CH412953A - Verfahren zur Herstellung gegossener Schnellstahlwerkzeuge - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung gegossener     Schnellstahlwerkzeuge       Es wurde bereits vorgeschlagen, Schnellstahlwerk  zeuge als     Stahlformguss    herzustellen. Über die Er  gebnisse, die mit solchen Werkzeugen erzielt wurden,  liegen jedoch im Schrifttum nur wenige Angaben  vor. Soweit hier über Vergleiche zwischen gegossenen       Schnellstahlwerkzeugen    und Werkzeugen aus typen  gleichen warmverformten Stählen berichtet wird, er  gibt sich ein widerspruchsvolles Bild. So wurde fest  gestellt, dass     Fräser    aus     Stahlguss    im Grobschnitt die  gleiche Leistung wie geschmiedete     Fräser    haben.

   An  derseits wurde festgestellt, dass Drehmesser aus     un-          verformtem    Schnellstahl merklich niedrigere Stand  zeiten als solche aus verformtem Werkstoff ergeben.  



  Die     Auftragsschweissung    von Schnellstahl hat  trotz zahlreicher positiver Versuchsergebnisse für die  Neuanfertigung von Werkzeugen keine nennenswerte  Anwendung gefunden. Der Grund hierfür liegt in den  Bearbeitungskosten für auftragsgeschweisste Werk  zeuge, die im Vergleich zu den Fertigungskosten bei  normaler Herstellung meist zu hoch liegen und au  sserdem wohl auch in den Schwierigkeiten der Be  herrschung der     Abbrandverhältnisse,    der     Erstarrungs-          bedingungen    und der Porenbildung beim Aufschwei  ssen.

   Die mit vorschriftsmässig aufgetragenen und  in qualitativer Hinsicht     einwandfreien    Schichten ge  machten guten Erfahrungen sind jedoch nicht ohne  weiteres auf     Schnellarbeitsstahl    übertragbar, der in  Formen, beispielsweise in Präzisionsgiessformen, ver  gossen wurde, da hier ganz andere Abkühlungs  verhältnisse vorliegen.  



  Die Möglichkeit aber, gegossene Schnellstahl  werkzeuge herzustellen, die etwa die gleiche Leistung  wie Werkzeuge aus warmverformten Stählen haben,  wäre aus zahlreichen Gründen sehr vorteilhaft.  



  Erwähnt sei die Möglichkeit der Einsparung von       Bearbeitungs-    und Materialkosten bei der Werkzeug  herstellung, die bei verwickelten Stückformen und    bei Verwendung von hochwertigen, schwer verform  baren und schlecht     zerspanbaren    Werkstoffen be  sonders ins Gewicht fallen wird.  



  Hingewiesen sei aber auch auf den     Vorteil    der  Gestaltungsfreiheit bei Benützung von     Formgiessver-          fahren.    Hierdurch wird es z. B. möglich, am     Guss-          stück    genügende     Spanabflussräume    vorzusehen, die  Schnittbedingungen durch geeignetere     Schneidenaus-          bildung    zu verbessern oder den Übergang vom     Fräser-          zahn    zum Grundkörper nicht gradflächig, sondern  zweckmässiger zu gestalten.

   Es kann aber auch die  Herstellung von komplizierten     Formfräsern,    die bis  her aus fertigungstechnischen Gründen aus mehreren  Einzelteilen zusammengebaut werden mussten, durch  Giessen als ein einziges Stück erheblich verbilligt  werden.  



  Die vorliegende Erfindung     betrifft    ein Verfahren  zur Herstellung gegossener     Schnellstahlwerkzeuge,     welches die aufgezeigten     Vorteile    der Verwendung  eines     Formgiessverfahrens    deshalb auszunützen ge  stattet, weil normalerweise die danach hergestellten  Werkzeuge die gleichen und in vielen Fällen bessere  Leistungen aufweisen als Werkzeuge aus warmver  formten     Stählen.     



  Durch eingehende Versuche konnte festgestellt  werden, dass es notwendig ist, für gegossene     Schnell-          stahlwerkzeuge    einen Stahl zu verwenden, dessen  Kohlenstoffgehalt um 0,1 bis 0,4 % über dem eines  noch genügend warmverformbaren Stahles sonst glei  cher Zusammensetzung liegt. Diese obere zulässige       Kohlenstoffgrenze    ist für einen     Schnellarbeitsstahl     durch die Zahl der     Karbide    gegeben, die, wenn sie  zu     zahlreich    auftreten, durch ihre     versprödende    Wir  kung die Stahlqualität stark vermindern und die       Schmiedbarkeit    spontan verschlechtern.

   Die Karbid  menge hängt ihrerseits vom Vorhandensein verschie  dener     Karbidbildner,    z.     B.        Wolfram,        Vanadin,    ab, so      dass sich für jede     Schnellstahlart    die oberste Kohlen  stoffgrenze durch die Legierungszusammensetzung  ergibt.  



  Die gegossenen     Schnellstahlwerkzeuge    werden  einer     Härtungsbehandlung    bei der gleichen Tempe  ratur, wie sie für geschmiedete Werkzeuge aus dem  noch genügend warmverformbaren Stahl sonst glei  cher Zusammensetzung zur Anwendung kommt, un  terzogen. Zur Vermeidung von möglichen über  hitzungserscheinungen bei Benützung dieser Härte  temperatur erfolgt die     Härtungsbehandlung    anschlie  ssend an eine     Diffusionsglühung    der     Gussstücke    bei  1050-1200 C     während    1-8 Stunden.  



  Es ist bekannt, warmverformte hochlegierte       Schnelldrehstähle    mit normalem     Kohlenstöffgehalt     vor dem Härten einer langzeitigen     Homogenisierungs-          glühung    bei Temperaturen zwischen 1000-1250  C  zur Verbesserung der Standzeiten zu unterziehen.  Ferner ist bekannt, dass die Erwärmung von Schnell  stahlblöcken auf     Schmiedeanfangstemperatur    ähnlich  wie eine     Diffusionsglühung    wirkt.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren ist bei allen       Schnellstahlsorten,    deren Kohlenstoffgehalt um 0,1  bis 0,4% über dem eines noch genügend warm  verformbaren Stahles sonst gleicher Zusammenset  zung liegt, mit     Vorteil    anwendbar und führt ins  besondere bei     kobaltlegierten        Schnelldrehst'ählen    zu  überraschenden     Leistungsteigerungen.     



  Versuchsweise wurden aus einem Stahl mit  12,5 % W, 4 %     Cr,    4     %    V, 5     %    Co und 1,38-1,42 % C  nach dem     Präzisionsgiessverfahren    Werkzeuge her  gestellt und diese im Vergleich zu Werkzeugen glei  cher Abmessungen aus geschmiedetem Stahl mit  12,5 % W, 4 %     Cr,    4     %    V, 5     %    Co und 1,25-1,4 % C  im     Fräsvorgang    erprobt.

       Sämtliche    Werkzeuge wur  den nach     Vorwärmung    auf 850  C von 1230 bis  l260  C aus dem     Salzbad        in        Öl    gehärtet und zweimal  je 1 Stunde bei 570  C angelassen.  



  Mit den Werkzeugen aus geschmiedetem Stahl  wurde unter den gewählten Versuchsbedingungen ein       Fräsweg    von etwa 1700 m im Mittel erzielt, wäh  rend die gegossenen Werkzeuge nur einen mittleren       Fräsweg    von<B>1100</B> m erbrachten.  



  Vergleichsweise wurde an     Gussstücken    mit bei  spielsweise 12,5 % W, 4 %     Cr,    4 % V, 5     %    Co und  1,65 % C nach dem Härten und Anlassen ohne vor  gängige     Diffusionsglühung    eine weitere Verminde  rung des mittleren     Fräsweges    auf 1000 m beobachtet.  Bei diesen Werkzeugen konnten nach dem Härten  bereits perlenförmige Auswüchse auf der     Oberfläche     festgestellt werden. Eine     überhitzungserscheinung       war jedoch nicht mehr zu beobachten, wenn vor  dem Härten eine einstündige     Diffusionsglühung    bei  1100  C zur Anwendung kam.  



  Wurden beispielsweise präzisionsgegossene Werk  zeuge mit 12,5     %    W, 4 %     Cr,    4 % V, 5 % Co und  1,65 % C diffusionsgeglüht und gehärtet, so konnte  unter vergleichbaren Bedingungen ein     Fräsweg    von  2400 m im Mittel und damit im Vergleich zur Lei  stung der Werkzeuge aus geschmiedetem Stahl von  im Mittel 1700 m eine überraschende Verbesserung  erzielt werden.  



  Die Verwendbarkeit der erfindungsgemäss erhalte  nen Werkzeuge beruht darauf, dass bei deren Her  stellung ein grobes     Gusskorn    vermieden werden kann.  



  Es ist bekannt, dass mit gegossenen     Fräsern    nur  dann gute Ergebnisse erzielt werden können, wenn  beim Giessen dafür gesorgt wird, dass möglichst ge  ringe     Seigerungen    und ein möglichst feines     Lede-          buriteutektikum    entsteht.  



  Gegenstand der Erfindung ist somit ein Ver  fahren zur Erzeugung gegossener Schnellstahlwerk  zeuge, wobei der Kohlenstoffgehalt des Stahles, aus  welchem sie hergestellt werden, um 0,1-0,4 % über  dem eines noch genügend warmverformbaren Stahles  sonst gleicher Zusammensetzung liegt.    Hierbei werden die     Gussstücke    mit dem erhöhten  Kohlenstoffgehalt einer     Diffusionsglühung    bei<B>1050</B>  bis 1200  C von 1-8 Stunden Dauer und anschliessend  einer     Härtungsbehandlung    bei der gleichen Tempe  ratur, wie sie für geschmiedete Werkzeuge aus dem  noch genügend warmverformbaren Stahl sonst glei  cher Zusammensetzung zur Anwendung kommt, un  terzogen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung gegossener Schnell stahlwerkzeuge, dadurch gekennzeichnet, dass der Kohlenstoffgehalt des Stahls, aus welchem sie her gestellt werden, um 0,1-0,4 % über dem eines noch genügend warmverformbaren Stahles sonst gleicher Zusammensetzung liegt, wobei die Gussstücke mit dem erhöhten Kohlenstoffgehalt einer Diffusionsglü- hung bei 1050-1200 C von 1-8 Stunden Dauer und anschliessend einer Härtungsbehandlung bei der glei chen Temperatur, wie sie für geschmiedete Werk zeuge aus dem noch genügend warmverformbaren Stahl sonst gleicher Zusammensetzung zur Anwen dung kommt, unterzogen werden.