ЧПУ-обработка легированной стали 4140 —
Хром-молибден · Высокая прочность · Все состояния
AISI 4140 — самая универсальная легированная сталь в инженерии: выдающаяся прочность, усталостная стойкость и прокаливаемость. Мы обрабатываем все состояния: отожжённое, предварительно закалённое и полностью закалённое.
Почему стоит выбрать AISI 4140?
Хромомолибденовая сталь 4140 — основной конструкционный материал для деталей, одновременно требующих прочности, вязкости и усталостной стойкости. Доступна в нескольких состояниях под вашу задачу.
Выдающаяся усталостная стойкость
Содержание хрома и молибдена в 4140 обеспечивает исключительную стойкость к циклическим нагрузкам — идеально для валов, шестерён и конструкционных деталей под динамическим напряжением.
Высокая прочность на разрыв
Предварительно закалённая 4140 обеспечивает прочность на разрыв 655–1 000 МПа в зависимости от отпуска. Термообработанные состояния могут превышать 1 500 МПа.
Хорошая сквозная прокаливаемость
4140 надёжно прокаливается насквозь до диаметра около 100 мм. Подходит для термообработки до HRC 20–54 в соответствии с вашими требованиями к прочности и износу.
Хорошая обрабатываемость
В отожжённом или предварительно закалённом состоянии (эквивалент P20) 4140 хорошо обрабатывается твердосплавным инструментом. Закалённые марки требуют меньших подач и жёсткого крепления.
Состояния поставки 4140
4140 доступна в нескольких состояниях термообработки. Выберите правильное состояние перед запросом расчёта — оно определяет стратегию обработки, стоимость и итоговые свойства.
| Состояние | Твёрдость | Прочность на разрыв | Обрабатываемость | Лучше всего для | Типичное применение |
|---|---|---|---|---|---|
| Annealed | ≤ 197 HB | 655 MPa | Хорошая | Тяжёлая черновая обработка, сварка | Конструкционные детали, сварные узлы |
| Pre-Hardened (P/H) | 28–34 HRC | 930–1,080 MPa | Умеренная | Общее машиностроение | Валы, оснастка, плиты пресс-форм |
| Hardened & Tempered | 36–54 HRC | 1,170–1,800 MPa | Сложная | Высокий износ, высокая нагрузка | Шестерни, штампы, муфты |
| Normalised | 179–235 HB | 740–900 MPa | Хорошая | Однородная зернистая структура | Прецизионные обработанные детали |
Спецификации обработки
Стандартные возможности фрезерной и токарной ЧПУ-обработки стали 4140 в Ginwate.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Стандартный допуск | ±0.01 mm |
| Высокоточный допуск | ±0.005 mm |
| Макс. размер детали (фрезерование) | 600 × 400 × 300 mm |
| Макс. размер детали (точение) | Ø300 × 1000 mm |
| Шероховатость (после обработки) | Ra 1.6 μm |
| Шероховатость (тонкая) | Ra 0.4 μm |
| Макс. достижимая твёрдость | 54 HRC (heat treated) |
| Стандарт материала | AISI 4140 / DIN 42CrMo4 |
Виды отделки поверхности стали 4140
Постобработка, выполняемая собственными силами или через квалифицированных партнёров. Указывайте отделку и состояние вместе на чертеже.
После обработки
Ra 1,6–3,2 мкм прямо со станка. Точные размеры с видимыми следами инструмента. Самый экономичный вариант.
Чёрное оксидирование
Лёгкая защита от коррозии с матово-чёрным видом. Минимальное изменение размеров (< 2 мкм). Распространено для оснастки и приспособлений.
Химическое никелирование
Равномерное покрытие 10–50 мкм. Отличная стойкость к коррозии и износу без потери точности размеров.
Твёрдое хромирование
Твёрдость поверхности 60–72 HRC, отличная стойкость к износу и коррозии. Распространено для гидроцилиндров и шеек валов.
Цементация / Азотирование
Твёрдость поверхности 55–65 HRC при вязкой сердцевине. Газовое азотирование даёт твёрдый слой 0,1–0,6 мм без коробления.
Закалка ТВЧ
Избирательная поверхностная закалка зубьев шестерён, шеек и посадочных мест подшипников при сохранении вязкой сердцевины.
Цинкование
Экономичная защита от коррозии для некритичных условий. Прозрачная или жёлтая хроматная пассивация.
Фосфатирование
Марганцевый или цинковый фосфат для улучшенной защиты от коррозии и адгезии краски. Распространено на оснастке и автомобильных деталях.
Советы по проектированию для обработки стали 4140
Поведение 4140 сильно зависит от состояния термообработки. Эти советы предотвращают дорогостоящие ошибки до начала обработки.
Укажите требуемое состояние (отожжённое, предварительно закалённое или закалённое и отпущенное) на чертеже до расчёта — оно коренным образом меняет стратегию обработки и стоимость.
Для деталей, проходящих термообработку после механической обработки, оставляйте 0,1–0,3 мм припуска на критичных поверхностях для компенсации коробления и финишного шлифования.
Впадины резьбы и углы шпоночных пазов — концентраторы напряжений. По возможности задавайте щедрые радиусы скруглений (≥ 1,5 мм) в зонах высокой усталости.
4140 сваривается в отожжённом состоянии с предварительным подогревом (150–260 °C) и снятием напряжений после сварки. Сварка предварительно закалённого металла не рекомендуется.
Радиусы внутренних углов в карманах должны быть ≥ 1,5 мм для отожжённой и ≥ 2,0 мм для предварительно закалённой 4140, чтобы избежать поломки инструмента.
Для валов, требующих сочетания высокой усталостной долговечности и износостойкости, рассмотрите закалку ТВЧ посадочных мест подшипников при нормализованном теле.
ЧПУ-применения стали 4140
Детали из стали 4140 от Ginwate используются в тяжёлой промышленности, нефтегазовой отрасли, оснастке, автомобилестроении и оборонном секторе.
Изучить другие материалы
Обработка нержавеющей стали
303, 304, 316L, 17-4 PH — коррозионная стойкость, пищевая безопасность, медицинский класс.
Обработка титана
Ti-6Al-4V и Grade 2 — биосовместимый, коррозионностойкий, прочность стали при вдвое меньшем весе.
Все материалы
Алюминий, латунь, медь, PEEK, Delrin и другое. Полный список материалов и возможностей обработки.
Нужны прецизионные детали из стали 4140?
Загрузите свои CAD-файлы и получите подробный расчёт обработки стали 4140 за 24 часа. От прототипов до серии — без минимального объёма заказа.
