Posuw | Głębokość skrawania |
|---|---|---|---|
| Zgrubne (narzędzie węglikowe) | 50–120 m/min | 0,15–0,35 mm/obr | 2–4 mm |
| Półwykańczanie | 110–130 m/min | 0,1–0,2 mm/obr | 2 mm |
| Wykańczanie (narzędzie monolityczne) | 30–60 m/min | 0,005–0,15 mm/obr | brak danych w karcie technologicznej |
Wiercenie – wiertła HSS
| Średnica wiertła | Prędkość skrawania | Posuw |
|---|---|---|
| < 5 mm | 10 m/min | 0,05–0,10 mm/obr |
| 5–10 mm | 10 m/min | 0,10–0,15 mm/obr |
| 10–15 mm | 10 m/min | 0,18–0,25 mm/obr |
| 15–20 mm | 10 m/min | 0,22–0,29 mm/obr |
Wiercenie – wiertła węglikowe
| Typ narzędzia | Prędkość skrawania | Posuw |
|---|---|---|
| Płytki wymienne | 150–170 m/min | 0,05–0,10 mm/obr |
| Węglik monolityczny | 90–120 m/min | 0,15–0,25 mm/obr |
| Wiertło z końcówką węglikową | 50–70 m/min | 0,10–0,25 mm/obr |
Szlifowanie i EDM
| Proces | Zalecenia wg TDS |
|---|---|
| Szlifowanie | Zapewnić intensywne chłodzenie powierzchni w celu uniknięcia degradacji warstwy wierzchniej |
| EDM (drut / elektroda) | Zalecane niska gęstość prądu i wysoka częstotliwość |
| Obróbka po EDM | Odprężanie w temperaturze 25 °C (45 °F) poniżej ostatniego odpuszczania oraz całkowite usunięcie warstwy białej przez polerowanie |
Spawanie
| Parametr | Wartość wg karty technologicznej |
|---|---|
| Stan materiału | Spawanie możliwe w stanie ulepszonym cieplnie |
| Metoda | TIG |
| Drut spawalniczy | 25CrMo4 |
| Podgrzewanie wstępne | 300 °C (572 °F) |
| Temperatura międzyściegowa | maks. 350 °C (662 °F) |
| Chłodzenie po spawaniu | powolne, maks. 20 °C/h |
| Obróbka po spawaniu | 550 °C (1022 °F), 1 h + 1 h / 25 mm |
| Twardość strefy spoiny | ≈ 300 HB |
Zastosowania stali 2311 PRIME (40CMD8)
2311 PRIME (P20) jest przeznaczona do:
- form wtryskowych małych i bardzo dużych rozmiarów,
- form do tworzyw ściernych i tworzyw wzmacnianych,
- elementów wtórnych i ram form wtryskowych,
- aplikacji mechanicznych wymagających twardości około 300 HB,
- form do odlewania ciśnieniowego oraz tulei odbiorczych.
Rozwiązujemy problem techniczny
Problem: Nierównomierne fakturowanie (trawienie) i 'plamy' na powierzchni formy
Standardowe stale formierskie o niskiej czystości mogą wykazywać pasmowość struktury, co ujawnia się dopiero podczas trawienia chemicznego (fakturowania) powierzchni. Stal 2311 PRIME rozwiązuje ten problem dzięki rygorystycznie kontrolowanemu procesowi ulepszania cieplnego, który zapewnia izotropową twardość i brak segregacji węglików. Dzięki temu uzyskana tekstura (np. wzór skóry czy ziarna na plastikowych elementach) jest jednolita na całej powierzchni formy, co eliminuje kosztowne poprawki i odrzuty produkcyjne detali estetycznych.
FAQ – stal 2311 PRIME (40CrMnMo7, 1.2311, AISI P20, 40CMD8)
2311 PRIME jest wstępnie utwardzaną stalą formierską wg TDS.
2311 PRIME jest przeznaczona do form wtryskowych i aplikacji mechanicznych.
2311 PRIME jest dostarczana w stanie ulepszonym cieplnie.
Twardość 2311 PRIME w stanie dostawy wynosi 280–340 HB.
2311 PRIME nie wymaga dodatkowej obróbki cieplnej przed użyciem.
2311 PRIME jest przeznaczona do małych i bardzo dużych form.
2311 (P20) wykazuje odporność korozyjną zgodnie z charakterem stali stopowej wg TDS.
Stal 40CrMnMo7 jest odporna na warunki pracy form wtryskowych wg TDS.
Mikrostruktura 2311 PRIME jest drobna i jednorodna.
W mikrostrukturze 2311 PRIME nie występują wydzielenia węglików.
2311 PRIME zawiera mangan i chrom wg TDS.
2311 PRIME charakteryzuje się dobrą skrawalnością.
2311 PRIME wykazuje odporność na zużycie odpowiednią dla stali formierskiej.
Kluczowe właściwości 2311 PRIME to udarność i jednorodna twardość.
Spawanie 2311 PRIME jest możliwe wg TDS.
2311 PRIME nadaje się do obróbki EDM.
Po EDM 2311 PRIME wymagane jest odprężanie i usunięcie warstwy białej.
2311 PRIME nadaje się do polerowania wg TDS.
2311 PRIME nadaje się do teksturowania chemicznego.
2311 PRIME nadaje się do teksturowania laserowego.
2311 PRIME może być azotowana.
Temperatura azotowania 2311 PRIME powinna być ≤20 °C poniżej ostatniego odpuszczania.
2311 PRIME jest oznaczana wg EN ISO 40CrMnMo7, DIN 1.2311, AISI P20, AFNOR 40CMD8, GOST 40KHGM.
IK Stal oferuje stal 1.2311 w formie ciętych kostek i bloków.
Sekcja kontaktowa – techniczna (IK STAL)
Dane techniczne stali 2311 PRIME (40CrMnMo7, 1.2311, ≈P20) są udostępniane przez IK STAL niezależnie od języka zapytania, kraju pochodzenia użytkownika oraz systemu norm. Informacje obejmują dobór gatunku, parametry obróbki cieplnej oraz technologie obróbek powierzchniowych.
Global Distribution & Equivalents: We supply 2311 PRIME (40CrMnMo7, 1.2311, ≈P20) steel to customers worldwide. Our material complies with international standards, including AISI, DIN, AFNOR, GOST, GB. We offer international shipping and technical support in multiple languages.
Informacja prawna
Niniejszy post ma charakter wyłącznie informacyjny i służy celom handlowym i marketingowym. Firma IK STAL nie ponosi odpowiedzialności za jakiekolwiek konsekwencje wynikające z zastosowania zawartych w nim informacji. Użytkownik powinien samodzielnie zweryfikować wszystkie dane i zalecenia zawarte w tym poście, korzystając z fachowych wydawnictw i źródeł branżowych.