DE1064542B

DE1064542B - Die Verwendung eines Stahles fuer Praegewerkzeuge, die hohen Druckbeanspruchungen ausgesetzt sind und zaehe sein muessen

Info

Publication number: DE1064542B
Application number: DED23153A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Herbert Briefs; Dipl-Ing Otto Muelders
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Current assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Priority date: 1956-06-15
Filing date: 1956-06-15
Publication date: 1959-09-03

Description

Die Verwendung eines Stahles für Prägewerkzeuge, die hohen Druckbeanspruchungen ausgesetzt sind und zähe sein müssen Die Erfindung betrifft einen Stahl für Werkzeuge, die auf Druck beansprucht werden. Solche Werkzeuge werden beispielweise zum Prägen, Kalteinsenken u. dgl. verwendet. Es wurden hierfür bisher Stähle benutzt mit Kohlenstoffgehalten zwischen 0,40 und 0,60 %, Chromgehalten von 0,50 bis 1,50 % und Nickelgehalten von 1,50 bis 4,50 %, und zwar dann, wenn die Werkzeuge bei verhältnismäßig niedrigen Druckbeanspruchungen verwendet werden sollten. Ebenfalls ist es bekannt, diesen Stählen Molybdän in Gehalten von etwa 0,20 bis 1,50 % zuzusetzen. Solche Stähle wurden auch dann benutzt, wenn die Werkzeuge feine Stege und Gravuren aufweisen mußten und starke Höhenunterschiede in ihren druckbeanspruchten Flächen zeigten. Sie wurden mit Härten eingebaut, die eine Druckbeanspruchung von etwa 200 kg/mm2 ohne plastische Formänderung zuließen. Wenn höhere Druckbeanspruchungen zu erwarten waren, wurden üblicherweise 12%ige Chromstähle mit hohen Kohlenstoffgehalten oder auch ölhärtende Chrom-Mangan-Wolfram-Stähle verwendet. Bei der erforderlichen Einbauhärte lassen diese Stähle eine Druckbelastung von etwa 300 kg/mm2 zu. Sie können aber nur für verhältnismäßig einfache Werkzeugformen verwendet werden, da bei den hohen spezifischen Belastungen die Gefahr besteht, daß Kanten, Stege und feine Gravuren ausbrechen, weil die Zähigkeit, verglichen beispielsweise mit den zuerst genannten Stählen, gering ist.
Ebenfalls ist es bekannt, für die Herstellung von Kaltschlag- und Druckwerkzeugen Stähle mit 0,5 bis 3% Nickel, 1 bis 5% Wolfram, welches ganz oder teilweise durch Vanadin ersetzt werden kann, zu verwenden, die aber frei von Chrom sind. Solche Stähle weisen zwar gute Zähigkeiten auf, sie sind aber nicht in der Lage, die hier geforderten Druckbelastungen zu ertragen.
Für Zwecke, bei denen es darauf ankommt, daß das Werkzeug einerseits die hohen spezifischen Belastungen etwa der 12%igen Chromstähle erträgt und so zäh ist, daß andererseits feine Gravuren oder Kanten nicht ausbrechen, gab es bisher keinen geeigneten Stahl. Die Eigenschaft hoher spezifischer Belastbarkeit einerseits und äußerste Zähigkeit andererseits wurden als nicht ohne weiteres vereinbar angesehen.
Zweck der Erfindung ist es, diese Lücke zu schließen und einen Stahl zu schaffen, der die oben angegebenen Eigenschaften miteinander vereint. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Verwendung eines Stahles mit 0,65 bis 0,85 % Kohlenstoff, 1,20 bis 2,50% Chrom, 0,30 bis 1,00'% Nickel, 0,30 bis 1,50% Molybdän und Rest Eisen mit den üblichen Verunreinigungen als Werkstoff für Prägewerkzeuge, die hohen Druckbeanspruchungen ausgesetzt sind und zäh sein müssen. Unter üblichen Verunreinigungen werden hier die erschmelzungsbedingten Gehalte an Mangan, Silizium, Schwefel und Phosphor verstanden. Beanspruchungen der angegebenen Art treten beispielsweise bei zügig beanspruchten Prägestempeln und Prägematrizen auf, ferner bei Einsenkstempeln sowie bei Stempeln und Büchsen für-das Kaltfließpreßverfahren.
Stähle der angegebenen Zusammensetzung sind an sich bekannt. Sie wurden aber bisher nicht für den gekennzeichneten Zweck verwendet. Vielmehr sind bislang nur die eingangs gekennzeichneten Stahlsorten hierfür benutzt worden, die aber die Nachteile aufweisen, die durch die erfindungsgemäße Verwendung des Stahles vermieden werden sollen.
Der Siliziumgehalt kann in den Grenzen zwischen 0,15 und 0,30'% liegen. Unter Umständen ist es erwünscht, die Stähle durch Kalteinsenken mit ihrer Gravur zu versehen. In diesem Falle wird zum Erzielen einer niedrigen Glühfestigkeit der Siliziumgehalt vorzugsweise unter 0,2'% gehalten. Der Mangangehalt kann, wie durch die üblichen Schmelzbedingungen gegeben, bis zu 0,8% betragen, vorzugsweise soll er sich jedoch in den Grenzen von 0,2 bis 0,4% bewegen.
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, den Stahl in einer Zusammensetzung zu verwenden, die zusätzlich noch 0,20 bis 1,000/a Wolfram aufweist, weil dadurch insbesondere die Feinkörnigkeit, Zähigkeit und der Verschleißwiderstand der einbaufertigen Werkzeuge günstig beeinflußt werden. Aus den gleichen Gründen ist es ferner zweckmäßig, einen Vanadingehalt von 0,1 bis 0,6°/o vorzusehen.
Besonders bewährt hat sich ein Stahl mit 0,7 bis 0,80% Kohlenstoff, 0,70 bis 0,8011/o Kohlenstoff, 1,40 bis 1,6011/o Chrom, 0,40 bis 0,60% Nickel, 0,60 bis 0,8011/o Molybdän, 0,30 bis 0,40% Wolfram, weniger als 0,20% Silizium und Rest Eisen mit den üblichen Verunreinigungen.
Ein solcher Stahl hat eine Belastbarkeit von etwa 300 kg/mm2, ohne daß er sich hierbei plastisch verformt. Die Zähigkeit dieses Stahles entspricht bei dieser Belastbarkeit praktisch den Zähigkeitswerten, die von den bisher für diesen Zweck üblichen Chrom-Nickel-Stählen bei der wesentlich geringeren Belastbarkeit von 200 kg/mm2 erreicht werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verwendung eines Stahles mit 0,65 bis 0.8511/o Kohlenstoff, 1,20 bis 2,50% Chrom, 0,30 bis 1,00"/o Nickel, 0,30 bis 1,50% Molybdän und Rest Eisen mit den üblichen Verunreinigungen als Werkstoff für Prägewerkzeuge, die hohen Druckbeanspruchungen ausgesetzt sind und zäh sein müssen.
2. Verwendung eines Stahles, wie er im Anspruch 1 genannt ist, der jedoch noch 0,20 bis 1,000/a Wolfram enthält, für den Zweck nach Anspruch 1.
3. Verwendung von Stählen, wie sie in den Ansprüchen 1 und 2 genannt sind, die jedoch noch 0,10 bis 0,6011/o Vanadin enthalten, für den Zweck nach Anspruch 1.
4. Verwendung von Stählen, wie sie in den Ansprüchen 1 und 3 genannt sind, deren Siliziumgehalt 0,2% nicht übersteigt, für den Zweck nach Anspruch 1, insbesondere, wenn die Gravur des Werkzeuges durch Kalteinsenken hergestellt werden soll.
5. Verwendung eines Stahles mit 0,70 bis 0,800/a Kohlenstoff, 1,40 bis 1,6011/e Chrom, 0,40 bis 0,60% Nickel, 0,60 bis 0,8011/o Molybdän, 0,30 bis 0,40% Wolfram, weniger als 0,20% Silizium und Rest Eisen mit den üblichen Verunreinigungen für den Zweck nach Anspruch 1. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 547 964; schweizerische Patentschrift Nr. 208 782; USA.-Patentschrift Nr. 1660 790.