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.