DE2018938B2

DE2018938B2 - Use of rustproof, precipitation-hardened steels as material for die plates

Info

Publication number: DE2018938B2
Application number: DE19702018938
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Ing. Krieglach Kaiserfeld; Karl Dipl.-Ing. Muerzzuschlag Reisenauer; Wilfried Dipl.-Ing. Unger
Original assignee: VEREINIGTE EDELSTAHLWERKE AG (VEW) WIEN NIEDERLASSUNG VEREINIGTE EDELSTAHLWERKE AG (VEW) VERKAUFSNIEDERLASSUNG BUEDERICH 4005 MEERBUSCH
Current assignee: VEREINIGTE EDELSTAHLWERKE AG (VEW) WIEN NIEDERLASSUNG VEREINIGTE EDELSTAHLWERKE AG (VEW) VERKAUFSNIEDERLASSUNG BUEDERICH 4005 MEERBUSCH
Priority date: 1969-04-30
Filing date: 1970-04-20
Publication date: 1980-09-25
Also published as: DE2018938A1; AT315886B; DE2018938C3

Description

Zur Herstellung von Kunststoffplatten, Tafeln aus synthetische Harze enthaltenden Schichtpreßwerkstoffen, mit oder ohne Beschichtung versehenen Holzfaseroder Spanplatten sowie Hartgeweben, die kunststoffbeschichtet sind, u-dgL, dienen als auswechselbare, formgebende Werkzeuge sogenannte Preßbleche oder, wie sie in neuerer Zeit treffender bezeichnet werden, Preßwerkzeugplatten. Diese Preßwerkzeugplatten werden vorwiegend in Ein- oder Mehretagenpressen eingesetzt, die zusätzlich häufig noch mit Heiß- und Kühlwasservorrichtungen ausgestattet sind. Die Temperaturen nämlich, bei denen der Preßvorgang abläuft, liegen beispielsweise bei Kunststoffen auf der Basis aminoplastischer Harze bei 140— 150⁰C und bei solchen aiÄ der Phenolharzgrundlage, wie sie unter anderem zur Herstellung von Hartpapier und Hartgewebe für die Elektroindustrie als Isoliermaterial Verwendung finden, bei 160-170° GFor the production of plastic sheets, sheets from laminated press materials containing synthetic resins, with or without a coating provided wood fiber or chipboard as well as hard fabrics that are plastic-coated, u-dgL, so-called press plates are used as exchangeable, shaping tools or, as they have been more appropriately referred to in recent times, press tool plates . These press tool plates are mainly used in single or multi-daylight presses, which are also often equipped with hot and cooling water devices. The temperatures namely, where the pressing takes place are, for example, in plastics based on aminoplastic resins at 140- 150 ⁰ C and at such AIAE the phenolic resin base, such as are used, inter alia, for the production of hard paper and hard tissue for the electronic industry as insulating material, at 160-170 ° G

Aufgrund des breit gestreuten Produktionsprogrammes auf dem Kunststoffplattensektor sind daher die Beanspruchungen, die an solche Preßwerkzeugplatten aus Stahl gestellt werden, enorm gestiegen. Dies betrifft nicht nur die mechanische Komponente, wie Festigkeit, Verschleißwiderstand und Oberflächengüte, sondern auch die stark in Erscheinung tretende chemische Aggressivität der zu verpressenden Kunststoffe. Dadurch kommt dem Korrosionswiderstand der eingesetzten Stähle besondere Bedeutung zu.Due to the wide range of production programs in the plastic sheet sector, the The stresses placed on such press tool plates made of steel have increased enormously. this concerns not just the mechanical components, such as strength, wear resistance and surface quality, but also the strong chemical aggressiveness of the plastics to be pressed. Through this The corrosion resistance of the steels used is of particular importance.

Im wesentlichen wurden bisher zur Herstellung von Preßwerkzeugplatien nichtrostende, austenitische Chrom-Nickel-Stähle mit bis zu 0,12% Kohlenstoff, 18% Chrom, 8-9% Nickel oder martensitische sowie ferritische, nichtrostende Chrom-Stähle mit ca. 0,2% Kohlenstoff und 13% Chrom oder bis 0,1% Kohlenstoff und ca. 17% Chrom verwendet.So far have essentially been used to manufacture Stainless, austenitic press tool plates Chromium-nickel steels with up to 0.12% carbon, 18% chromium, 8-9% nickel or martensitic as well as ferritic, rustproof chromium steels with approx. 0.2% carbon and 13% chromium or up to 0.1% carbon and approx. 17% chromium are used.

Den nichtrostenden, austenitischen und ferritischen Stählen, die wegen ihrer günstigeren Korrosionseigenschaften den erhöhten Anforderungen wohl besser entsprechen, haftet jedoch der Nachteil an. daß ihre Festigkeiten niedriger liegen und auch durch Kaltverformung nur bis zu einem bestimmten Ausmaß gesteigert werden können. Dabei erreich! mäh bei den ferritischen Stählen Zugfestigkeiten nach dem Glühen und entsprechenden Kaltwalzen von ca. 80—90 kp/mm² und bei austenitischen, korrosionsbeständigen Chrom-Nickel-Stählen je nach Zusammensetzung und angewandter Kaltverformung Zugfestigkeiten von 50— lOOkp/mnV Dadurch liegen Preßwerkzeugplatten aus solchen Stählen in den Standzeiten gegenüber den martensitischen Chrom-Stählen, bei denen nach einem Härten Zugfestigkeiten von 140—150 kp/mm² erreicht werden, ungünstiger. For die Erzeuger von Kunststoffpreßplatten kommt aber der längeren Lebensdauer der eingesetzten Werkzeuge besondere Bedeutung zu.However, the stainless, austenitic and ferritic steels, which, because of their more favorable corrosion properties, meet the increased requirements better, have the disadvantage. that their strengths are lower and can only be increased to a certain extent by cold working. Achieve it! In the case of ferritic steels, tensile strengths after annealing and corresponding cold rolling of approx. 80-90 kp / mm ² and in austenitic, corrosion-resistant chromium-nickel steels, depending on the composition and applied cold deformation, tensile strengths of 50-100 kp / mnV Steels in terms of service life are less favorable than martensitic chromium steels, in which tensile strengths of 140-150 kp / mm ^{2 are achieved after hardening.} For the producers of plastic compression plates, however, the longer service life of the tools used is of particular importance.

Es sind daher in letzter Zeit die härtbaren, nichtrostenden, martensitischen Chrom-Stähle, die auf Härten von 45 Rc und darüber gebracht werden können, bei der Preßwerkzeugplattenerzeugung stärker in Erscheinung getreten, obwohl man dabei die geringere Korrosionsbeständigkeit dieser Stahllegierungen in Kauf nehmen mußte. Der martensitische Chrom-Stahl erfordert jedoch eine sehr umfangreiche Wärmebehandlung, wobei es überdies notwendig wird, für das Härten und Anlassen der Preßwerkzeugplatten Einspannvorrichtungen bzw. Quetten zu verwenden, um die erforderlichen planen Tafeln zu eiha'f.n. Trotz dieser Vorrichtungen ist es aber schwierig, cne von den Verbrauchern solcher Preßwerkzeugplatien geforderte Ebenheit zu erreichen und es sind vielfach weitere aufwendige und zeitraubende Rjthtarbeiten notwendig.It is therefore lately the hardenable, rustproof, martensitic chromium steels that Hardnesses of 45 Rc and above can be brought to a higher level in die plate production appeared, although one considers the lower corrosion resistance of these steel alloys had to accept. However, the martensitic chromium steel requires a very extensive one Heat treatment, which is also necessary for the hardening and tempering of the die plates To use clamping devices or quettes in order to eiha'f.n the required flat panels. Despite of these devices, however, it is difficult to cne of the Consumers of such Preßwerkzeugplatien to achieve the required flatness and there are many more complex and time-consuming re-work necessary.

Es hat sich nunmehr überraschend herausgestellt, daß neben den bisher eingesetzten Stählen für die Herstellung von PreßwerkzeugplatUin auch solche aus der Gruppe der nichtrostenden, ausscheidungsgehärteten Stähle dafür gut geeignet sind. Bisher hat man diese Gruppe der nichtrostenden Stahllegierungen für den vorliegenden Verwendungszweck nicht in Betracht gezogen.It has now surprisingly been found that in addition to the steels previously used for the production of PreßwerkzeugplatUin also those from the group of stainless, precipitation-hardened steels are well suited for this. So far you have this Group of stainless steel alloys not considered for the purpose at hand drawn.

Aus dem Bericht »International Nickel« 1963 — Ausscheidungshärtbare nichtrostende Stähle —, insbesondere die Stahltypen 17-4 PH und 17-7 PH betreffend, ist es bekannt, daß diese Stähle bei Temperaturen von 315—400⁰C ihre Festigkeit beibehalten. Auch ist aus der deutschen Auslegeschrift 12 48 953 die Verwendung nichtrostender, ausscheidungsgehärteter Stähle bestimmter Zusami ensetzung, vor allem mit einem Zusatz von 1—3,5% Molybdän, die sich durch Biegen, Pressen, Stanzen oder spanlose Verformung zu Gegenständen, wie Ventilen, Ventilteilen, Pumpenschäften, Bolzen, Schaufelrädern, Düsenmotorenteilen oder Flugzeugaußenhäuten verarbeiten lassen. Diesen Veröffentlichungen kann aber keinerlei Anregung im Sinne der Erfindung entnommen werden.The report "International Nickel" 1963 - A precipitation stainless steels - in particular the types of steel 17-4 PH and 17-7 PH regard, it is known that these steels retain their strength at temperatures of 315 to 400 ⁰ C. The German Auslegeschrift 12 48 953 also specifies the use of stainless, precipitation-hardened steels with a certain composition, especially with an addition of 1-3.5% molybdenum, which can be bent, pressed, stamped or formed into objects such as valves, Have valve parts, pump shafts, bolts, paddle wheels, jet engine parts or aircraft outer skins processed. However, no suggestion whatsoever within the meaning of the invention can be taken from these publications.

Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung nichtrostender, ausscheidungsgehärteter Stähle, bestehend aus max. 0.05% C, 0.40-0,60% Si. 0.70-1.00% Mn. 16,00-1730% Cr. 330-430% Ni, 330-430% Cu, 0,25-0,45% Nb, Rest Fe mit den üblichen Verunreinigungen als Werkstoff für Preßwerkzeugplatten zur Herstellung Kunststoff enthaltender Schicht· preUsloffplatten.The invention relates to the use of stainless, precipitation-hardened steels, consisting of from max. 0.05% C, 0.40-0.60% Si. 0.70-1.00% Mn. 16.00-1730% Cr. 330-430% Ni, 330-430% Cu, 0.25-0.45% Nb, the remainder Fe with the usual impurities as a material for press tool plates for the production of plastic-containing laminated pre-rubber sheets.

Als weitere Alternative betrifft die Erfindung die Verwendung nichtrostender, ausscheidungsgehärteter Stähle, bestehend aus 0,06-0,09% C, 0,40-0,60% Si. 0,40-0,60% Mn, 16,00-17,00% Cr. 630-7,00% Ni, 0,80--1,10% Al, Rest Fe mit den üblichen Verunreinigungen für den vorstehend genannten Zweck.As a further alternative, the invention relates to the use of stainless, precipitation hardened Steels consisting of 0.06-0.09% C, 0.40-0.60% Si. 0.40-0.60% Mn, 16.00-17.00% Cr. 630-7.00% Ni, 0.80--1.10% Al, the remainder Fe with the usual impurities for the aforementioned purpose.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Stähle ergeben Zugfestigkeiten von 125—150 kp/mm². Die damit efreichlefl Hirten von bis Zu 45 Rc und darüber gewährleisten hohen Verschleißwiderstand verbunden mit entsprechender Lebensdauer, wobei das Korrosionsverhalten ebenfalls als günstig und nahe an dasjenige von solchen aus austenitischen, nichtrostenden Chrom-Nickel-Stählen heranreichend bezeichnet werden kann. Die mitunter bei PreßwerkzeugplattenThe steels to be used according to the invention give tensile strengths of 125-150 kp / mm ² . The shepherds of up to 45 Rc and above guarantee high wear resistance combined with a corresponding service life, whereby the corrosion behavior can also be described as favorable and close to that of those made of austenitic, stainless chromium-nickel steels. Sometimes with press tool plates

aus den letztgenannten Stählen beobachtete Neigung zum Kleben tritt bei den erfindungsgemäß zu verwendenden Stählen nicht auf.The tendency to stick observed from the last-mentioned steels occurs in the case of the steels according to the invention used steels.

Die Preßwerkzeugplatten aus den erfindungsgemäß au verwendenden Stählen sind nach dem Lösungsglühen gut zu richten und können im Anschluß daran durch Auslagern auf die entsprechend hohen Härtewerte gebracht werden, ohne daß großer Verzug eintritt Die Beseitigung etwaiger Unebenheiten liegt jedoch bei diesen Stählen, bedingt auch durch den gegebenen Gefügezustand, noch im Bereich des maschinellen Richtens. Im praktischen Betrieb kommt diesem Umstand deswegen Bedeutung zu, weil bei händischem Richten anstelle einer Richtmaschine die Kosten beträchtlich ansteigen und überdies ein Unsicherheitsfaktor hinzutritt The press tool plates made from the steels used according to the invention are after solution heat treatment easy to straighten and can then by aging to the correspondingly high hardness values be brought without great delay Removal of any unevenness is, however, with these steels, also due to the given State of the structure, still in the area of machine straightening. This comes in practical operation This is important because manual straightening instead of a straightening machine increases the costs increase considerably and, moreover, add an element of uncertainty

Als sehr wesentlich ist noch anzuführen, daß Preßwerkzeugplatten aus den erfindungsgemäß zu verwendenden Stählen alle Oberflächenausführungen erlauben, wie Schleifen, Mattieren, Polieren und Verchromen.It is also very important to note that press tool plates from the according to the invention to using steels allow all surface finishes, such as grinding, matting, polishing and Chrome plating.

Preßwerkzeugp!^!ten aus dem erfindungsgemäß zu verwendenden Stahl bestehend aus max. 0,05% C, 0,40-0.60% Si. 0,70 -1.00% Mn. 16,00-17,50% Cr, 3,50-4,50% Ni, 3,50-4,50% Cu. 0,25-0,45% Nb.Pressing tools from the according to the invention The steel used consists of max. 0.05% C, 0.40-0.60% Si. 0.70-1.00% Mn. 16.00-17.50% Cr, 3.50-4.50% Ni, 3.50-4.50% Cu. 0.25-0.45% Nb.

Rest Fe mit den üblichen Verunreinigungen wurden einer Lösungsglühur.g bei 1050⁰C und einem 60—90 Minuten betragenden Halten sowie einem anschließenden Luftabkühlen· Die erreichte Zugfestigkeit betrug ·> dabei ca. 150 kp/mm².The remainder of Fe with the usual impurities was subjected to a solution heat treatment at 1050 ^° C. and holding for 60-90 minutes, followed by air cooling. The tensile strength achieved was approx. 150 kp / mm ² .

Des weiteren haben sich auch die in analoger Weise aus dem alternativ gemäß der Erfindung zu verwendenden Stahl (Zusammensetzung nach Anspruch 2) hergestellten Preßwerkzeugplatten hervorragend bein währtFurthermore, those to be used in an analogous manner from the alternative according to the invention Steel (composition according to claim 2) produced press tool plates excellently lasts

Die aus den erfindungsgemäß zu verwendenden Stählen hergestellten Preßwerkzeugplatten wurden mit bestem Erfolg zur Herstellung der nachstehend genannten. Kunststoff enthaltenden Schichtpreßstoffr> platten eingesetzt, u.zw. von dekorativen Schichtstoffplat'en, solchen für technische Laminate, Span- oder Holzfaserplauen mit und ohne Beschichtung, Thermoplastplatten, beschichteten Betonschalungsplatten, oberflächenveredelten Asbestzementplatten sowie als _>o Trennplatten bei der Gipsplattenfertigung.The press tool plates produced from the steels to be used according to the invention were used with best success to manufacture the following. Laminate containing plastic> plates inserted, u.zw. of decorative laminate panels, those for technical laminates, chipboard or wood fiber panels with and without coating, thermoplastic panels, coated concrete shuttering panels, surface-refined asbestos-cement panels and as _> o Separating plates in plasterboard production.

To achieve certain properties and to It can be useful to meet special requirements

sein, die erfindungsgemäß zu verwendenden Stähle entweder im Vakuum oder mittels Elektroschlacke-Um-be, the steels to be used according to the invention either in a vacuum or by means of electroslag conversion

j-, schmelzverfahren zu erschmelzen oder umzuschmelzen.j-, melting process to melt or remelt.

Claims

Patent claims:

1. Use of stainless, precipitation-hardened steels, consisting of max. 0.05% C, 0.40-0.60% Si, 0.70-1.00% Mn, 16.00-1730% Cr, 330-430% Ni, 330-430% Cu, 0.25-0.45% Nb, The remainder Fe with the usual impurities as a material for pressing tool plates for production Laminated plastic sheets containing plastic.

Z Use of rustproof, precipitation-hardened steels, consisting of 0.06-0.09% C, 0.40-0.60% Si, 0.40-0.60% Mn, 16.00-17.00% Cr, 630-7.00% Ni and 0.80-1.10% Al, the remainder Fe with the conventional impurities as a material for pressing tool plates for the production of plastic containing Laminated panels.

ίο