DE2039438A1 - Hochleistungswerkzeugstahl - Google Patents

Hochleistungswerkzeugstahl

Info

Publication number
DE2039438A1
DE2039438A1 DE19702039438 DE2039438A DE2039438A1 DE 2039438 A1 DE2039438 A1 DE 2039438A1 DE 19702039438 DE19702039438 DE 19702039438 DE 2039438 A DE2039438 A DE 2039438A DE 2039438 A1 DE2039438 A1 DE 2039438A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
weight
percent
tool steel
carbon
steel according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19702039438
Other languages
English (en)
Other versions
DE2039438B2 (de
Inventor
Jiro Matsumoto
Shoshiro Ohara
Takahiko Terashima
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tohoku Special Steel Works Ltd
Original Assignee
Tohoku Special Steel Works Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tohoku Special Steel Works Ltd filed Critical Tohoku Special Steel Works Ltd
Priority to DE19702039438 priority Critical patent/DE2039438B2/de
Publication of DE2039438A1 publication Critical patent/DE2039438A1/de
Publication of DE2039438B2 publication Critical patent/DE2039438B2/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/24Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/22Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten

Description

  • Hochleistungswerkzeugstahl' Die Erfindung betrifft einen Werkzeugstahl und insbesondere einen Hochleistungswerkzeugstahl für die plastische Verformung. Der Stahl eignet sich besonders für Stempel, Gesenke u.dgl. zur Verwendung bei der plastischen Verformung, z.B. Pressdorne, Kaltschmiedegesenke, Prägestanzen, Presswerkzeuge Ziehwerkzeuge, Stanzmatrizen, Warmbearbeitungswerkzeuge, Extrudierwerkzeuge, Gewindewalzwerkzeuge usw.
  • Die kalte oder heiße plastische Verformung von Metallen hat in jüngerer Zeit eine beträchtliche Entwicklung erfahren. Werkzeugstähle zur Verwendung bei der plastischen Verformung müssen sowohl hohe mechanische Festigkeit als auch große Härte aufweisen und sie müssen eine Verschleißfestigkeit haben, die ausreicht, um den schweren Belastungen, denen derartige Werkzeugstähle ausgesetzt werden, zu widerstehen.
  • Bau oder Konstruktionsstahl (structural steel) hat, was von beträchtlichcr technischer Bedeutung ist, nur eine hohe mechanische Festigkeit Andererseits besteht eine wichtige technische Forderung für Werkzeugstähle darin, daß der Werkzeugstahl sowohl eine hohe mechanische Festigkeit als auch große Härte aufweist. Dies bedeutet, daß die mechanischen Festigkeitseigenschaften von Werkzeugstählen unterschiedlicher Zusammensetzungen unter der Voraussetzung mit einander verglichen werden müssen, daß der Werkzeugstahl die für WerkzeugstähLe erforderliche hohe Härte aufweist.
  • Experimentelle Unter.suchungen haben gezeigt, daß daß die mechanische Festigkeit von Werkzeugstählen bei einer bestimmten Temper- oder Anlaßhärte (temper hardness; nachtstehend als Anlaßhärte bezeichnet) einen Maximalwert erreicht, d.h. daß die mechanische Festigkeit geringer wird, wenn die Anlaßhärte auf einen höheren oder tieferen als den vorgenannten Wert gebracht wird, und daß bei der für Kaltbaa-beitungswerkzeugstahl der Praxis erforderlichen optimalen Anlaß härte die mechanische Festigkeit gesenkt wird, was zu einer Verringerung der Bearbeitbarkeit führt.
  • Die experimentellen Untersuchungen haben somit gezeigt, daß die mechanische Festigkeit des Werkzeugstahle von einer Komponente, die mit Zunahme der Anlaßhärte anwächst, und einer Komponente, die mit Zunahme der Anlaßhärte abnimmt, gebildet wird und daß unterschie he Typen son Werkzeugstählen sich in ihrer maximalen mechanischen Festigkeit und maximalen Anlaßhärte unterscheiden Hauptaufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Werkzeugstahls, der hohe Anlaßhärte als auch hohe mechanische Festigkeit aufweist und in diesen Eigenschaften bzw. deren Kombination bisher bekannten Werkzeugstählen überlegen ist.
  • In Verbindung hiermit bezweckt die Erfindung weiterhin die Schaffung eines Werkzeugstahls, der nicht nur zur Aufrechterhaltung einer Anlaßhärte von mehr als 55 HRC (HRC beduetet die Rockwel-Härte, gemessen in der C-Skala) selbst nach Erhitzung auf Temperaturen von 400 - 600°C in der Lage ist, sondern auch eine mechanische Festigkeit von mindestens 450 kg/mm² aufweist.
  • Weitere Merkmale und technische Vorteile der Erfindung sowie damit zusammenhängende Gesichtspunkte gehen aus den nachstehenden Erläuterungen in Verbindu t mit den anliegenden Zeichnungen hervor.
  • Figur 1 zeigt anhand eines Diagramms Kurven zur Erläuterung der Beziehungen zwischen der Anlaßhärte und der statischen Biegebruchfestigkeit (static bending breaking strenght> bei einem bekannten verschleißfesten formbeständigen Stahl (JIS SKD11), wie er bisher als Kaltbearbeitungsgesenkstahl old-work die steel) verwendet worden ist.
  • Figur 2 zeigt Kurven zum Vergleich der Beziehungen zwischen der Anlaßhärte und der statischen Biegebruchfestigkeit des Werkzeugstahls gemäß der Erfindung mit den Werten von bekannten Werkzeugstählen aus Legierungsstählen mit mittlerem Kohlenstoffgehalt.
  • Figur 3 zeigt Kurven zur Erläuterung der Beziehungen zwischen Änderungen der Zusammensetzung des Werkzeugstahls gemäß der Erfindung und der Anlaßhärte.
  • Figur 4 zeigt Kurven zur Erläuterung der Beziehungen zwischen Änderungen der Zusammensetzung des Werkzeugstahls gemäß der Erfindung und der Biegefestigkeit.
  • Figur 5 zeigt die Ergebnisse von Untersuchungen nach dem Amsier-Abriebstest bei einem Bekannten verschleifesten formbeständigen Stahl und dem Werkzeugstahl gemäß der Erfindung.
  • Figur 6 zeigt Kurven zum Vergleich der Anlaßhärte bei erhöhten Temperaturen für den Werkzeugstahl gemäß der Erfindung und bekannte Heißbearbeitungsstähle.
  • In der Figur 1 sind Kurven aufgetragen, die die Ergebnisse von experimentellen Untersuchungen hinsichtlich der Beziehungen zwischen der Anlaßhärte (HRC) und der statischen Biegebruchfestigkeit (kg/mm2) bei einem bekannten verschleißfesten formbeständigen Stahl (JIS SKD11), wie er bisher als Kaltbearbeitungsgesenkstahl verwendet worden ist, wiedergeben.
  • Aus der Figur 1 ist ersichtlich, daß der genannte verschleißfeste formbeständige Stahl JIS SKD11 eine maximale mechanische Festigkeit von etwa 390 kg/mm² bei einer Anlaßhärte von etwa 55 HRC aufweist. Wenn die Anlaßhärte auf einen höheren oder geringeren als den vorgenannten Wert gebracht wird, nimmt die mechanische Festigkeit ab; es ergibt sich ein Wert von etwa 320 kg/mm² bei einer Anlaßhärte von 60 HRC, d.h. dem wichtigsten Wert für in der Praxis verwendete Kaltbearbeitungswerkzeuge.
  • Figur 2 zeigt Kurven, ebenfalls aufgetragen aus den Ergebnissen experimenteller Untersuchungen, zum Vergleich der Beziehungen zwischen der Anlaßhärte, in 1 C, und der statischen Biegebruchfestigkeit, in kg/mm², des Werksteugstahle gemäß der Erfindung mit den Werten bekannter Werkzeugstähle.
  • nie chemischen Zusammensetzungen des Werkzeugstahls gemäß der Erfindung und der bekannten Werkzeugstähle sind in der nachstehenden Tabelle 1 zusammengestellt: Tabelle I Chemische Zusammensetzung, Gew.-% Nr. C Si Mn P S Cr W Mo V Co 1 Heißbearbeitungswerkzeugstahl JIS SKD61 0,35 1,04 0,31 0,016 0,004 4,94 1,09 0,93 2 Heißbearbeitungswerkzeugstahl AISI H19 0,41 0,27 0,30 0,018 0,003 4,30 4,63 0,46 2,11 4,14 3 Heißbearbeitungswerkzeugstahl JIS SKD11 1,50 0,30 0,33 0,023 0,004 12,10 0,95 0,30 4 Schnellstahl, halbdicht (metasound) 0,62 0,41 0,14 0,016 0,005 4,00 6,43 4,84 2,07 5 Werkzeugstahl gemäß der Erfindung 0,76 1,79 0,47 0,016 0,003 4,12 2,07 1,97 Wie aus der Figur 2 hervorgeht, haben die HeiB-bearbeitungs-Werkzeugstähle 1 und 2 eine etwas bessere mechanische Festigkeit als der Werkzeugstahl gemlß dar Erfindung, sie sind aber andererseits nicht in der Lage, die Bedingung einer Anlaßhärte von mehr als 55 HRC zu erfüllen. Der Saltbearbeitungsgesenkstahl No. 3 und der halbdichte (metasound) Schnellstahl No. 4, die zwar die Bedingung einer Anlaßhärte von mehr als 55 HRC erfüllen, haben eine deutlich schlechtere mechanische Festigkeit als der Werkzeugstahl gemäß der Erfindung.
  • Der Werkzeugstahl gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß er 0,4 - 1,5 Gewichtsprozent C, 1,0 - 3,0 Gewichtspro:ent Si, 0,1 - 1,0 Gewichtsprozent Mn, 0,5 - 5,0 Gewichtsprotent V, 1,0 - 4,5 Gewichtprozent Cr und 0,5 - 2,5 Gewichtsprozent Mo enthält und zum Rest, abgesehen von tblichen Begleitstoffen bzw. VerLnreinigungen, aus Eisen besteht, wobei die Gesamtsumme #C(e) der Produkte, die sich durch Multiplikation der Mengen der karbidbildenden Elemente V, Mo und Cr mit den Kohlenstoffäquivalenten dieser karbidbildenden Elemente ergeben, im wesentlichen gleich dem Kohlenstoffgehalt C(a) des Werkzeugstahls ist, d.h. die Mengen innerhalb der angegebenen Bereiche so gewählt sind, daß in etwa die Bedlngung #C(e) = C(a) erfüllt ist.
  • Die Differenz ## ist gegeben durch ##=#C(e)-C(a).
  • Bei dem Werkzeugstahl gemäß der Erfindung ist es notwendig, daß die Differenz ## der Bedingung £ - O t 0,15 genügt.
  • Im Rahmen experimenteller Untersuchungen wurde gefunden, daß bei ##<0,15 die Menge an unlöslichen Karbiden gesteigert wird, so daß eine Verschlechterung der gewünschten Eigenschaften des Werkzeugstahls eintritt, und daß bei die Menge an festen löslichen Karbiden zunimmt, so daß wiederum eine Verschlechterung der gewünschten Eigenschaften des Werkzeugstahls eintritt.
  • Nachstehend werden die Gründe - soweit bisher bekannt -, warum die einzelnen Elemente des Werkzeugstahls gemäß der Erfindung auf die vorstehend angegebenen Gehaltsbereiche beschränkt sind, erläutert. Die Erfindung ist aber nicht an diese Deutungen gebunden.
  • 0,4 bis 1,5 Gewichtsprozent C: Der Bereich von 0,4 bis 1,5 Gewichtsprozent C ist bestimmt durch und steht in Wechselbeziehung mit den Gehaltsbereichen für die karbidbtldenden Elemente. Eine Menge von 0,4 bis 1,5 Gewichtsprozent C führt zur Verbesserung der Abschreckhärtungseigenschaften des Werkzeugstahls. Eine Menge von weniger als 0,4 Gewichtsprozent C gewährleistet nicht eine hinreichende Wartung durch die Wärmebehandlung, während eine Menge von mehr als 1,5 Gewichtsprozent C zwar zu einer Verbesserung der Abschreckeigenschaften und der Verschleiefestigkeitseigenschaften des Werkzeugstahls führt, andererseits aber die Duktilität des Stahl beeinträchtigt.
  • 1,0 bis 3,0 Gewichtsprozent Si: Eine Menge unterhalb 1,0 Gewichtsprozent Si führt nicht zu einer hinreichenden Steigerung der mechanischen Festigkeit des Werkzeugstahls. Der Zusatz von 1,0 bis 3,0 Gewichtsprozent Si zu dem Werkzeugstahl führt zu einer Steigerung der mechanischen Festigkeit und zu einer Erhöhung seines Ål-Umwandlungspunktes, wodurch die Neigung des Stahls zu einem Erweichen heim Tempern verringert wird. Silicium bildet kein Karbid und hindert den Kohlenstoff in einem gewissen Ausmaß fest gelöst zu werden und verringert die Neigung des Stahls zum Sprddewerden infolge Anwesenheit überschüssiger Kohlenstoffmengen. Silicium bewirkt auch eine Steigerung der Säurebeständigkeitseigenschaften des Stahls. Andererseits-macht eine Zugabe von mehr als 3,0 Gewichtsprozent Si den Stahl spröde.
  • 0,1 bis 1,0 Gewichtsprozent Mn: Ein Zusatz von Mangan zu dem Werkzeugstahl innerhalb dieses Bereiches bewirkt eine Verbesserung der Desoxydation und des Abschreckverhaltens des Stahls. Eine Zugabe von mehr als 1,0 Gewichtsprozent Mn führt jedoch dazu, daß der Stahl zu einem Einschluß von restlichem Austenit beim Abschrecken neigt.
  • 0,5 bis 5,0 Gewichtsprozent V: Vanadium wirkt besonders stark als karbidbildendes Element und führt daher zu einer Verbesserung der Verschleißfestigkeit des Werkzeugstahls. Die Form des von Vanadium gebildeten Karbide wird beeinflußt durch die zusammen mit V anwesende Menge an Kohlenstoff. Mindestens 0,5 Gewichtsprozent V sind zur Erzielung der gewünschten Eigenschaften des Werkzeugstahls notwendig.
  • Es kann erforderlich sein, die Menge an Vanadium und Xohlenstoff zu erhöhen, um die Verschleißfestigkeit des Werkzeugstahls zu verbessern und die Wärmebehandlung zu stabilisieren. Mehr als 5,0 Gewichtsprozent V führen zu Schwierigkeiten bei Schneidbehandlungen des Werkzeugstahls. Das Kohlenstoffäquivalent von V sollte 0,20 bis 0,25 betragen.
  • 1,0 bis 4,5 Gewichtsprozent Cr: Ein Zusatz von Chrom zu dem Stahl innerhalb dieses Bereiches macht den Werzeugstahl selbsthärtend, führt zur Bil dung von Chromkarbid, erhöht die Verschleißfestigkeit des Werk zeugstahls und verbessert die Säurebeständigkeitseigenschaften bei erhöhten Temperarturen. Eine Zugabe von weniger als 1,0 Gewichtsprozent Cr zu dem Werkzeugstahl ist für eine Verbesserung der Abschreckeigenschaften ungenügend, während mehr als 4,5 Gewichtsprozent Cr für die Vorbesserung der zwechreckeigen schaften des Werkzeugstahls zu viel sind. Das Kohlenstoffäquivalent von Cr sollte 0,045 bis 0,055 betragen.
  • 0,5 bis 2,5 GewichtsProzent Mo: Eine Zugabe von 0,5 bis 2,5 Gewichtsprozent Molybdän zu dem Werkzeugstahl verringert die Neigung des Stahls zum Erweichen beim Anlassen, steigert die heißbearbeitungshärte des Werkzeugstahls und macht den Werkzeugstahl selbsthärtend.
  • sei Zugabe von mehr als 2,5 Gewichtsprozent Mo zu dem Werkzeugstahl werden die vorgenannten Wirkungen nicht in entsprechendem Maße beobachtet. Das Kohlenstoffäquivalent von Mo sollte 0,03 bis 0,04 betragen.
  • Ein Teil oder die Gesamtmenge des Molybdäns kann durch 1,0 bis 5,0 Gewichtsprozent Wolfram ersetzt werden. Der Grund, warum die an die Stelle des Mo tretende Wolframmenge auf l,0 bis 5,0 Gewichtsprozent begrenzt ist, liegt darin, daß das Kohlenstoffäquivalent von Wolfram 0.015 bis 0.02 beträgt, so daß die doppelte Menge in ähnlicher Weise wie wirkt.
  • Dem Werkzeugstahl können weniger als 0,01 Gewichtsprozent B zur Verstärkung der Struktur zugegeben werden. Ein Zusatz von Ti, Zr, Nb, Ta und. Ca zu dem Werkzeugstahl führt zu einer Verstärkung der Struktur infolge ihres Zerkleinerungseinflusses (pulverizing effect) auf die Struktur. Ein Zusatz von weniger als 2 z dieser Elemente, einzeln oder zu mehreren, verbessert die Warmverarbeitbarkeit infolge Desoxydation.
  • Dem Werkzeugstahl können weniger als 0,03 Gewichtsprozent S oder Se und Ca zur Verbesserung seiner Bearbeitbarkeit zugesetzt werden.
  • Weiterhin führt eine Zugabe von Stickstoff in der Gegend von 0,001 bis 0,1 Gewichtsprozent zu dem Werkzeugstahl zu einer Erhöhung der Verschiebungsdichte (dislocation density) in dem Martensit, wie durch Kohlenstoff'und zu einer Verbesserung der Alterungshärtung beim Anlassen.
  • Gemäß den vorstehenden Erläuterungen umfaßt der Werkzeugstahl der Erfindung Kohlenstoff, notwendig zur Härtung der Martensitstruktur des Werkzeugstahls, karbidbildende Elemente, deren Menge in einem Gleichgewicht zum Kohlenstoffgehalt steht, und Elemente, die kein Karbid bilden.
  • Die Härtungswirkung von Kohlenstoff auf die Martensitstruktur des Werkzeugstahls ist in erster Linie abhängig von dem Kohlenstoffgehalt in dem Werkzeugstahl. Die i;ekundäre Här tungswirkung von Kohlenstoff auf die Martensitstruktur des Werkzeugstahls kann jedoch nur in Anwesenheit der karbidbildenden Elemente erzielt werdende Es sind mindestens 0,4 Gewichtsprozent Kohlenstoff erforderlich, um die zwar den Werkzeugstahl notwendige Härte zu erzielen, d.h. eine Anlaßhärte von mehr als 55 HRC Eine Steigerung der Kohlenstoffmenge ermöglicht eine Steigerung der ktlaßhärte des Werkzeugstahls und gestattet gleichzeitig eine Bildung von Restkarbiden, so daß eine Ausbildung großer Kristallkörner verhindert und die Verschließfestigkeit des Werkzeugstahls beträchtlich verbessert wird.
  • Eine zu starke Erhöhung des Kohlenstoffgehalts führt zu einer Verringerung der mechanischen Festigkeit des Werkzeugstahls, so daß der Werkzeugstahl spröde wird. Eine derartige Sprödigkeit des Werkzeugstahls tritt ein, wenn die überschüssige Kohlenstoffmenge sich fest in den Gefüge des Werkzeugstahl löst.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Beispiels weiter veranschaulicht.
  • Beispiel Es wurden Proben A bis I mit den in der nachstehen-, den Tabelle II angegebenen chemischen Zusammensetzungen durch Schmelzen einer kalten Beschickung in einem basischen Elektroofen hergestellt. Daraus erhaltene Blöcke wurden einer Walzung und Formung zur Herstellung der gewünschten Formteile unterworfen.
  • Tabelle II Chemische Zusammensetzung, Gew.-% Probe C Si Mn P S Cr Mo V A 0,33 1 0,32 0,013 0,004 4,05 2,09 0,39 Zum Vergleich B 0,45 0,02 0,22 0,015 0,003 4,35 1,90 1,03 C 0,61 1,70 0,28 0,019 0,005 4,34 1,94 1,44 D 0,80 1,75 0,016 0,004 4,03 2,04 2,34 E 0,91 0,017 0,003 4,18 2,28 3,16 F 1,00 @@ @@ 0,020 0,004 3,84 2,12 4,03 G 1,32 @@@@ 0,29 0,016 0,004 4,35 2,20 4,35 H 1,28 1 35 0,024 0,004 4,20 2,11 4,78 I 0,98 0 8 0,016 0,004 4,45 1,82 0,23 Zum Vergleich Die Proben A @@ @ sind Vergleichsproben ausserhalb der Erfindung.
  • Die Proben B bis H umfassen in Übereinstimmung mit der Erfindung 0,4 bis 1,5 Gewichtsprozent C, das eine Verstärkung des Kohlenstoff-Martensits bewirkt, karbidbildende Elemente V, Mo und Cr in hinreichenden Mengen, um dem Werkzeugstahl die gewünschten Eigenschaften zu verleihen und die Bedingung zu er füllen, daß die Gesamtsumme (e) der Produkte, die sich durch Multiplikation der Mengen der karbidbildenden Elemente und ihrer Kohlenstoffäquivalente ergeben, im wesentlichen gleich dem Kohlenstoffgehalt C C(a) des Werkzeugstahls von 0;4 bis 1,5 Gewichtsprozent ist, d.h. die Bedingung s C(e) - C(a) = 0 t 0,15 erfüllt ist, und nicht-karbidbildende Elemente Si und Mn in genügenden Mengen, um dem Werkzeugstahl die gewünschten Eigenschaften zu erteilen.
  • Nach Glühung (annealing) wurden die Proben A bis- H bei 1050°C bzw. 1100°C abgeschrecht und dann bei 550°C bzw.
  • 600°C angelassen (tempered). die Anlaßhärte (temper hardness) und die Biegefestigkeit der in dieser Weise behandelten Proben wurden bestimmt, die Ergebnisse sind in den Figuren 3 bzw. 4 wiedergegeben.
  • Wie aus den Figuren 3 und 4 hervorgeht, hatte jede der erfindungsgemäß ausgebildeten Proben B bi8 H eine Anlaßhärte von mindestens 55 HRC und eine Biegefestigkeit von mindestens 450 kg/mm² nach Anlassen bei 550°C bzw. 600°C.
  • Im Gegensatz hierzu hatte die Probe 1, die nicht die Gleichgewichtsbedingung zwischen der Summe (e) der angegebenen Produkte - (Menge der karbidbildenden Elemente) x (Kohlenstoffäquivalent dieser Elemente) - und der Kohlenstoffmenge (a) erfüllt, keine Anlaßhärte von mindestens 55 HRC und keine Biegefestigkeit von mindestens 450 kg/mm² nach Anlassen bei 5500 bzw. 6000C, wie das durch die beiden Kreuze in den Figuren 3 und 4 angezeigt ist.
  • Die Probe A, die 0,33 Gewichtsprozent Kohlenstoff enthielt und somlt unterhalb der unteren Grenze von 0,4 Gewichtsprozent für den Werkzeugstahl gemäß der Erfindung lag, hatte zwar eine Biegefestigkeit von über 450 kg/mm², wie aus der Figur 4 ersichtlich ist, sie wies jedoch eine Anlaßhärte auf, die den bei dem Werkzeugstahl der Erfindung erzielten Weten beträchtlich unterlegen ist. Es war unmöglich, diese niedrigen Anlaßhärten der Probe A durch irgendeine Wärmebehandlung, wie aus der Figur 3 ersichtlich, zu erhöhen.
  • Der erfindungsgemäß ausgebildete Werkzeugstahl No. 5 gemäß Tabelle I wurde in öl bei 11000C abgeschreckt und dann in Luft bei 5700C angelassen; es ergab sich eine Anlaßhärte von 61 HRC. Der bekannte verschleißfeste formbeständige Stahl JIS SKD11, der in der Tabelle I unter No. 3 aufgeführt ist, wurde in öl bei 1025°C abgeschreckt und dass in Luft bei 175°C angelassen, wobei sich eine Anlaßhärte von 61,3 HRC ergab.
  • Diese beiden Werkzeugstähle wurden dem Amsler-Abriebstest unterworfen. Dabei wurden Änderungen der Verlustmenge durch Abrieb, in mg, mit zunehmender Drehlaufstrecke, in km, gemessen. Die Untersuchungsergebnisse sind in den beiden Kurven der Figur 5 wiedergegeben.
  • Die Figur 5 zeigt, daß die Verschleißfestigkeit des Werkzeugstahls gemäß der Erfindung der Verschleißfestigkeit des bekannten Kaltbearbeitungsgesenkstahl überlegen ist.
  • Die in dem Werkzeugstahl gemäß der Erfindung vorbleibende Menge an Karbiden ist kleiner als dem Bekannten Kalterbearbeitungsgesenkstahl. Andererseits ist aber der Werkzeugstahl gemäß der Erfindung in seiner Verschleißfestigkeit dem bekannten Kalterbearbeitungsgesenkstahl überlegen. Dies dürfte darauf zurückzuführen sein, daß hartes und dauerhaftes Vanadiumkarbid gleichmäßig in den Stahl verteilt ist, durch Einhaltung des quantitativ genau ausgeglichenen Zustands zwischen den karbidbildenden Elementen und dem Kohlenstoff, daß die Oberfläche des Werkzeugstahls der Erfindung in der Lage ist, ihre hohe Härte selbst bei Einwirkung der entwickelten Reibungswärme zu behalten, und daß der Werkzeugstahl gemäß der Erfindung eine hohe Härte bei erhöhten Temperaturen, wie das nachstehend noch erläutert wird, aufweist.
  • Bei experimentellen Untersuchungen wurde dberraschenderweise gefunden, daß die Härte des Werkzeugstahls der Erfindung bei erhöhten Temperaturen besser ist als die bekannter Heißbearbeitungsstähle. Die Figur 6 zeigt die Härte des Werkzeugstahls der Erfindung und die Härten der bekannten Heißbearbeitungsstähle AISI H19 und JIS SKD6l; die Zusammensetzungen der Stähle sind in der Tabelle I aufgeführt. Der Werkzeuqstahl gemäß der Erfindung wurde bei 1100°C in öl abgeschreckt und dann bei 6000C in Luft angelassen. Der bekannte Heißbear beitungsstahl AISI H19 wurde bei 1180°C in öl abgeschreckt und dann bei 570°C in Luft angelassen. Der bekannten Heißbearbeitungsstahl JIS SXD61 WUrde bei 1075°C in öl abgeschreckt und dann bei 6250C in Luft angelassen. Danach wurden diese Proben in einem Temperaturbereich von Raumtemperatur bis 600°C erhitzt.
  • Aus der Figur 6 ist ersichtlich, daß der Werkzeugstahl gemäß der Erfindung seine hohe Härte bei erhöhten Temperaturen behält.
  • Die Erfindung ist vorstehend in Vebindung mit bevorzugten Ausführungsformen erläutert worden, es können jedoch zahlreiche Änderungen und Abwandlungen innerhalb des in den Ansprüchen gekennzeichneten Rahmens der Erfindung vorgenommen werden.

Claims (7)

Patentansprüche
1. Hochleistungswerkzeugstahl hoher Härte und hoher mechanischer Festigkeit, insbesonders zur Verwendung bei der plastischen Verformung, bestehend aus 0,4 bis 1,5 Gewichtsprozent Kohlenstoff, 1,0 bis 3,0 Gewichtsprozent Silicium, 0,1 bis 1,0 Gewichtsprozent Mangan, 0,5 bis 5,0 Gewichtsprozent Vanadium, 1,0 bis 4,5 Gewichtsprozent chrom, 0,5 bis 2,5 Gewichtsprozent Molybdän, Rest Eisen, wobei die Gesamtsumme #C(e) aus den Kohlenstoffäquivalenten der karbidbildenden Elemente mit dem Kohlenstoffgehalt (a) des Stahls derart im Gleichgewicht steht, daß der Unterschied - - (a) = ## der Bedingung ## - O * 0,15 genügt.
(e) 2. Werkzeugstahl nach Anspruch 1, insbesondere für die heiße und kalte plastische Verformung, bestehend aus 0,4 bis 0,5 Gewichtsprozent Kohlenstoff, 1,5 bis 2,5 Gewichtsprozent Silicium, 0,1 bis 0,5 Gewichtsprozent Mangan, 1,5 bis 2,5 Gewichtsprozent Vanadium, 2,5 bis 3,5 Gewichtsprozent Chrom, 1,5 bis 2,5 Gewichtsprozent Molybdän, Rest Eisen.
3. Werkzeugstahl nach Anspruch 1 für die heiße und kalte plastische Verformung, insbesondere die kalte plastische Verformung, bestehend aus 0,7 bis 0,9 Gewichtsprozent Kohlenstoff, 1,5 bis 2,5 Gewichtsprozent Silicium, 0,1 bis 0,5 Gewichtsprozent Mangan, 2,0 bis 3,0 Gewichtsprozent Vanadium, 3,5 bis 4,5 Gewichtsprozent Chrom, 1,5 bis 2,5 Gewichtsprozent Moybdän, Rest Eisen.
4. Werkzeugstahl nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß er weiterhin als Zusatzstoff zur Verbesserung der mechanischen Festigkeit weniger als 0,01 Gewichtsprozent Bor enthält.
5. Werkzeugstahl nach einem der Ansprüche l - 4, dadurch gekennzeichnet, daß er weiterhin als Zusatzstoff zur Verbesserung der Heißbearbeitbarkeit weniger als 2 Gewichtsprozent eines Elementes aus der von Ti, Zr, Nb, Ta und Ca gebildeten Gruppe, einzeln oder zu mehreren, enthält.
6. Werkzeugstahl nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß er weiterhin als Zusatzstoff zur Verbesserung der Bearbeitbarkeit weniger als 0,03 Gewichtsprozent eines Elementes aus der von Schwefel,. Selen und Calcium gebildeten Gruppe enthält.
7. Werkzeugstahl nach einem der Ansprüche1 -dadurch gekennzeichnet, daß er weiterhin als Zusatzstoff zur Verbesserung der Alterungshärtung 0,001 bis 0,1 Gewichtsprozent Stickstoff enthält.
DE19702039438 1970-08-07 1970-08-07 Verwendung von Hochleistungswerkzeugstahl für die plastische Kaltverformung Pending DE2039438B2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19702039438 DE2039438B2 (de) 1970-08-07 1970-08-07 Verwendung von Hochleistungswerkzeugstahl für die plastische Kaltverformung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19702039438 DE2039438B2 (de) 1970-08-07 1970-08-07 Verwendung von Hochleistungswerkzeugstahl für die plastische Kaltverformung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2039438A1 true DE2039438A1 (de) 1972-02-17
DE2039438B2 DE2039438B2 (de) 1974-09-26

Family

ID=5779188

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19702039438 Pending DE2039438B2 (de) 1970-08-07 1970-08-07 Verwendung von Hochleistungswerkzeugstahl für die plastische Kaltverformung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2039438B2 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS516116A (ja) * 1974-07-05 1976-01-19 Nippon Special Steel Co Ltd Jikukeyoko
FR2470807A1 (fr) * 1979-12-03 1981-06-12 Uddeholms Ab Acier pour le travail a chaud
US4353743A (en) * 1979-05-29 1982-10-12 Bethlehem Steel Corporation Steel composition for chipper knife
US5207843A (en) * 1991-07-31 1993-05-04 Latrobe Steel Company Chromium hot work steel

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS516116A (ja) * 1974-07-05 1976-01-19 Nippon Special Steel Co Ltd Jikukeyoko
JPS5441014B2 (de) * 1974-07-05 1979-12-06
US4353743A (en) * 1979-05-29 1982-10-12 Bethlehem Steel Corporation Steel composition for chipper knife
FR2470807A1 (fr) * 1979-12-03 1981-06-12 Uddeholms Ab Acier pour le travail a chaud
DE3041565A1 (de) * 1979-12-03 1981-09-10 Uddeholms AB, Hagfors Hochwarmfester, warm verformbarer stahl
US5207843A (en) * 1991-07-31 1993-05-04 Latrobe Steel Company Chromium hot work steel

Also Published As

Publication number Publication date
DE2039438B2 (de) 1974-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60034943T2 (de) Stahlstab oder-grobdraht zur Verwendung beim Kaltschmieden und Verfahren zu deren Herstellung
EP2446064B1 (de) Verfahren zum herstellen eines warmpressgehärteten bauteils und verwendung eines stahlprodukts für die herstellung eines warmpressgehärteten bauteils
DE60024672T2 (de) Stab- oder drahtprodukt zur verwendung beim kaltschmieden und herstellungsverfahren dafür
DE60033772T2 (de) Martensitaushärtender Stahl mit hoher Dauerfestigkeit und Band aus dem martensitaushärtenden Stahl
DE60016534T2 (de) Verfahren zur Herstellung von Stahlband oder - blech mit verformungsinduziertem Martensit
DE60115232T2 (de) Stahllegierung, werkzeug zum plastiggiessen und zähgehärteter rohling für plastikgiesswerkzeuge
DE4233269A1 (de) Hochfester federstahl
DE4040355A1 (de) Verfahren zur herstellung eines duennen stahlblechs aus stahl mit hohem kohlenstoffgehalt
DE3041565C2 (de)
DE3541792A1 (de) Bolzen und verfahren zu seiner herstellung
DE60024495T2 (de) Stahl mit ausgezeichneter Schmiedbarkeit und Bearbeitbarkeit
DE19955386C2 (de) Antriebswelle hoher Festigkeit und Verfahren zur Herstellung derselben
DE2830850B2 (de) Verwendung eines Einsatzstahls
DE2253148A1 (de) Ferritische korrosionsbestaendige stahllegierung und verfahren zu ihrer herstellung
DE3109796A1 (de) Stahl
DE19920324B4 (de) Verwendung eines Stahls mit ausgezeichneter Bruchspaltbarkeit und Dauerfestigkeit in Pleuelstangen
DE69816948T2 (de) Ungehärteter stahl für mechanische strukturen
DE1221022B (de) Martensitaushaertbare Stahllegierung
DE4329305A1 (de) Hochfestes und hochzähes rostfreies Stahlblech und Verfahren zur Herstellung desselben
DE2039438A1 (de) Hochleistungswerkzeugstahl
DE69907358T2 (de) Zusammensetzung von werkzeugstahl
DE2047698A1 (de) Rostfreier Stahl hoher Festigkeit und Dehnung und Verfahren zu seiner Herstellung
DE3718772C2 (de) Verfahren zum Herstellen von Automaten-Stabstahl
DE1298720B (de) Verwendung eines Baustahles fuer geschweisste Gegenstaende
DE1267853C2 (de) Hochfeste stahllegierung mit ueberwiegend martensitischem gefuege