DE202017006854U1 - Präzises Gravierschneidwerkzeug mit hoher Härte - Google Patents

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Abstract

Präzises Gravierschneidwerkzeug mit hoher Härte, dadurch gekennzeichnet, dass es ein folgendes Gewichtsprozent hat: C: 0,27-0,29%, Si: 1,3-1,5%, Mn: 1,3-1,5%, P: 0,013-0,015%, S: 0,005-0,007%, Nb: 0,025-0,027%, Ti: 0,073-0,075%, Ni: 0,2-0,4%, Mo: 1,1-1,3%, Cu: 0,3-0,5%, Al: 0,11-0,13%, wobei Fe und Verunreinigungen den Rest bilden.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Das vorliegende Gebrauchsmuster betrifft ein Werkzeug, insbesondere ein präzises Gravierschneidwerkzeug mit hoher Härte, welches über eine ausgezeichnete Zähigkeit, Schneidfähigkeit und Verschleißfestigkeit verfügt.
  • STAND DER TECHNIK
  • Das Gravierschneidwerkzeug ist ein in der Stanzindustrie häufig verwendetes Produkt und wird üblicherweise zum Ausstanzen einer erforderlichen Form der gestanzten Produkte verwendet. Das Gravierschneidwerkzeug hat eine höhere Präzision. Im Vergleich zum Laserschneidwerkzeug hat das Gravierschneidwerkzeug eine höhere Präzision, die auf ±0,03MM gesteuert werden kann, während die Präzision des Laserwerkzeugs ±0,1MM beträgt, dabei ist der Präzisionsunterschied offensichtlich. Allerdings ist die Verarbeitungszeit des Gravierschneidwerkzeugs mehr als zweifach wie die des Laserschneidwerkzeugs, dabei besteht ein höherer Zeit- und Materialverbrauch, was dazu führt, dass der Preis des Gravierschneidwerkzeugs viel höher als der des herkömmlichen Werkzeugs ist. Für das Gravierschneidwerkzeug wird in der Regel ein Stahlmaterial von mehr als 50 Grad und mit einer Dicke von 8 mm verwendet, deshalb ist das Gravierschneidwerkzeug mehr haltbar und hat eine höhere Stanzanzahl, darüber hinaus kann die Klinge mehrmals in Stand gesetzt werden. Das Gravierschneidwerkzeug verfügt über einen Vorteil, dass es eine hohe Präzision hat und nicht anfällig für Verformung ist. Im Vergleich zum Ätzungsschneidwerkzeug wird bei dem Gravierschneidwerkzeug das Restmaterial in der Peripherie der Schneidlinie unmittelbar maschinell entfernt. Wenn das Gravierschneidwerkzeug etwas größer wird, wird die Bodenplatte des Gravierschneidwerkzeugs sich biegen, und sie ist anfällig für eine Verformung.
  • INHALT DES VORLIEGENDEN GEBRAUCHSMUSTERS
  • Hinsichtlich der obigen geschilderten technischen Probleme stellt das vorliegende Gebrauchsmuster ein präzises Gravierschneidwerkzeug mit hoher Härte zur Verfügung, welches die Zähigkeit, Schneidfähigkeit, Verschleißfestigkeit und Härte wirksam verbessern kann.
  • Um die obigen technischen Probleme zu lösen, verwendet das vorliegende Gebrauchsmuster die folgende technische Lösung:
    • ein präzises Gravierschneidwerkzeug mit hoher Härte, welches ein folgendes Gewichtsprozent hat: C: 0,27-0,29%, Si: 1,3-1,5%, Mn: 1,3-1,5%, P: 0,013-0,015%, S: 0,005-0,007%, Nb: 0,025-0,027%, Ti: 0,073-0,075%, Ni: 0,2-0,4%, Mo: 1,1-1,3%, Cu: 0,3-0,5%, Al: 0,11-0,13%, wobei Fe und Verunreinigungen den Rest bilden.
  • Ein Wärmebehandlungsprozess des präzisen Gravierschneidwerkzeugs mit hoher Härte, wobei der Wärmebehandlungsprozess nach dem Gravierprozess durchgeführt wird, und wobei der Wärmebehandlungsprozess folgende Schritte umfasst:
    • (1) Erwärmen des Gravierschneidwerkzeugs auf 850-870°C, Wärmehaltung für 11 bis 13 Minuten, anschließende Wasserkühlung innerhalb von 10 bis 13 Sekunden auf 650-670°C, Luftkühlung für 10 bis 13 Minuten, anschließendes Erwärmen des Schneidwerkzeugs auf 750-770°C, schnelle Abkühlung durch die Druckluft auf 350-370°C, am Ende Luftkühlung auf die Raumtemperatur;
    • (1) Erwärmen des Gravierschneidwerkzeugs auf 650- 670°C, Wärmehaltung für 17 bis 19 Minuten, anschließende Abkühlung durch die Druckluft innerhalb von 22 bis 25 Sekunden auf 553-558°C, Abkühlung des Gravierschneidwerkzeugs unter Verwendung des versprühten Wassers auf 420-450°C, anschließendes Erwärmen des Schneidwerkzeugs auf 710-730°C, Wasserkühlung auf 410-430°C, am Ende Luftkühlung auf die Raumtemperatur.
  • Das vorliegende Gebrauchsmuster hat folgende Vorteile: durch den Gehalt von Ni und Cu verbessert das vorliegende Gebrauchsmuster die Schneidfähigkeit des Gravierschneidwerkzeugs; durch den Gehalt von Nb, Ti, Cr und Cu wird die Härte des Gravierschneidwerkzeugs verbessert, vor der Wärmebehandlung kann die detektierte Härte HRC51-53 erreichen; durch den Gehalt von Nb, Ti, Ni, Cr und Al wird die Zähigkeit verbessert, die detektierte Zähigkeit kann 77-79J/cm2 erreichen; darüber hinaus soll beim Herstellen des Gravierschneidwerkzeugs das Restmaterial in der Peripherie der Schneidlinie maschinell entfernt werden, kann beim Gestalten der Bestandteile die Härte nicht durch eine Steuerung der Bestandteile zum höchsten Grad erhöht werden, dadurch wird die Gravierschwierigkeit erhöht, wenn das Gravierschneidwerkzeug allerdings etwas größer gemacht wird, wird die Bodenplatte des Gravierschneidwerkzeugs aufgrund der unausreichenden Härte sich biegen, und sie ist anfällig für eine Verformung, aufgrund dessen wird bei dem vorliegenden Gebrauchsmuster die Härte durch eine nachfolgende Wärmebehandlung erhöht, durch den Wärmebehandlungsprozess wird das Gravierschneidwerkzeug beim vorliegenden Gebrauchsmuster eine bessere Festigkeit verliehen, die detektierte Härte kann HRC55-57 erreichen, nach Herstellen eines größeren Gravierschneidwerkzeugs ist die Bodenplatte nicht anfällig für eine Verformung; darüber hinaus enthält das Stanzmaterial meist Klebstoffe, dazu ist eine Säurekorrosionsbeständigkeit gefordert, beim vorliegenden Gebrauchsmuster kann die Säurekorrosionsbeständigkeit durch eine nachfolgende Wärmebehandlung verbessert werden, somit verfügt das vorliegende Gebrauchsmuster über eine ausgezeichnete Säurekorrosionsbeständigkeit, dadurch werden unerwartete technische Auswirkungen erreicht; für die HIC-Leistung des Gravierschneidwerkzeugs gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster wird ein Versuch gemäß den NACE TM0248-A experimentellen Lösungskriterien durchgeführt, (CTR) ≤ 5%, (CSR) ≤ 2%, (CLR) ≤ 15%; für die SSC-Leistung wird ein Vierpunkt-Biegetest gemäß den ASTM G39-Kriterien durchgeführt, in der Lösung A von NACE TM0177 wird der Vierpunkt-Biegetest durchgeführt, die Testzeit dauert 720 Stunden, die Probenladespannung beträgt 80% der tatsächlichen Dehngrenze, nach dem Test wird die Probe bei 10-facher Vergrößerung beobachtet, in der Dickenrichtung hat die Probe keine Risse.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Erste Ausführungsform
  • Die vorliegende Ausführungsform betrifft ein präzises Gravierschneidwerkzeug mit hoher Härte, welches ein folgendes Gewichtsprozent hat: C: 0,27%, Si: 1,3%, Mn: 1,3%, P: 0,013%, S: 0,005%, Nb: 0,025%, Ti: 0,073%, Ni: 0,2%, Mo: 1,1%, Cu: 0,3%, Al: 0,11%, wobei Fe und Verunreinigungen den Rest bilden.
  • Ein Wärmebehandlungsprozess des präzisen Gravierschneidwerkzeugs mit hoher Härte in der vorliegenden Ausführungsform, wobei der Wärmebehandlungsprozess folgende Schritte umfasst:
    1. (1) Erwärmen des Gravierschneidwerkzeugs auf 850°C, Wärmehaltung für 11 Minuten, anschließende Wasserkühlung innerhalb von 10 Sekunden auf 650°C, Luftkühlung für 10 Minuten, anschließendes Erwärmen des Schneidwerkzeugs auf 750°C, schnelle Abkühlung durch die Druckluft auf 350°C, am Ende Luftkühlung auf die Raumtemperatur;
    2. (2) Erwärmen des Gravierschneidwerkzeugs auf 650°C, Wärmehaltung für 17 Minuten, anschließende Abkühlung durch die Druckluft innerhalb von 22 Sekunden auf 553°C, Abkühlung des Gravierschneidwerkzeugs unter Verwendung des versprühten Wassers auf 420°C, anschließendes Erwärmen des Schneidwerkzeugs auf 710°C, Wasserkühlung auf 410°C, am Ende Luftkühlung auf die Raumtemperatur.
  • Nach der Prüfung kann die Härte der vorliegenden Ausführungsform HRC55 erreichen, und die detektierte Zähigkeit kann 77J/cm2 erreichen; für die HIC-Leistung des Gravierschneidwerkzeugs wird ein Versuch gemäß den NACE TM0248-A experimentellen Lösungskriterien durchgeführt, (CTR) ≤ 5%, (CSR) ≤ 2%, (CLR) ≤ 15%; für die SSC-Leistung wird ein Vierpunkt-Biegetest gemäß den ASTM G39-Kriterien durchgeführt, in der Lösung A von NACE TM0177 wird der Vierpunkt-Biegetest durchgeführt, die Testzeit dauert 720 Stunden, die Probenladespannung beträgt 80% der tatsächlichen Dehngrenze, nach dem Test wird die Probe bei 10-facher Vergrößerung beobachtet, in der Dickenrichtung hat die Probe keine Risse.
  • Zweite Ausführungsform
  • Die vorliegende Ausführungsform betrifft ein präzises Gravierschneidwerkzeug mit hoher Härte, welches ein folgendes Gewichtsprozent hat: C: 0,28%, Si: 1,4%, Mn: 1,4%, P: 0,014%, S: 0,006%, Nb: 0,026%, Ti: 0,074%, Ni: 0,3%, Mo: 1,2%, Cu: 0,4%, Al: 0,121%, wobei Fe und Verunreinigungen den Rest bilden.
  • Ein Wärmebehandlungsprozess des präzisen Gravierschneidwerkzeugs mit hoher Härte in der vorliegenden Ausführungsform, wobei der Wärmebehandlungsprozess folgende Schritte umfasst:
    1. (1) Erwärmen des Gravierschneidwerkzeugs auf 860°C, Wärmehaltung für 12 Minuten, anschließende Wasserkühlung innerhalb von 12 Sekunden auf 660°C, Luftkühlung für 12 Minuten, anschließendes Erwärmen des Schneidwerkzeugs auf 760°C, schnelle Abkühlung durch die Druckluft auf 360°C, am Ende Luftkühlung auf die Raumtemperatur;
    2. (2) Erwärmen des Gravierschneidwerkzeugs auf 660°C, Wärmehaltung für 18 Minuten, anschließende Abkühlung durch die Druckluft innerhalb von 23 Sekunden auf 555°C, Abkühlung des Gravierschneidwerkzeugs unter Verwendung des versprühten Wassers auf 430°C, anschließendes Erwärmen des Schneidwerkzeugs auf 720°C, Wasserkühlung auf 420°C, am Ende Luftkühlung auf die Raumtemperatur.
  • Nach der Prüfung kann die Härte der vorliegenden Ausführungsform HRC56 erreichen, und die detektierte Zähigkeit kann 78J/cm2 erreichen; für die HIC-Leistung des Gravierschneidwerkzeugs wird ein Versuch gemäß den NACE TM0248-A experimentellen Lösungskriterien durchgeführt, (CTR) ≤ 5%, (CSR) ≤ 2%, (CLR) ≤ 15%; für die SSC-Leistung wird ein Vierpunkt-Biegetest gemäß den ASTM G39-Kriterien durchgeführt, in der Lösung A von NACE TM0177 wird der Vierpunkt-Biegetest durchgeführt, die Testzeit dauert 720 Stunden, die Probenladespannung beträgt 80% der tatsächlichen Dehngrenze, nach dem Test wird die Probe bei 10-facher Vergrößerung beobachtet, in der Dickenrichtung hat die Probe keine Risse.
  • Dritte Ausführungsform
  • Die vorliegende Ausführungsform betrifft ein präzises Gravierschneidwerkzeug mit hoher Härte, welches ein folgendes Gewichtsprozent hat: C: 0,29%, Si: 1,5%, Mn: 1,5%, P: 0,015%, S: 0,007%, Nb: 0,027%, Ti: 0,075%, Ni: 0,4%, Mo: 1,3%, Cu: 0,5%, Al: 0,13%, wobei Fe und Verunreinigungen den Rest bilden.
  • Ein Wärmebehandlungsprozess des präzisen Gravierschneidwerkzeugs mit hoher Härte in der vorliegenden Ausführungsform, wobei der Wärmebehandlungsprozess folgende Schritte umfasst:
    1. (1) Erwärmen des Gravierschneidwerkzeugs auf 870°C, Wärmehaltung für 13 Minuten, anschließende Wasserkühlung innerhalb von 13 Sekunden auf 670°C, Luftkühlung für 13 Minuten, anschließendes Erwärmen des Schneidwerkzeugs auf 770°C, schnelle Abkühlung durch die Druckluft auf 370°C, am Ende Luftkühlung auf die Raumtemperatur;
    2. (2) Erwärmen des Gravierschneidwerkzeugs auf 670°C, Wärmehaltung für 19 Minuten, anschließende Abkühlung durch die Druckluft innerhalb von 25 Sekunden auf 558°C, Abkühlung des Gravierschneidwerkzeugs unter Verwendung des versprühten Wassers auf 450°C, anschließendes Erwärmen des Schneidwerkzeugs auf 730°C, Wasserkühlung auf 430°C, am Ende Luftkühlung auf die Raumtemperatur.
  • Nach der Prüfung kann die Härte der vorliegenden Ausführungsform HRC57 erreichen, und die detektierte Zähigkeit kann 79J/cm2 erreichen; für die HIC-Leistung des Gravierschneidwerkzeugs wird ein Versuch gemäß den NACE TM0248-A experimentellen Lösungskriterien durchgeführt, (CTR) ≤ 5%, (CSR) ≤ 2%, (CLR) ≤ 15%; für die SSC-Leistung wird ein Vierpunkt-Biegetest gemäß den ASTM G39-Kriterien durchgeführt, in der Lösung A von NACE TM0177 wird der Vierpunkt-Biegetest durchgeführt, die Testzeit dauert 720 Stunden, die Probenladespannung beträgt 80% der tatsächlichen Dehngrenze, nach dem Test wird die Probe bei 10-facher Vergrößerung beobachtet, in der Dickenrichtung hat die Probe keine Risse.
  • Außer den vorstehenden Ausführungsformen kann das vorliegende Gebrauchsmuster noch andere Ausführungsformen haben. Alle durch äquivalente Ersatze oder gleichwertige Änderungen gebildeten technischen Lösungen sollen als vom Schutzumfang des vorliegenden Gebrauchsmusters gedeckt angesehen werden.

Claims (4)

  1. Präzises Gravierschneidwerkzeug mit hoher Härte, dadurch gekennzeichnet, dass es ein folgendes Gewichtsprozent hat: C: 0,27-0,29%, Si: 1,3-1,5%, Mn: 1,3-1,5%, P: 0,013-0,015%, S: 0,005-0,007%, Nb: 0,025-0,027%, Ti: 0,073-0,075%, Ni: 0,2-0,4%, Mo: 1,1-1,3%, Cu: 0,3-0,5%, Al: 0,11-0,13%, wobei Fe und Verunreinigungen den Rest bilden.
  2. Präzises Gravierschneidwerkzeug mit hoher Härte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es ein folgendes Gewichtsprozent hat: C: 0,27%, Si: 1,3%, Mn: 1,3%, P: 0,013%, S: 0,005%, Nb: 0,025%, Ti: 0,073%, Ni: 0,2%, Mo: 1,1%, Cu: 0,3%, Al: 0,11%, wobei Fe und Verunreinigungen den Rest bilden.
  3. Präzises Gravierschneidwerkzeug mit hoher Härte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es ein folgendes Gewichtsprozent hat: C: 0,28%, Si: 1,4%, Mn: 1,4%, P: 0,014%, S: 0,006%, Nb: 0,026%, Ti: 0,074%, Ni: 0,3%, Mo: 1,2%, Cu: 0,4%, Al: 0,121%, wobei Fe und Verunreinigungen den Rest bilden.
  4. Präzises Gravierschneidwerkzeug mit hoher Härte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es ein folgendes Gewichtsprozent hat: C: 0,29%, Si: 1,5%, Mn: 1,5%, P: 0,015%, S: 0,007%, Nb: 0,027%, Ti: 0,075%, Ni: 0,4%, Mo: 1,3%, Cu: 0,5%, Al: 0,13%, wobei Fe und Verunreinigungen den Rest bilden.
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