DE2139008A1

DE2139008A1 - Hardening and tempering high speed steels - for forming tools working under high loads

Info

Publication number: DE2139008A1
Application number: DE19712139008
Authority: DE
Inventors: Alfred Dipl Ing Schindler; Johann Ing Stuhl; Karl Dr Swoboda; Peter Dipl Ing Wind
Original assignee: Gebrueder Boehler and Co AG
Current assignee: Gebrueder Boehler and Co AG
Priority date: 1971-08-04
Filing date: 1971-08-04
Publication date: 1973-02-22
Also published as: ATA402372A; AT333821B; DE2139008B2

Abstract

Heat treatment comprises (a) usual preheating followed by heating to hardening temp. by immersing in a salt bath at 40-120 (pref. 60-80) degrees C below steel m.pt. for a max. time of D1/2,e.F. secs, where D = tool dia. (mm) e = natural log base and F = a factor, value 40-100, which increases linearly with decreasing hardening temp; and (b) two- or multi-stage tempering at 45 plus-or-minus 15 degrees C higher than temp. for max. secondary hardness.

Description

Verfahren zum Härten und Anlassen-vosl Umformwerkzeugen zur spanlosen Formgebung höchster Druckbelastbarkeit aus Schnell-@ arbeitsstahl Schnellarbeitsstähle zeichnen sich allen anderen Stählen gegenüber nach geeigneten Härte- und Anlaßbehandlungen durch hohe Anlaßbeständigkeit und Rotgluthärte aus und werden deshalb seit dem Beginn dieses Jahrhunderts zur stellung von Zerspanungswerkzeugen für hohe Schnittgeschwindigkeiten herangezogen.Process for hardening and tempering-vosl forming tools for non-cutting Shaping the highest compressive strength from high-speed steel high-speed steel stand out from all other steels after suitable hardening and tempering treatments characterized by high temper resistance and red heat hardness and have therefore been since the beginning this century for the production of cutting tools for high cutting speeds used.

Im Gegensatz dazu hat die Verwendung dieser Stähle für Werkzeuge zur spaillosen Umformung erst im letzten Jahrzehnt größere Bedeutung erlangt. In contrast, these steels have been used for tools has only gained greater importance in the last decade for non-cutting forming.

Bei diesen Anwendungsgebiet sind die hohe Anlaßbestä.ndig keit und die Rotgluthärte praktisch bedeutungslos Hingegen sind der hohe Verschleißwiderstand und die auch bei hohen Arbeitshärten guten Zähigkeitseigenschaften dieser Stähle wesentlich. In this area of application, the high tempering resistance and the red heat hardness is practically insignificant On the other hand, the high wear resistance is and the good toughness properties of these steels, even at high working hardnesses essential.

Bei manchen dieser Werkzeuge kommen außerdem hohe DrucP-beansprichungen hinzu. Diese Druckbeanspruchungen dürfen keinesfalls zu einer Deformation der Werkzeuge führen. Für die Werkzeugwerkstoffe ist daher eine ausreichend hohe Formbeständigkeit erforderlich, die in manchen Fällen bis zu Temperaturen von 500°C gewährleistet sein muß. Derartig beanspruchte Werkzeuge sind z.B. Some of these tools also have high pressure loads added. Under no circumstances should these pressure loads cause deformation of the tools to lead. A sufficiently high dimensional stability is therefore required for the tool materials required, which in some cases guarantees temperatures of up to 500 ° C have to be. Tools that are stressed in this way are e.g.

Kaltlochstempel, Schnittwerkzeuge, Fließpreßstempel u.dgl.. Die Druckbelastung kann mehr als 250 kp/nm2 betragen. Die obere mögliche Belastungsgrenze der Schnellarbeitsstähle liegt bei etwa 380 kp/mm².Cold punches, cutting tools, extrusion punches, etc. The pressure load can be more than 250 kp / nm2. The upper possible load limit of high-speed steels is around 380 kp / mm².

Zur Kennzeichnung der Formbeständigkeit wird zweckmäßig die O,2-Stauchgrenze herangezogen, die durch Zylinderstauchversuche nach DIN 50 106 ermittelbar ist. The O.2 compression limit is expediently used to characterize the dimensional stability used, which can be determined by cylinder compression tests according to DIN 50 106.

Da diese Werkzeuge neben einer hohen Druckbelastbarkeit außerdem über einen hohen Verschleißwiderstand und über ausreichende Zähigkeit verfügen müssen, ist die festlegung der optimalen Behandlung beim Härten und Anlassen eine schwierige Aufgabe. Because these tools not only have a high pressure resistance, but also must have high wear resistance and sufficient toughness, Determining the optimal treatment for hardening and tempering is a difficult one Task.

Richtig behandelte Werkzeuge sollen weder durch Deformation noch durch Bruch sondern ausschließlich durch Verschleiß zum Erliegen kommen Somit ist der Verschleißwiderstand ein wesentliches Merkmal und und in allgemeinen umso höher, je höher bei gegebener Zusammensetzung die Harte ist, Die Zusammensetzung ist maßgebend für die Art und für die Härte der Karbide, die in der martensitischen Grundmasse nach dem Härten und Anlassen eingebettet sind. Hingegen ist durch die Art der Erschmelzung und der Warmformgebung die Größe und die Verteilung der Karbide beeinflußbar. Correctly treated tools should neither be deformed nor come to a standstill through breakage but solely through wear and tear wear resistance is an essential feature and, in general, all the higher, the higher the hardness for a given composition, the composition is decisive for the type and hardness of the carbides in the martensitic matrix embedded after hardening and tempering. On the other hand, by the type of melting and the hot working, the size and distribution of the carbides can be influenced.

Zur Erzielung höchster Härten soll nun die Hä.rtetemperabur in der oberen grenze des für jeden Schenllarbeitsstahl festgelegten Härtetemperaturintervalls und die Anlaßtemperatur im Bereich des Sekundärhärtemaximums gewählt werden. In order to achieve the highest levels of hardness, the hardness temperature should now be in the upper limit of the hardening temperature range specified for each quickworking steel and the tempering temperature can be selected in the region of the secondary hardness maximum.

Das Härten von Schnellarbeitsstahlwerkzeugen erfolgt zweckmäßig nach zwei- oder dreistufiger Vorwärmung aus einem Salzbad. The hardening of high-speed steel tools is expediently carried out after Two or three-stage preheating from a salt bath.

Zunächst werden die Werkzeuge; z B. in einen' Luftumwälzofen, hat 500 bis 550°C angewärmt, darin auf 800 bis 850°C und in Sonderfällen außerdem auf 1000 bis 10500C meist in Salzbädern vorgewärmt. Das Erwärmen auf Härtetemperatur erfolgt praktisch ausschließlich in Hochtemperatur-Salzbädern. Die Tauchzeit in diesen Bädern hängt vom Werkzeugquerschnitt ab und setzt sich aus der Anwärmzeit auf Härtetemperatur und aus der Haltezeit auf dieser Temperatur zusammen. Die Tauchzeit wird so gewählt, daß nach dem Erreichen der Härtetemperatur die Haltezelt auf dieser etwa 80 s, in Ausnahmefällen 150 s, beträgt. Längere Haltezeiten gelten als schädlich und sollen vermieden werden.First up are the tools; e.g. in an air circulation oven 500 to 550 ° C, then to 800 to 850 ° C and in special cases aside from that preheated to 1000 to 10500C mostly in salt baths. Heating to hardening temperature takes place almost exclusively in high-temperature salt baths. The dive time in these baths depends on the tool cross-section and is made up of the warm-up time the hardening temperature and the holding time at this temperature. The dive time is chosen so that after reaching the hardening temperature, the holding tent on this about 80 s, in exceptional cases 150 s. Longer holding times are considered harmful and should be avoided.

Das Anlassen, das grundsätzlich mindestens zweimal mit Zwischenabkühlung an Luft erfolgen soll> kann zu der für Jeden Stahl möglichen Höchsthärte führen, wenn die Anlaßtemperatur im Bereich des Sekundärhärtemaximums gewählt wird. Durch Erhöhung der Anlaßtemperatur können vergleichsweise niedrigere Arbeitshärten angestrebt werden. The tempering, basically at least twice with intermediate cooling should take place in air> can lead to the maximum hardness possible for every steel, if the tempering temperature is selected in the region of the secondary hardness maximum. By By increasing the tempering temperature, comparatively lower working hardnesses can be aimed for will.

Da aber die Umformwerkzeuge neben einem hohen Verschleißwiderstand und einer hohen Formbeständigkeit auch eine hohe Sicherheit gegen Bruch erfordern, müssen sie genügend zäh sein. Es ist bekannt, daß mit steigender Härtetçmperatur und verlängerten Tauchzeiten die Zähigkeit abnimmt, weshalb zur Erzielung einer hohen Zähigkeit die Härtetemperatur möglichst an der unteren Grenze des zulässigen Bereichs gewählt werden soll. Um ausreichend viele Karbide in Lösung zu brtrsget, soll dann die Haltezeit auf Härtetemperatur mehr als 80 s, z.B. 150 s, betragen. But since the forming tools in addition to a high wear resistance and a high dimensional stability also require a high level of security against breakage, they have to be tough enough. It is known that with increasing hardness temperature and prolonged diving times, the toughness decreases, which is why to achieve a high toughness, the hardening temperature as close as possible to the lower limit of the permissible Area should be selected. In order to brtrsget a sufficient number of carbides in solution, the holding time at the hardening temperature should then be more than 80 s, e.g. 150 s.

Außerdem soll die Anlaßtemperatur um etwa 200C oberhalb Jener Temperatur liegen, welche die Höchsthärte ergibt.In addition, the tempering temperature should be about 200C above that temperature which gives the maximum hardness.

Die Druckbelastbarkeit ist andererseits wieder von der Arbeitshärte abhängig, die daher bei hohen Delastungen ausreichend hoch sein muß. FUr sehr hohe Druckbelastungen wird daher empfohlen, die Arbeitshärte so hoch zu wählen, wie es die Anforderungen an die Zähigkeit noch zulassen. On the other hand, the compressive strength depends on the hardness of work dependent, which must therefore be sufficiently high at high loads. For very high Pressure loads will therefore recommended the working hardness as high to choose as the toughness requirements still allow.

Den Vorschlägen der vorliegenden Erfindung für das Härten und Anlassen von Umformwerkzeugen zur spanlosen Umformung höchster Druckbelastbarkeit liegen nun eine Reihe von Beobachtungen zugrunde, die das Ergebnis umfangreicher Untersuchungen darstellen. The proposals of the present invention for hardening and tempering of forming tools for non-cutting forming with the highest compressive strength now based on a series of observations which are the result of extensive research represent.

Zunächst wurde festgestellt, daß die Aufschmelztemperaturen der bekannten Schnellarbeitsstähle im Vergleich zu den Vorschr.iften für die zulässigen Härtetemperaturbereiche sehr verschieden liegen können. Eine der Ursachen hierfür ist, das eine exakte Bestimmungsmethode für solche Temperaturen erst seit kurzer Zeit zur Verfügung steht. Den Vorschlägen der vorliegenden Erfindung liegen Aufschmelztemperaturen zugrunde, die mit Hilfe eines Hochtemperaturmikroskops und einer dafür besonders entwickelten, exakten Temperaturmessung ermittelt wurden. Für den Schnellarbeitsstahl s 6-5-2 mit etwa 0,85 % C, 4 % Cr, 6 ffi W, 5 % Mo und 2 % V soll z.B. die Härtetemperatur zwischen 1190 und 12300C gewählt werden. First it was found that the melting temperatures of the known High speed steels compared to the regulations for the permissible hardening temperature ranges can be very different. One of the reasons for this is that it has an exact method of determination for such temperatures has only been available for a short time. The proposals the present invention is based on melting temperatures, which with the help a high-temperature microscope and a specially developed, precise temperature measurement were determined. For the high-speed steel s 6-5-2 with about 0.85% C, 4% Cr, 6 ffi W, 5% Mo and 2% V, for example, the hardening temperature should be between 1190 and 12300C to get voted.

Die Aufschmelztemperatur für diesen Stahl beträgt 12300 C und liegt damit an der oberen Grenze des vorgeschriebenen Härtetemperaturbereiches. Hingegen soll aer Schnellarbeitsstahl S 6-5-2-5 mit etwa 0,9 % C, 4 % Cr, 6 % W, 5 % Mo, 2 % V und 5 % Co, dessen Aufschmelztemperatur 12200C beträgt, von 1210 bis 12400C gehärtet werden, so daß also die Aufschmelztemperatur innerhalb des Härte temperaturbereiches liegt. Dies trifft auch für den Schnellarbeitsstahl S 10-4-D-10 mit 1,3 % C, 4 % % Cr, 10 % W, 4 ffi Mo, 3 % V und 10 % Co zu. Die Aufschmelztemperatur dieses Stahls beträgt 1230°C, der Härtetemperaturbereich desselben liegt zwischen 1210 und 1250°C, Obwohl nun die Verwendung von Härtetemperaturen oberhalb der Aufschmelztemperatur durchaus nicht den Verschleißwiderstand der Werkzeuge schädlich beeinflussen muß, wird die Zähigkeit der Werkzeuge aber durch die in solchen Fällen möglichen Aufschmelzungen oder Anschmelzungen von Karbiden, im Extremfali durch Neubildungen von Eutektikum, verschlechtert. Diese Erscheinungen sind daher bei Umformwerkzeugen zu vermeiden, weshalb es notwendig ist, die zulässige Härtetemperatur im Hinblick auf die Aufschmelztemperatur festzulegen. Für die Praxis wird daher gemäß vorliegender Erfindung empfohlen, die Härtetemperatur 40 bis 120, vorzugsweise 60 bis 80°C, unter der Aufschmelztemperatur zu wahren. Hieraus ergeben sich fUr die Stähle S 6-5-2 und S 19-4-3-10 Härtetemperaturbereiche zwischen 1110 und 11900C. Der Härte'temperaturbereich für den Stahl S 6-5-2-5 liegt zwischen 1100 und 1180°C. Diese Bereiche können sich mit den bisher empfohlenen teilweise überschneiden, wie dies z.B. beim Stahl S 6-5-; der Fall ist.The melting temperature for this steel is 12300 C and is thus at the upper limit of the prescribed hardening temperature range. On the other hand should be the high-speed steel S 6-5-2-5 with about 0.9% C, 4% Cr, 6% W, 5% Mo, 2% V and 5% Co, the melting temperature of which is 12200C, from 1210 to 12400C are hardened, so that the melting temperature is within the hardness temperature range lies. This also applies to the high-speed steel S 10-4-D-10 with 1.3% C, 4% % Cr, 10% W, 4 ffi Mo, 3% V and 10% Co. The melting temperature of this steel is 1230 ° C, the hardening temperature range of the same is between 1210 and 1250 ° C, Although now the use of hardening temperatures above the melting temperature definitely not the wear resistance the tools harmful must influence the toughness of the tools in such cases possible melting or melting of carbides, in extreme cases by Eutectic neoplasms, worsened. These appearances are therefore at Avoid forming tools, which is why it is necessary to use the permissible hardening temperature to be determined with regard to the melting temperature. For practice, therefore Recommended according to the present invention, the hardening temperature 40 to 120, preferably 60 to 80 ° C, below the melting temperature. From this result for the steels S 6-5-2 and S 19-4-3-10 hardening temperature ranges between 1110 and 11900C. The hardness temperature range for steel S 6-5-2-5 is between 1100 and 1180 ° C. These areas can partially overlap with the previously recommended, such as this e.g. with steel S 6-5-; the case is.

Zur Erzielung ausreichend hoher Werkzeughärten ist es aber im Hinblick auf die niedrigere Härtetemperatur notwendig, die Tauchzeiten im Vergleich zu den üblichen zu verlängern, wobei aber schädliche Vergröberungen des Austenitkorns vermieden werden müssen, weil in diesem Fall die Zähigkeit unzulässig abnimmt. Die Tauchzeit ist bekanntlich vom Durchmesser der Werkzeuge oder einer damit vergleichbaren Abmessung sowie von der gewählten Härtetamperatur abhängig. Erfindungsgemäß soll gun die Tauchzeit TZ keinesfalls länger sein, als sich aus der nachstehenden Formel' für diese in Sekunden erglbt: TZ = - D1/2 . e . F Sekunden. In order to achieve a sufficiently high tool hardness, however, it is necessary with regard to due to the lower hardening temperature necessary compared to the immersion times the usual length of time, but avoiding harmful coarsening of the austenite grain must be because in this case the toughness decreases impermissibly. The dive time is known to be the diameter of the tools or a comparable dimension as well as the selected hardening temperature. According to the gun should be the diving time TZ must never be longer than the formula below for this in Seconds obtained: TZ = - D1 / 2. e. F seconds.

In dieser Formel für die Tauchzeit TZ bedeuten D den Werkzeugdurchmesser in mm, e die Basis der natUrlichen Logarithmen. die für praktische Zwecke mit 2,72 eingesetzt werden kann, und einen Faktor, dessen Zahlenwert zwischen 40 und 100 liegt. Für eine Härtetemperatur von 40° unter der Aufschmelztemperatur beträgt dieser Faktor 40, für eine Härtetemperatur von z.B. 1200 unter der Aufschmelztemperatur hingegen 100. Innerhalb des empfohlenen Temperaturbereiches steigt der Zahlenwert des Faktors F linear mit abnehmenden Härtetemperaturen und kann mit Hilfe der nachstehenden Formel berechnet werden: °C °C F = (Aufschmelztemperatur - Härtetemperatur ). 0,75 + 10.In this formula for the immersion time TZ, D means the tool diameter in mm, e is the base of the natural logarithms. those for practical purposes with 2.72 can be used, and a factor whose numerical value is between 40 and 100 lies. For one Hardening temperature of 40 ° below the melting temperature this factor is 40, for a hardening temperature of e.g. 1200 below the melting temperature on the other hand 100. The numerical value increases within the recommended temperature range of the factor F linearly with decreasing hardening temperatures and can be calculated with the help of the following Formula to be calculated: ° C ° C F = (melting temperature - hardening temperature). 0.75 + 10.

Aus den bekannten Untersuchungen über die Druckfestigkeit der Schnellarbeitsstähle, vor allem Jener des Stahles S 6-5-2 im Vergleich zur Druckfestigkeit der ledeburitschen Chromstähle mit etwa 2 ß C und 15 ß Cr entsteht der Eindruck, daß ein wesentlocher Unterschied in der Belastbarkeit zwischen diesel Stählen nicht besteht. Den Schnellarbeitsstählen wird nur der vergleichsweise höheren Zähigkeit wegen manchmal der Vorzug gegeben, wobei Jedoch die schwierigere Härtungsbehandlung in Kauf genommen werden muß. From the known studies on the compressive strength of high-speed steels, especially that of the steel S 6-5-2 compared to the compressive strength of the Ledeburitschen Chromium steels with about 2 ß C and 15 ß Cr creates the impression that there is a substantial hole There is no difference in load capacity between diesel steels. The high-speed steels is only sometimes given preference because of the comparatively higher toughness, however, the more difficult hardening treatment must be accepted.

Eigene Untersuchungen haben jedoch ergeben, daß sich die Anlaß temperaturen für die Erreichung der Höchsthärte der Schnellarbeitsstähle und jene für die Erreichung der maximalen 0,2-Stauchgrenzen erheblich voneinander unterscheiden. Die maximale 0,2-Stauchgrenze wird bei Anlaßtemperaturen erreicht, die um 450C hoher liegen als jene Anlaßtemperaturen, die, fiir die Erreichung der maximalen Härten erforderlich sind. Diese Temperaturen werden üblicherweise in Form eines Bereiches von 30°C angegeben, der zum Teil auf Unterschiede der Zusammensetzung ein und derselben Stahl sorte zurückgeführt werden kann. Außerdem ist Anlaßtemperatur umso niedriger zu wählen, je länger die Haltzeit oder bei ein oder mehrmaligem Anlassen die Summe der Haltzeiten auf AnlaU-temperatur ist. Für den Stahl S 6-5-2 beträgt z.B. der zur Erzielung der Höchsthärte erforderliche Anlaßtemperaturbereich 530 bis 5600C. Die erfindungsgemäß erforderliche Erhöhung der Anlaßtemperatur um 4500> die zur Erzielung eines gleich großen Bereichs um + 15°C verändert werden kann, führt somit zu einer Vorschrift für die Anlaßtemperatur bei diesem Stahl von 575 bis 605°C. However, our own investigations have shown that the occasion temperatures for achieving the maximum hardness of high-speed steels and those for achieving it of the maximum 0.2 compression limits differ considerably from one another. The maximal 0.2 compression limit is reached at tempering temperatures that are 450C higher than those tempering temperatures that are required to achieve the maximum hardness are. These temperatures are usually given in the form of a range of 30 ° C, which is partly due to differences in the composition of one and the same steel grade can be traced back. In addition, the tempering temperature must be selected the lower the longer the holding time or, in the case of one or more starting, the total of the holding times at start-up temperature is. For steel S 6-5-2, for example, the tempering temperature range 530 to 5600C required to achieve maximum hardness. The increase in the tempering temperature required according to the invention by 4500> that for Achieving an equally large range can be changed by + 15 ° C, thus leads a specification for the tempering temperature for this steel of 575 to 605 ° C.

Diese vorstehend beschriebene Beobachtung erscheint vor allem deshalb wesentlich, weil sie die Kenntnis vermittelt, daß zur Erzielung höchster Formbeständigkeit keinesfalls die Höchsthärte angestrebt werden muß, so daß es möglich wird, höchste Formbeständigkeit mit einer ausreichenden Zähigkeit zu kombinieren, Im Falle des Stahles S 6-5-2 wurde z.B. festgestellt, daß die 0,2-Stauchgrenze nach erfindungsgemäßer Behandlung um 17,8 % höher ist als nach einem Anlassen zur Erreichung der Höchsthärte. This observation described above appears mainly because of this essential because it conveys the knowledge that to achieve the highest dimensional stability under no circumstances the maximum hardness has to be striven for, so that it becomes possible, the highest Combine dimensional stability with sufficient toughness, in the case of the Stahles S 6-5-2, for example, it was found that the 0.2 compression limit according to the invention Treatment is 17.8% higher than after tempering to achieve maximum hardness.

Der durch die hohe Anlaßtemperatur verursachte Verlust an Härte, der bis zu 5 HRc betragen kann, wird durch die wesentlich erhöhte Formbeständigkeit bei hohen Druckbeiastungen und durch die Zähigkeit der Werkzeuge überkompensiert, wenn man die durch den Werkzeugverschleiß begrenzte Lebensdauer der Werkzeuge als Beurteilungsgrundlage wählt.The loss of hardness caused by the high tempering temperature, the Can be up to 5 HRc, is due to the significantly increased dimensional stability overcompensated for high pressure loads and the toughness of the tools, if one considers the service life of the tools, which is limited by tool wear, as Base of assessment chooses.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zum Härten und Anlassen von Umformwerkzeugen zur spanlosen Formgebung höchster Druckbelastbarkeit aus Schnellarbeitsstählen, wobei die Erfindung durch die Kombination folgender Maßnahmen gekennzeichnet ist: a) die Werkzeuge werden rauch üblicher Vorwärmung In ein Salzbad getaucht, dessen Temperatur 40 bis 120°C, vorzugsweise 60 bis 8006 niedriger ist als die Aufschmelztemperatur des verwendeten Schnellarbeitsstahles, b) die Tauchzeit im Salzbad zur Erwärmung der Werkzeuge auf die Härtetemperatur beträgt höchstens Dt/2 . e . F Sekunden, wobei D den Werkzeugdurchmesser in mm, e die Basis der natürlichen Logarithmen und F einen Faktor bedeuten, dessen Zahlenwert innerhalb des empfohlenen Härtetemperaturbereiches zwisehen 40 und 100 linear mit abnehmender Härtetemperatur ansteigt, und c) wenigstens eine der zwei- oder mehrfachen Anlaßbehandlungen erfolgt bei einer Temperatur, die 45 # 150C höher liegt als die für die Erreichung des Sekundärhärtemaximums des verwendeten Schnellarbeitsstahles notwendige Anlaßtemperatur. The invention therefore relates to a method for hardening and tempering of forming tools for non-cutting shaping of the highest compressive strength from high-speed steels, the invention being characterized by the combination of the following measures: a) The tools are immersed in a salt bath with the usual preheating Temperature 40 to 120 ° C, preferably 60 to 8006 lower than the melting temperature the high-speed steel used, b) the immersion time in the salt bath for heating the tools to the hardening temperature is at most Dt / 2. e. F seconds, where D is the tool diameter in mm, e is the base of the natural logarithms and F is a factor whose numerical value is within the recommended hardening temperature range between 40 and 100 increases linearly with decreasing hardening temperature, and c) at least one of the two or more tempering treatments is carried out at a temperature which 45 # 150C is higher than that required to achieve the maximum secondary hardness of the used High-speed steel necessary tempering temperature.

Ausführungsbeispiele: Schnittstempel für die Feinstanztechnik mit 16 nun Durchmesser wurden aus drei verschiedenen Schnellarbeitsstählen in üblicher Weise (I) und zum Vergleich in erfindungsgemäßer Weise (II) behandelt und anschließend praktischen Erprobungen unterzogen. Die übliche Behandlung (I) besteht aus dem Härten'von der unteren Grenze des vorgeschriebenen Härtetemperaturbereiches und in zweimaligem, bei Co-legierten Stählen in dreimaligem Anlassen bei einer Temperatur, die um 200C über Jener Temperatur liegt, bei der bei den verwendeten Stählen das S Sekundärhärtemaximum erzielt wird. Die verwendeten Stähle und die durchgeführten Behandlungen (I) und (II) werden nachstehend angegeben: 1.) Chemische Zusammensetzung: 0,86 % C, 4,1 % Cr, 6,2 % W, 4,9 % Mo, 1,9 % V (S 6-5-2) Vorgeschriebener Härtetemperaturbereich: 1180 bis 12300C Anlaßtemperatur für Sekundärhärtemaximum bei zweimaligem Anlassen: 550°C Aufschmelztemperatur: 1230°C Behandlung I: Härtetemperatur: 118000 Tauchzeit: 210 s (verlängerte Tauchzeit wegen Härtetemperatur an der unteren Grenze) Anlassen: .2 x 1 Stunde bei 570°C Härte: 63 HRc Behandlung II: Härtetemperatur: 1160°C (70°C unter dem Ausschmelzpunkt) Tauchzeit: 680 s (F = 62,5) Anlassen: 1 x 595°C (45° über 550°C), 1 x 550°C, Je l Stunde Härte: 61/62 HRc 2.) Chemische Zusammensetzung: 0,92 % C, 4,2 % Cr 6,5 % W, 5,0 % Mo, 1, 85 % V, 4,7 % Co (S 6-5-2-5) Vorgeschriebener Härtetemperaturbereich: 1210 bis 1240°C Anlaßtemperatur für Sekundärhärtemaximum bei dreimaligem Anlassen: 56006 Aufschmelztemperatur: 1220°C Behandlung I: Härtetemperatur: 1210°C Tauchzeit: 210 5 Anlassen: 3 x 1 Stunde bei 580°C Härte: 62/63 HRc Behandlung II: Härtetemperatur: 1150°C Tauchzeit: 680 s (F = 62,5) Anlassen: 1 Stunde 560°C, 1 Stunde 605°C (560 + 45°C), 1 Stunde 560°C Härte: 62 HRc 3.) Chemische Zusammensetzung: 1,28 % C, 3,9 % Cr, 9,75 % W, 3,50 % Mo, 3,1 % V, 10,2 % Co (S 10-4-3-10) Vorgeschriebener Härtetemperaturbereich: 1210 bis 1250°C Anlaßtemperatur für Sekundärhärtemaximum bei dreimaligem Anlassen: 53000 Aufschmelztemperatur: 1230°C Behandlung I: Härtetemperatur: 1210°C Tauchzeit: 210 s Anlassen: 3 x 1 Stunde bei 550°C (530 + 20°C) Härte: 65 HRc Behandlung II: Härtetemperatur: 1160°C Tauchzeit: 680 s (F = 62,5) Anlassen: 1 Stunde 530°C, 1 Stunde 575°C, 1 Stunde 530°C Härte: 63/64 HRc Bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen wurde für die Behandlungen II die Härtetemperatur in allen Fällen 70°C unter der Aufschmelztemperatur gewählt und die hierfür erforderliche Tauchzeit in der erfindungsgemäßen Weise ermittelt.Embodiments: Cutting punch for fine blanking technology with 16 now diameters were made from three different high-speed steels in common Way (I) and for comparison in way (II) according to the invention and then treated subjected to practical tests. The usual treatment (I) consists of hardening the lower limit of the prescribed hardening temperature range and twice, in the case of Co-alloyed steels, annealing three times at a temperature around 200C is above the temperature at which the S secondary hardness maximum in the steels used is achieved. The steels used and the treatments carried out (I) and (II) are given below: 1.) Chemical composition: 0.86% C, 4.1 % Cr, 6.2% W, 4.9% Mo, 1.9% V (S 6-5-2) Prescribed hardening temperature range: 1180 to 12300C Tempering temperature for secondary hardness maximum at twice Tempering: 550 ° C Melting temperature: 1230 ° C Treatment I: Hardening temperature: 118000 Immersion time: 210 s (extended immersion time due to hardening temperature at the lower limit) Tempering: .2 x 1 hour at 570 ° C Hardness: 63 HRc Treatment II: Hardening temperature: 1160 ° C (70 ° C below the melting point) Immersion time: 680 s (F = 62.5) Tempering: 1 x 595 ° C (45 ° over 550 ° C), 1 x 550 ° C, per hour hardness: 61/62 HRc 2.) Chemical Composition: 0.92% C, 4.2% Cr, 6.5% W, 5.0% Mo, 1.85% V, 4.7% Co (S 6-5-2-5) Prescribed hardening temperature range: 1210 to 1240 ° C tempering temperature for maximum secondary hardness with three tempering: 56006 Melting temperature: 1220 ° C Treatment I: Hardening temperature: 1210 ° C immersion time: 210 5 tempering: 3 x 1 hour at 580 ° C hardness: 62/63 HRc treatment II: hardening temperature: 1150 ° C immersion time: 680 s (F = 62.5) tempering: 1 hour 560 ° C, 1 hour 605 ° C (560 + 45 ° C), 1 hour 560 ° C hardness: 62 HRc 3.) Chemical composition: 1.28% C, 3.9% Cr, 9.75% W, 3.50% Mo, 3.1% V, 10.2% Co (S 10-4-3-10) prescribed Hardening temperature range: 1210 to 1250 ° C tempering temperature for maximum secondary hardness with three tempering: 53000 Melting temperature: 1230 ° C Treatment I: Hardening temperature: 1210 ° C immersion time: 210 s tempering: 3 x 1 hour at 550 ° C (530 + 20 ° C) hardness: 65 HRc treatment II: hardening temperature: 1160 ° C immersion time: 680 s (F = 62.5) tempering: 1 hour 530 ° C, 1 hour 575 ° C, 1 hour 530 ° C Hardness: 63/64 HRc For the above Working examples, the hardening temperature was used in all of treatments II Cases selected 70 ° C below the melting temperature and the required for this Diving time determined in the manner according to the invention.

Die praktischen Erprobungen der gemäß (I) oder (II) behandelten Werkzeuge ergaben bei allen zur Verwendung gekommenen Stählen eine Überlegenheit der erfindungsgemäß behandelten, also der Behandlungen (II), die sich vor allem in Form einer mehr als 2,5-fachen Standzeit zeigte. Wesentlich war hierbei aber auch die Beobachtung, daß bei den gemaß (II) behandelten Werkzeugen die Lebensdauer durch den Verschleiß, nicht aber durch Deformationserscheinungen oder Ausbrüche an besonders hoch beanspruchten Kanten begrenzt wurde. The practical tests of the tools treated according to (I) or (II) showed a superiority to that according to the invention in all steels used treated, so the treatments (II), which are mainly in the form of a more than Showed 2.5 times the service life. It was also essential to observe that the service life of the tools treated in accordance with (II) due to wear, but not due to deformation phenomena or breakouts on particularly highly stressed areas Edges was limited.

Wenn die Härte temperatur aus betriebsbedingten Gründen, z.B. wegen unzureichender Härteeinrichtungen, noch weiter abgesenkt werden muß, sollte dennoch eine Temperatur von 120°C unter den. Aufschmelzpunkt nicht unterschritten werden, weil dann die bekannten Anlaßkurven der S Schnellarbeitsstähle nicht mehr zur Festlegung der Anlaßtemperaturen herangezogen werden können. If the hardening temperature is due to operational reasons, e.g. due to insufficient hardening facilities, should be lowered even further a temperature of 120 ° C below the. Melting point are not fallen below, because then the known tempering curves of the S high-speed steels are no longer applicable the tempering temperatures can be used.

Härtetemperaturen an der oberen Grenze des erfindungsgemäß empfohlenen Bereiches sind dann zweckmäßig, wenn übermäßige Zähigkeitsanforderungen nicht gestellt werden müssen und wenn es durch die Anlaßbehandlung gelingt, den nacb dem Härten verbleibenden Restaustenlt weitgehend zu beseitigen. Hardening temperatures at the upper limit of that recommended according to the invention Range are useful if excessive toughness requirements are not made must be and if it succeeds through the tempering treatment, after hardening to largely eliminate the remaining residual austenity.

Für größere Werkzeuge, z.B. fUr Stempel mit Durchmessern über 20 mm, die hohen Druckbelastungen ausgesetzt sind, oder fUr höher beanspruchte Schnittmatrizen ist es von Vorteil, als Werke zeugwerkstoff elektroschlacke-umgeschmolzenes Material zu verwenden, dessen Bruchsicherheit erfahrungsgemäß größer ist als jene von konventionell erschmolzenen Stählen. Bei kleinen Werkzeugen fällt dieses unterschiedliche Verhalten nicht ins Gewicht. For larger tools, e.g. for punches with diameters over 20 mm, which are exposed to high pressure loads, or for more highly stressed cutting dies it is advantageous to use electro-slag remelted material as a tool material should be used, whose resistance to breakage has been shown to be greater than that of conventional ones molten steels. This different behavior occurs with small tools does not matter.

Claims

1. Process for hardening and tempering forming tools for non-cutting Shaping the highest compressive strength from high-speed work chairs, g e k e n n z e i c h n e t by combining the measures a, b and below listed c: a) the tools are immersed in a salt bath after the usual preheating Temperature 40 to 1200C, preferably 60 to 80 ° C, is lower than the melting temperature of the high-speed steel used in the deformed state, b) the immersion time in Salt bath for heating the tools to the hardening temperature is a maximum of D1 / 2. e. F Send, where D is the tool diameter in mm, e the base of the natural Logarithms and F mean a factor whose number is within the recommended Hardness temperature range between 40 and 100 lihear with decreasing hardness temperature increases and c) at least one of the two or more tempering treatments is carried out at a temperature that is 45 + 150C higher than that required to achieve the Secondary hardness maximum of the high-speed steel used, necessary tempering temperature.

2. The method according to claim 1, characterized in that for tools with larger dimensions, e.g. for punches with a diameter of more than 20 mm, high-speed steels produced by the electroslag remelting process.