4140 Legierungsstahl CNC-Bearbeitung —
Chrom-Molybdän · Hochfest · Alle Zustände
AISI 4140 ist der vielseitigste Legierungsstahl der Technik — herausragende Festigkeit, Ermüdungsbeständigkeit und Durchhärtbarkeit. Wir bearbeiten alle Zustände: geglüht, vorgehärtet und vollständig gehärtet.
Warum AISI 4140 wählen?
4140 Chrom-Molybdän-Stahl ist der bevorzugte Konstruktionsstahl für Teile, die gleichzeitig Festigkeit, Zähigkeit und Ermüdungsbeständigkeit erfordern. Er ist in mehreren Zuständen erhältlich, passend zu Ihrer Anwendung.
Herausragende Ermüdungsbeständigkeit
Der Chrom- und Molybdängehalt von 4140 bietet außergewöhnliche Beständigkeit gegen zyklische Belastung — ideal für Wellen, Zahnräder und Strukturteile unter dynamischer Belastung.
Hohe Zugfestigkeit
Vorgehärtetes 4140 liefert je nach Anlassen 655–1.000 MPa Zugfestigkeit. Wärmebehandelte Zustände können 1.500 MPa überschreiten.
Gute Durchhärtung
4140 härtet zuverlässig bis ca. 100 mm Durchmesser durch. Geeignet für Wärmebehandlung auf HRC 20–54 entsprechend Ihren Festigkeits- und Verschleißanforderungen.
Gute Zerspanbarkeit
Im geglühten oder vorgehärteten Zustand (P20-Äquivalent) lässt sich 4140 gut mit Hartmetallwerkzeugen bearbeiten. Gehärtete Güten erfordern langsamere Vorschübe und starre Aufspannung.
4140 Lieferzustände
4140 ist in mehreren Wärmebehandlungszuständen erhältlich. Wählen Sie vor der Angebotsanfrage den richtigen Zustand — er bestimmt Bearbeitungsstrategie, Kosten und Endeigenschaften.
| Zustand | Härte | Zugfestigkeit | Zerspanbarkeit | Am besten für | Typische Anwendungen |
|---|---|---|---|---|---|
| Annealed | ≤ 197 HB | 655 MPa | Gut | Starkes Schruppen, Schweißen | Strukturteile, Schweißbaugruppen |
| Pre-Hardened (P/H) | 28–34 HRC | 930–1,080 MPa | Mäßig | Allgemeiner Maschinenbau | Wellen, Werkzeuge, Formaufbauten |
| Hardened & Tempered | 36–54 HRC | 1,170–1,800 MPa | Schwierig | Hoher Verschleiß, hohe Last | Zahnräder, Gesenke, Kupplungen |
| Normalised | 179–235 HB | 740–900 MPa | Gut | Gleichmäßiges Korngefüge | Präzisionsbearbeitete Teile |
Bearbeitungsspezifikationen
Standardfähigkeiten für CNC-Fräsen und -Drehen von 4140-Stahl bei Ginwate.
| Eigenschaft | Wert |
|---|---|
| Standardtoleranz | ±0.01 mm |
| Hochpräzisionstoleranz | ±0.005 mm |
| Maximale Bauteilgröße (Fräsen) | 600 × 400 × 300 mm |
| Maximale Bauteilgröße (Drehen) | Ø300 × 1000 mm |
| Oberflächengüte (nach Bearbeitung) | Ra 1.6 μm |
| Oberflächengüte (fein) | Ra 0.4 μm |
| Maximal erreichbare Härte | 54 HRC (heat treated) |
| Werkstoffnorm | AISI 4140 / DIN 42CrMo4 |
Oberflächenbehandlungen für 4140 Stahl
Nachbearbeitungen im Haus oder über qualifizierte Partner. Geben Sie Oberfläche und Zustand gemeinsam auf Ihrer Zeichnung an.
Wie bearbeitet
Ra 1,6–3,2 μm direkt von der Maschine. Genaue Abmessungen mit sichtbaren Werkzeugspuren. Kostengünstigste Option.
Brünierung
Milder Korrosionsschutz mit mattschwarzem Aussehen. Minimale Maßänderung (< 2 μm). Üblich für Werkzeuge und Vorrichtungen.
Chemisch Nickel
Gleichmäßige 10–50 μm Schicht. Hervorragende Korrosions- und Verschleißbeständigkeit ohne Verlust der Maßgenauigkeit.
Hartverchromung
60–72 HRC Oberflächenhärte, hervorragende Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit. Üblich für Hydraulikstangen und Wellenzapfen.
Einsatzhärten / Nitrieren
Oberflächenhärte 55–65 HRC mit zähem Kern. Gasnitrieren erzeugt eine 0,1–0,6 mm harte Schicht ohne Verzug.
Induktionshärten
Selektives Oberflächenhärten für Zahnflanken, Zapfen und Lagersitze bei zähem Kern.
Verzinkung
Wirtschaftlicher Korrosionsschutz für unkritische Umgebungen. Klare oder gelbe Chromatpassivierung.
Phosphatierung
Mangan- oder Zinkphosphat für besseren Korrosionsschutz und Lackhaftung. Üblich für Werkzeuge und Automobilteile.
Design-Tipps für die 4140-Stahlbearbeitung
4140 verhält sich je nach Wärmebehandlungszustand sehr unterschiedlich. Diese Tipps verhindern kostspielige Fehler vor Beginn der Bearbeitung.
Geben Sie den erforderlichen Zustand (geglüht, vorgehärtet oder gehärtet & angelassen) vor dem Angebot auf Ihrer Zeichnung an — er ändert Bearbeitungsstrategie und Kosten grundlegend.
Für Teile, die nach der Bearbeitung wärmebehandelt werden, lassen Sie an kritischen Flächen 0,1–0,3 mm Aufmaß für Verzug und zum Fertigschleifen.
Gewindegründe und Keilnutecken sind Spannungskonzentratoren. Geben Sie nach Möglichkeit großzügige Verrundungsradien (≥ 1,5 mm) in stark ermüdungsbeanspruchten Zonen an.
4140 ist im geglühten Zustand mit Vorwärmung (150–260 °C) und Spannungsarmglühen nach dem Schweißen schweißbar. Das Schweißen von vorgehärtetem Material wird nicht empfohlen.
Innenkantenradien in Taschen sollten ≥ 1,5 mm für geglühtes und ≥ 2,0 mm für vorgehärtetes 4140 betragen, um Werkzeugbruch zu vermeiden.
Für Wellen, die eine Kombination aus hoher Ermüdungslebensdauer und Verschleißbeständigkeit erfordern, sollten Sie die Lagersitze induktiv härten und den Körper normalisiert lassen.
4140 Stahl CNC-Anwendungen
4140-Stahlteile von Ginwate werden in der Schwerindustrie, Öl & Gas, im Werkzeugbau, in der Automobil- und Verteidigungsbranche eingesetzt.
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