DE2018938C3

DE2018938C3 - Use of rustproof, precipitation-hardened steels as material for pressing tool plates

Info

Publication number: DE2018938C3
Application number: DE19702018938
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl.-Ing. Mürzzuschlag Reisenauer
Original assignee: VEREINIGTE EDELSTAHLWERKE AG (VEW) WIEN NIEDERLASSUNG VEREINIGTE EDELSTAHLWERKE AG (VEW) VERKAUFSNIEDERLASSUNG BUEDERICH 4005 MEERBUSCH AT
Current assignee: VEREINIGTE EDELSTAHLWERKE AG (VEW) WIEN NIEDERLASSUNG VEREINIGTE EDELSTAHLWERKE AG (VEW) VERKAUFSNIEDERLASSUNG BUEDERICH 4005 MEERBUSCH AT
Priority date: 1969-04-30
Filing date: 1970-04-20
Publication date: 1981-08-20
Also published as: DE2018938B2; DE2018938A1; AT315886B

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, Preßwerkzcugplatten. 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—150°C und bei solchen auf der Phenolharzgrundlage, wie sie unter anderem zur Herstellung von Hartpapier und Hartgewebe für die Elektroindustrie als Isoliermaterial Verwendung finden, bei 160-17O⁰C.For 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, etc., so-called press plates are used as exchangeable, shaping tools or, as they have recently been more appropriately referred to, 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 at which the pressing process takes place are, for example, 140-150 ° C for plastics based on aminoplastic resins and for those based on phenolic resin, such as those used as insulating material for the manufacture of hard paper and hard tissue for the electrical industry, at 160-17O ⁰ C.

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 Preßwerkzeugplatten 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, stainless, austenitic ones have essentially been used for the production of press tool plates Chromium-nickel steels with up to 0.12% carbon, 18% chromium, 8-9% nickel or martensitic as well ferritic, rustproof chromium steels with approx. 0.2% carbon and 13% chromium or up to 0.1% carbon and about 17% chromium 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 erreicht man bei den ferritischen Stählen Zugfestigkeiten nach dem Glühen und entsprechenden Kaltwalzen von ca. 80—90 kp/mm² und bei austenitischen, korrosionsbeständigen Chrom-Nickel-Stähle_n je nach Zusammensetzung und angewandter Kaltverformung Zugfestigkeiten von 50—100 kp/mm². Dadurch liegen Preß werkzeugplatten aus solchen Stählen in den Standzeiten gegenüber den martensiiischen Chrom-Stählen, bei denen nach einem Härten Zugfestigkeiten von 140—150 kp/mm² erreicht werden, ungünstiger. Für die Erzeuger von Kunststoffpreßplatten kommt aber der längeren Lebensdauer der eingesetzten Werkzeuge besondere Bedeutung zu.The stainless, austenitic and ferritic steels, which, because of their more favorable corrosion properties, probably better meet the increased requirements, have the disadvantage that their strengths are lower and can only be increased to a certain extent by cold working. In the case of ferritic steels, tensile strengths of approx. 80-90 kp / mm ^{2 are achieved} ^{after annealing and corresponding cold rolling, and tensile strengths of 50-100 kp / mm 2} in austenitic, corrosion-resistant chromium-nickel steels, depending on the composition and the cold deformation used. As a result, press tool plates made of such steels have a less favorable service life 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 härtbarea. nichtrostenden, martensitischen Chrom-Stähle, die auf Härten von 45 Rc und darüber gebracht werdenIt has therefore recently become the hardenable a. stainless, martensitic chromium steels that are based on Hardnesses of 45 Rc and above can be brought

ίο 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 umfangreicheίο can be stronger in the production of press tool plates 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

is Wärmebehandlung, wobei es überdies notwendig wird, für das Härten und Anlassen der Preßwerkzeugplatten Einspannvorrichtungen bzw. Quetten zu verwenden, um die erforderlichen planen Tafeln zu erhalten. Trotz dieser Vorrichtungen ist es aber schwierig, die von den Verbrauchern solcher Preßwerkzeugplatten geforderte Ebenheit zu erreichen und es sind vielfach weitere aufwendige und zeitraubende Richtarbeiten notwendig.is heat treatment, whereby it is also necessary to use clamping devices or quettes for the hardening and tempering of the pressing tool plates in order to Obtain the necessary plan boards. Despite these devices, however, it is difficult to use the Consumers of such press tool plates to achieve the required flatness and there are many more complex and time-consuming straightening work necessary.

Es hat sich nunmehr überraschend herausgestellt, daßIt has now surprisingly been found that

neben den bisher eingesetzten Stählen für die Herstellung von Preßwerkzeugplatten 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.In addition to the steels previously used for the production of press tool plates, there are 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 - 400° C ihre Festigkeit beibehalten. Auch ist aus der deutschen Auslegeschrift 12 48 953 die Verwendung nichtrostender, ausscheidungsgehärteter Stähle bestimmter Zusammensetzung, 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.From the report "International Nickel" 1963 - Precipitation hardenable stainless steels -, in particular Regarding the steel types 17-4 PH and 17-7 PH, it is known that these steels are at temperatures of 315 - 400 ° C retain their strength. Also is from the German Auslegeschrift 12 48 953 the use of rustproof, precipitation-hardened steels certain Composition, especially with an addition of 1–3.5% molybdenum, which is Pressing, punching or non-cutting deformation into objects such as valves, valve parts, pump shafts, Have bolts, paddle wheels, jet engine parts or aircraft outer skins processed. These publications but no suggestion whatsoever within the meaning of the invention can be taken.

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, 16,00-17,50% Cr, 3,50-4,50% Ni, 3,50-4,50% Cu, 0,25-0,45% Nb, Rest Fe mit den üblichen Verunreinigungen als Werkstoff für Preßwerkzeugplatten zur Herstellung Kunststoff enthaltender Schichtpreßstoffplatten.
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, 6,50-7,00% Ni, 0.80—1,10% Al, Rest Fe mit den üblichen Verunreinigungen für den vorstehend genannten Zweck.The subject of the invention is the use of stainless, precipitation-hardened steels, consisting of a maximum of 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, the remainder Fe with the usual impurities as a material for pressing tool plates for the production of plastic-containing laminate plates.
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, 6.50-7.00% Ni, 0.80-1.10% Al, the remainder Fe with the usual impurities for the above-mentioned purpose.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Stähle ergeben Zugfestigkeiten von 125—150 kp/mm². Die damit erreichten Härten 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 hardnesses of up to 45 Rc and above achieved thereby ensure 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 zu 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 of the steels to be 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 causing great delay. However, the removal of any unevenness is included These steels, also due to the given structural condition, are still in the area of mechanical ones Judging. In practical operation, this is important because in manual operation Straightening instead of a straightening machine, the costs increase considerably and, moreover, an uncertainty factor is added

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.

Preßwerkzeugplatten 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, Rest Fe mit den üblichen Verunreinigungen wurden einer Lösungsglühung bei 1050°C und einem 60—90 Minuten betragenden Halten sowie einem anschließenden Luftabkühlen. Die erreichte Zugfestigkeit betrug dabei ca. 150 kp/mm².Press tool plates made of the steel to be used according to the invention consisting of a maximum of 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, the remainder Fe with the usual impurities were a solution heat treatment at 1050 ° C and a 60-90 minute hold as well as a subsequent 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 bewährt Furthermore, 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 have proven to be outstanding

Die aus den erfindungsgemäS zu verwendenden Stählen hergestellten Preßwerkzeugplatten wurden mit bestem Erfolg zur Herstellung der nachstehend genannten, Kunststoff enthaltenden Schichtpreßstoffplatten eingesetzt, u. zw. von dekorativen Schientstoffplatten, solchen für technische Laminate, Span- oder Holzfaserplatten mit und ohne Beschichtung, Thermoplastplatten, beschichteten Betonschalungsplatten, oberflächenveredelten Asbestzementplatten sowie als Trennplat ten bei der Gipsplattenfertigung.The press tool plates produced from the steels to be used according to the invention were with best success for the production of the plastic-containing laminated panels mentioned below used, between decorative splint panels, those for technical laminates, chipboard or wood fiber boards with and without coating, thermoplastic panels, coated concrete shuttering panels, surface-refined asbestos-cement panels and as Partition plates in plasterboard production.

Zur Erreichung bestimmter Eigenschaften und zur Erfüllung besonderer Ansprüche kann es zweckmäßig sein, die erfindungsgemäß zu verwendenden Stähle entweder im Vakuum oder mittels Elektroschlacke-Umschmelzverfahren zu erschmelzen oder umzuschmelzen.It can be useful to achieve certain properties and to meet special requirements be the steels to be used according to the invention either in a vacuum or by means of electroslag remelting processes to melt or remelt.

Claims

Patent claims:

1. Use of rustproof, precipitation ■ hardened Steels, consisting 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, The remainder Fe with the usual impurities as a material for pressing tool plates for production Laminated plastic sheets containing plastic.

2. 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, 6.50-7.00% Ni and 0.80-1.10% Al, Rest Fe with the conventional impurities as a material for pressing tool plates for the production of plastic containing Laminated panels.