P20-Werkzeugstahlblech ist der Industriestandard für mittelgroße bis große Kunststoffspritzgussformen und Zinkdruckgussformen, da es in vorgehärtetem Zustand eine vorhersehbare Dimensionsstabilität, gute Bearbeitbarkeit und hervorragende Polierbarkeit aufweist. Für Formenbauer, die eine gleichbleibende Härte über große Abschnitte, eine zuverlässige Schweißbarkeit und eine spiegelglatte Oberfläche benötigen, bietet P20-Blech in der Regel den besten Kompromiss zwischen Preis und Leistung.

Was ist die Werkzeugstahlsorte P20?

P20 ist ein niedrig legierter Chrom-Molybdän-Werkzeugstahl, der für Kunststoffspritzgussformen, Druckgussformen für niedrig schmelzende Metalle und große Werkzeugrahmen entwickelt wurde. Er wird in der Regel in einem vorgehärteten Zustand geliefert, der eine direkte Bearbeitung, Texturierung und Politur ermöglicht und gleichzeitig die inneren Spannungen niedrig hält. Zu den gebräuchlichen Handelsnamen gehören AISI/SAE P20, UNS T51620, DIN 1.2311 / 1.2738, die chinesische Norm 3Cr2Mo und Varianten der Hersteller mit kleinen chemischen Veränderungen für Nickel- oder Schwefelzusätze.

Chemische Zusammensetzung

Nachstehend finden Sie eine praktische Zusammensetzungstabelle, die für die Spezifikation und Beschaffung gedacht ist. Für die genaue chemische Zusammensetzung der einzelnen Chargen sollten die Zertifikate der einzelnen Werke konsultiert werden.

Diese Zusammenfassung der Zusammensetzung entspricht den Standarddatenblättern der Lieferanten und den Zusammenstellungen der Industrie. Käufer sollten für jede Charge einen Prüfbericht anfordern.

Mechanische und physikalische Eigenschaften

Die Lieferanten bieten in der Regel vorgehärtetes P20 mit einer Härte nahe 300 HBW (≈ 30 HRC) an. Die unten aufgeführten mechanischen Eigenschaften spiegeln den vorgehärteten Lieferzustand wider. Abweichungen ergeben sich durch die Wärmebehandlung, den Herstellungsweg und eine eventuelle Umschmelzung/ESR-Verarbeitung.

Die oben genannten mechanischen Eigenschaften stammen aus konsolidierten technischen Datenblättern, die von weltweiten Lieferanten verwendet werden, und aus technischen Referenzen.

P20-Werkzeugstahlplatte Spezifikationen

P20-Blech wird in vielen nationalen und Lieferantenformaten angeboten. Zu den gängigen Produktbezeichnungen gehören 1.2311, 1.2312 (P20+S), 1.2738 (P20+Ni) und Premium-Varianten der Hersteller (ESR, Vakuum-Lichtbogen-Umschmelzen). Typische Nennlieferbedingungen: vorgehärtet 280-320 HB oder vergütet und angelassen auf Kundenhärte.

Typische Plattenliefergrößen (Beispiele):

Die technischen Datenblätter der Hersteller bieten detaillierte Toleranzen und Rauheitsangaben für geschliffene/polierte Platten. Für Spiegelflächen oder optische Komponenten fragen Sie nach schwefelarmen, ESR-verarbeiteten Sorten.

Dicke und Gewicht: Berechnungen

Stahldichte: 7,85 kg/m² pro 1 mm Dicke (entspricht 7,85 kg pro m²-mm). Dieser Faktor macht die Berechnung der Masse einfach.

Gewicht pro Quadratmeter (kg/m²) = 7,85 × Dicke (mm)

Beispieltabelle (vorsichtige Arithmetik):

Anmerkungen:

• Verwenden Sie den Koeffizienten 7,85 für schnelle Kontrollen.

• Runden Sie bei der Beschaffung das Endgewicht entsprechend den Toleranzen des Lieferanten und berücksichtigen Sie bei der Berechnung des Nettogewichts den Beschnittverlust, die Schnittfuge und den Abtrag der Oberflächenbeschaffenheit.

Wofür wird P20 Werkzeugstahl verwendet?

Primäre Verwendungszwecke:

• Kavitäten und Kerne für Spritzgussformen für Thermoplaste.

• Zink- und Niedertemperatur-Druckgussformen.

• Große Formen, Drehschemel, Stützplatten und Ermüdungsrahmen für Gesenke.

• Backers, Verschleißstreifen und bestimmte strukturelle Werkzeugkomponenten, bei denen Polierbarkeit und gleichmäßige Härte wichtig sind.

Die Polierbarkeit und gleichmäßige Härte von P20 machen es zu einem beliebten Material für kosmetische Teile und für alle Werkzeuge, bei denen die Oberflächenbeschaffenheit in das Formteil übergeht. Bei hohem Verschleiß kann die Lebensdauer durch Nitrieren, Aufkohlen oder harte Einsätze verlängert werden.

P20-Äquivalente und Beinahe-Grade

Gemeinsame Beinahe-Äquivalente und verwandte Klassen:

• AISI/SAE P20 (UNS T51620) - Grundlegende Bezeichnung P20.

• DIN 1.2311 - oft als gemeinsames P20-Äquivalent für 1.2311-Varianten behandelt.

• DIN 1.2312 (P20+S) - Variante mit verbesserter Zerspanbarkeit durch Schwefel.

• DIN 1.2738 (P20+Ni) - nickelmodifizierte Variante für verbesserte Zähigkeit und Polierbarkeit.

• Verkäuferprämie: P20 ESR, P20 HH, und umgeschmolzene Chargen für kritische optische Oberflächen oder lange Lebensdauer.

Achten Sie bei der Ersetzung auf die Chemie, die Härte und die Verarbeitungsgeschichte. Die Oberflächenbeschaffenheit und der Grad der Verunreinigungen wirken sich auf das Spiegelpolieren und die Ermüdungsfestigkeit aus.

Unterschied zwischen 4140 Stahl und P20 Stahl

Kurze Antwort: Funktion und Wärmebehandlungsabsicht bestimmen die Wahl. 4140 ist eine universell einsetzbare Chrom-Molybdän-Strukturlegierung, die für ihre hohe Festigkeit und Schlagzähigkeit nach dem Abschreckhärten bekannt ist. P20 ist ein vorgehärteter Formenstahl, der für Polierbarkeit, Dimensionsstabilität während der Wärmebehandlung und gleichmäßige Härte über dicke Abschnitte entwickelt wurde.

Wichtige Kontraste:

• Kohlenstoff: 4140 enthält in der Regel einen höheren Kohlenstoffgehalt als P20, was ein höheres Härtungspotenzial ermöglicht.

• Zähigkeit und Festigkeit: 4140 weist nach ordnungsgemäßem Abschrecken und Anlassen oft eine höhere Zähigkeit auf.

• Oberflächengüte: P20 poliert zu einer hervorragenden Hochglanzoberfläche für kosmetische Formteile.

• Kosten: 4140 kann auf den Rohstoffmärkten billiger sein, aber die Gesamtkosten hängen von der Wärmebehandlung und der Endbearbeitung ab.

• Typische Verwendung: 4140 für mechanische Teile und Werkzeuge mit geringeren Stückzahlen; P20 für Spritzgussformen, große Formen und Werkzeuge, die eine hervorragende Politur und Maßhaltigkeit erfordern.

Hinweise zu Wärmebehandlung, Bearbeitung, Polieren und Schweißen

• Lieferbedingungen: Vorgehärtetes 280-320 HB bietet ein ausgewogenes Verhältnis von Bearbeitbarkeit und Betriebsfestigkeit.

• Härtung: P20 kann durch Aufkohlung oder Standard-Abschreck- und Anlaßzyklen weiter gehärtet werden, wenn eine höhere Oberflächenhärte erforderlich ist. Aufgekohltes P20 wird häufig für Verschleißflächen verwendet.

• Bearbeitungen: Die Zerspanbarkeit ist im Vergleich zu vielen Werkzeugstählen hoch; die Anbieter geben die Zerspanbarkeit eines Standardfreischneidstahls mit etwa 60-80% an. Varianten mit niedrigem Schwefelgehalt erzeugen eine bessere Hochglanzoberfläche, verringern aber die Zerspanbarkeit.

• Polieren: Der geringe Gehalt an Einschlüssen und der kontrollierte Schwefelgehalt sorgen für eine spiegelnde Oberfläche. Für höchste optische Qualität verwenden Sie ESR- oder schwefelarme Varianten.

• Schweißen: Die empfohlene Praxis umfasst Vorwärmen, wasserstoffarme Zusatzwerkstoffe und Spannungsabbau nach dem Schweißen. Bei kritischen Formen sollten Sie nur mit qualifizierten Verfahren und zertifizierten Schweißzusatzwerkstoffen schweißen.

• Nitrierung und Oberflächenbehandlung: Das Nitrieren bietet Verschleißfestigkeit ohne Erhöhung der Massenhärte. PVD, Verchromen oder Hartstoffbeschichtungen können von Fall zu Fall eingesetzt werden.

2025 Preisvergleich (USA, Europa, China)

Die Marktpreise für P20-Bleche hängen stark von der Gütevariante, der Wärmebehandlung, der Oberflächenbeschaffenheit, dem Umschmelzen, der Dicke, der Bestellmenge und der Fracht ab. Die nachstehende Tabelle bietet ehrliche Marktspannen, die von mehreren Handelslieferanten und großen Marktplätzen im Jahr 2024-Mitte 2025 gesammelt wurden. Verwenden Sie diese Zahlen nur für die Budgetierung. Fordern Sie Live-Angebote für die Projektbeschaffung an.

Preistreiber: Sortenvariante (P20, P20+Ni, P20+S), vorgehärtet vs. abgeschreckt, schwefelarm oder ESR, Dicke, Zuschnitt, Versand und Auftragsvolumen.

Wichtiger Hinweis zur Beschaffung: Diese Bereiche umfassen typische vorgehärtete P20-Bleche. Die Preise für aufgekohlte, nitrierte, ESR-, umgeschmolzene oder hochwertig geschliffene und polierte Bleche sind höher. Frachtkosten, Zölle, Steuern und Währungsschwankungen können die Landkosten verändern. Fordern Sie immer Werkszeugnisse, Wärmebehandlungsprotokolle und Musterkontrollen an, bevor Sie verbindliche Bestellungen aufgeben.

Kaufberatung und Qualitätskontrollen

Bestehen Sie bei der Beschaffung von P20-Platten darauf:

• Mühlenprüfbericht (chemisch und mechanisch pro Partie).

• Angaben zur Wärmebehandlung mit Angabe der erreichten Härte und ob eine Nachbearbeitung stattgefunden hat.

• Foto des Oberflächenzustands und Rauheitswerte für geschliffenes/poliertes Blech.

• Zertifikat für das Umschmelzen/ESR, falls dies für eine lange Lebensdauer oder optische Veredelung erforderlich ist.

• Rückverfolgbarkeitsmarkierungen, die die Platte mit dem Prüfbericht verbinden.

• Garantien bei Nichtkonformität und vereinbartes Rückgabeverfahren.

Bei kosmetischen Werkzeugen ist schwefelarmes oder ESR-verarbeitetes P20 vorzuziehen. Bei hohem Verschleiß ist eine aufgekohlte Hülse plus Anforderungen an die Kernzähigkeit anzugeben.

MWalloys Markenhinweis

MWalloys bietet P20-Werkzeugstahlplatten in Standard- und Premium-Varianten an, wobei die gängigen Dicken auf Lager gehalten werden. Unser Unternehmen bietet Werkspreise direkt von unseren Werken, eine vollständige Dokumentation der Werkstests und einen schnellen Zuschnittservice. Typische Vorlaufzeit für lagerhaltige Artikel: schneller Versand innerhalb weniger Tage, wenn Lagerbestand vorhanden ist; Großaufträge werden auf Vertragsbasis erfüllt. Kontaktieren Sie den MWalloys-Vertrieb für Musterstücke, MTRs und Lieferfristen.

FAQs

1. Welcher Härtegrad kommt aus der Lieferantenversorgung?
   Vorgehärtetes P20 wird in der Regel mit 280-320 HB (≈28-32 HRC) geliefert.

2. Kann P20 weiter gehärtet werden?
   Ja; Aufkohlungs- oder Abschreckhärtungszyklen ermöglichen eine höhere Oberflächenhärte. Das Nitrieren ergibt eine Oberflächenverschleißfestigkeit ohne Massenhärtung.

3. Ist P20 gut für Langzeit-Spritzgießformen?
   P20 eignet sich für Formen mit mittleren Auflagen. Für extrem hohe Zykluszahlen sollten Sie hochchromhaltige Werkzeugstähle, Einsätze aus gehärtetem Stahl oder Oberflächenbeschichtungen in Betracht ziehen.

4. Welche Sorte sollte ich für Spiegelpolitur wählen?
   Schwefelarmes oder ESR-verarbeitetes P20 ergibt die beste Hochglanzoberfläche. Geben Sie das geschliffene und polierte Oberflächenfinish beim Verkäufer an.

5. Wie geht P20 mit der Schweißreparatur um?
   Das Schweißen ist mit geeigneten Vorwärm-/Nachwärmverfahren und passendem Schweißzusatz möglich. Wenden Sie sich an eine qualifizierte Schweißanweisung (WPS).

6. Ist das P20 magnetisch?
   Ja - P20 ist wie die meisten Werkzeugstähle ferromagnetisch.

7. Mit welchen Toleranzen kann ich bei der Grundplatte rechnen?
   Die Toleranzen für geschliffene Platten hängen vom Lieferanten ab; typische Toleranzen für Ebenheit und Dicke sollten mit den Produktspezifikationen geliefert werden.

8. Kann P20 ohne Rissbildung nitriert werden?
   Eine ordnungsgemäße Prozesssteuerung minimiert die Rissbildung. Wenden Sie sich bei der Auswahl des Zyklus und dem vorherigen Spannungsabbau an den Wärmebehandlungsanbieter.

9. In welcher internationalen Norm ist die P20-Chemie aufgeführt?
   P20 erscheint in den SAE/AISI-Listen unter UNS T51620; die nahe gelegenen DIN-Bezeichnungen sind je nach Variante 1.2311, 1.2312, 1.2738.

10. Wie sollte ich P20 in einer Bestellung angeben?
    Geben Sie die Güte (P20 / 1.2311 / 1.2738), Dicke, Breite, Länge, Oberflächenbeschaffenheit (warmgewalzt / geschliffen / poliert), Lieferhärte, erforderliche MTRs und eventuelle Umschmelz-/ESR-Anforderungen an.

Maßgebliche Referenzen

• ASM Digital Library - AISI Typ P20: Formen- und Gesenkstahl (technische Zusammenfassung)
• AZoM - P20 Werkzeugstahl: technischer Überblick und Eigenschaften
• MatWeb / Werkstoff-Eigenschaftsdaten - AISI Typ P20 (T51620)