DE2254165A1

DE2254165A1 - STEEL FOR CUTTING INSTRUMENTS AND MANUFACTURING TOWELS

Info

Publication number: DE2254165A1
Application number: DE2254165A
Authority: DE
Inventors: Aiyaswami Suryanarayan Sastri
Original assignee: Gillette Co LLC
Current assignee: Gillette Co LLC
Priority date: 1971-11-01
Filing date: 1972-11-01
Publication date: 1973-05-10
Also published as: FR2159982A5; CA978394A; GB1394262A; ES408152A1; US3756865A; AU4835072A; JPS4856515A; BR7207651D0; NL7214758A; IT966857B; AR196497A1

Description

G 1467G 1467

r ATE NTAN WALTEr ATE NTAN WALTE

Dr.-!ng. HANS RUSCHKEDr .-! Ng. HANS RUSCHKE

pi.-!r:».i;:vN:: a -*ularpi .-! r: ». i;: vN :: a - * ular

The Gillette Company, Boston, Massachusetts, V.St.A.The Gillette Company, Boston, Massachusetts, V.St.A.

Stahl für Schneidinstrumente und Herstellung desselbenSteel for cutting instruments and making the same

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung von neuartigen Stählen, welche in ihrer fertigen Form zu mindestens 80 % und gemäss bevorzugten Ausführungsformen praktisch vollständig auste· nitisch sind, und die dabei jedoch mindestens die Härte und Festigkeit von martens!tischen Stählen mit hohem Kohlenstoffgehalt haben. Die Härte der Stähle sowie ihre Temperfestigkeit (aufgrund ihrer austenitischen Struktur) machen sie besonders geeignet für Schneidkanten, z.B. Messer und insbesondere Rasierklingen mit verbesserter Temperfestigkeit. Der Stahl wird hergestellt durch (a) Erhitzen eines Stahls, der etwa 7 bis etwa 30 % Mangan und etwa 0,6 bis 1,4 % Kohlenstoffenthält, auf mindestens die Austenitisierungstemperatur, um ihn vollständig austenitisch zu mac-hen und eine ausreichende Menge an Carbiden zu lösen, um die "Ms"-Temperatur auf einen ausreichenden Wert unterhalb Raumtemperatur herabzusetzen, sodass der Stahl vorwiegend·, z.B. zu mindestens 80 %, in seiner austenitischen FormThe invention relates to processes for the production of novel steels which in their finished form are at least 80 % and, according to preferred embodiments, practically completely austenitic, and which, however, have at least the hardness and strength of martensitic steels with a high carbon content. The hardness of the steels and their tempering resistance (due to their austenitic structure) make them particularly suitable for cutting edges, for example knives and especially razor blades with improved tempering resistance. The steel is made by (a) heating a steel containing about 7 to about 30 % manganese and about 0.6 to 1.4 % carbon to at least the austenitizing temperature to render it completely austenitic and a sufficient amount of To dissolve carbides in order to lower the "Ms" temperature to a sufficient value below room temperature so that the steel predominantly, for example at least 80 %, in its austenitic form

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verbleibt, wenn man ihn vorzugsweise durch Abschrecken auf Raumtemperatur abkühlt und anschliessend kaltverformt; (b) Kaltverformung und (c) .Alterungshärtung des Stahls. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform zur Herstellung von Rasierklingen aus einem solchen Stahl wird die Schneidkante zwischen dem Kaltverformen und der Alterung gebildet.remains when it is cooled to room temperature, preferably by quenching, and then cold worked; (b) Cold working and (c) age hardening of the steel. According to a preferred embodiment for the production of razor blades from such a steel the cutting edge is formed between cold working and aging.

In den letzten Jahren sind de Rasiereigenschaften von Rasierklingen durch Auftragen von polymeren Überzügen wie z.B. den in der USA-Patentschrift 3 07I 856 beschriebenen Fluorkohlenstoffen auf die Schneidkanten wesentlich verbessert worden. Beim Auftragen solcher FluorkohlenstoffÜberzüge, inbesondere der höhermolekularen Polymere und Telomere, auf die Schneidkanten müssen die Überzüge bei erhöhten Temperaturen, z.B. 288 bis 427° C, gesintert werden. Diese Temperaturen bewirken eine Enthärtung bei sowohl Kohlenstoff- als auch rostfreien Stählen, wodurch ihre Reasiereigenschaften verschlechtert werden. Obgleich rostfreie Stähle weicher sind, widerstehen sie den Sintertemperaturen besser als die Kohlenstoffstähle; solche Überzüge wurden daher zunächst vorwiegend auf die Ersteren aufgetragen. Trotz der Enthärüng des Stahls machen die Fluorkohlenstoffüberzüge das Rasieren jedoch wesentlich bequemer und angenehmer. Die günstigen Eigenschaften solcher Überzüge könnten demzufolge noch besser ausgenutzt werden, wenn man diese auf Klingen auftragen könnte, die zunächst mindestens die Härte von Kohlenstoffstählen und zusätzlich eine wesentlich bessere Temperfestigkeit besitzen.In recent years, razor blades have improved their shaving properties by applying polymeric coatings such as the fluorocarbons described in U.S. Patent 3,071,856 on the cutting edges has been significantly improved. When applying such fluorocarbon coatings, in particular the higher molecular weight polymers and telomers, the coatings must be applied to the cutting edges at elevated temperatures, e.g. 288 to 427 ° C. These temperatures cause a softening of both carbon and stainless steels, which deteriorates their release properties will. Although stainless steels are softer, they withstand sintering temperatures better than carbon steels; such coatings were therefore initially applied predominantly to the former. Despite the softening of the steel, they do However, fluorocarbon coatings make shaving much more convenient and more pleasant. The favorable properties of such coatings could therefore be used even better if they on blades that initially have at least the hardness of carbon steels and also a much better one Possess heat resistance.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von neuartigen Stählen, die in ihrer fertigen Form vorwiegend, z.B. zu mindestens 80 % aüstenitisch sind (dadurch gute Tsmperfestigkeit besitzen), und dabei mindestens eine Härte und Festigkeit aufweisen, die derjenigen von martensitischen Stählen mit hohem Kohlensttffgehalt mindestens vergleichbar ist.The invention relates to a process for the production of new types of steels which, in their finished form, are predominantly, for example, at least 80 % aesthetic (which means they have good thermal strength), and which have at least a hardness and strength similar to that of martensitic steels with a high carbon content is at least comparable.

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Ein weiteres·Ziel der Erfindung sind neuartige und verbesserte Schneidkanten, z.B. Messer, Skalpelle und insbesondere Rasierklingen aus den erfindungsgelassen Stählen.Another object of the invention is novel and improved Cutting edges, e.g. knives, scalpels and especially razor blades from the steels left to the invention.

Die Ziele der Erfindung werden im allgemeinen erreicht, indem man (a) einen Stahl, der Kohlenstoff und Mangan in den unten angegebenen Mengeribereiohen enthält, solange auf mindestens die Austenitisierungstemperatur erhitzt, bis er vollständig austenitisch ist und eine ausreichende Menge an Carbiden gelöst enthält, um die "Ms"-Temperatur auf einen ausreichenden Wert unterhalb Raumtemperatur herabzusetzen, sodass der Stahl vorwiegend in seiner austenitischen Form verbleibt, wenn man ihn vorzugsweise durch Absehrecken auf Raumtemperatur abkühlt und anschliessend kaltverformt; indem man (b) den Stahl kaltverformt und ihn (c) danach alterungshärt§t» Gemäss einer bevorzugten Herstellung von Rasierklingen wird die Schneidkante zwischen der Kaltverformung und der Alterung z.B. durch Schleifen ge*· bildet.The objects of the invention are generally achieved by (a) heating a steel containing carbon and manganese in the amounts given below to at least the austenitizing temperature until it is completely austenitic and contains a sufficient amount of carbides in solution to reduce the "Ms" temperature to a sufficient value below room temperature so that the steel remains predominantly in its austenitic form if it is cooled to room temperature, preferably by means of corners, and then cold worked; by (b) cold-formed steel, and it (c) thereafter "According to a preferred alterungshärt§t manufacture of razor blades, the cutting edge between the cold-working and aging, for example, by grinding is ge * · forms.

Im allgemeinen werden die erfindungsgemässen Klingen aus Stählen hergestellt, die etwa 0,6 bis 1,4 Gew.<*% Kohlenstoff, etwa 7 bis 30 Gew.-% Mangan und den Rest Eisen oder Eisen und andere Legierungselemente,, die die Eigenschaften desStahls verbessern, das Verfahren jedoch nicht beeinträchtigen, enthalten, Gemäss bevorzugten Ausführungsformen können die Stähle ein oder mehrere Legierungsbestandteile enthalten, welche die Fehlschichtungs-· energie (stacking fault energy) des Stahls herabsetzen, Beispielefür solche Elemente und die Mengenbereiche, in denen sie gewöhnlich vorliegen, sind folgende:In general, the invention blades are made from steels containing about 0.6 to 1.4 weight <*% carbon, about 7 to 30 wt -..% Manganese and the balance iron or iron and other alloying elements ,, the properties desStahls improve, but do not affect the process, according to preferred embodiments, the steels can contain one or more alloy components which reduce the stacking fault energy of the steel, examples of such elements and the quantity ranges in which they are usually present, are the following:

. Chrom 0 bis 16 % . Chromium 0 to 16 %

, Kobalt 0 bis 10 % , Cobalt 0 to 10 %

Silicium ' 0 bis 2 % ' Silicon '0 to 2 %'

Aluminium 0 bis 6 % und Kupfer 0 bis 2 %. Aluminum 0 to 6 % and copper 0 to 2 %.

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Falls erwünscht, kann der Stahl noch andere Legierungselemente enthalten, welche die Härtungsfähigkeit des Stahls verbessern und es somit gestatten, den Stahl allmählich abzukühlen, anstatt ihn abzuschrecken, und dennoch die austenitische Struktur zu erhalten. Beispiele für solche Legierungsmetalle sind Chrom und Kupfer wie oben und die folgenden:If desired, the steel can contain other alloying elements which improve the hardenability of the steel and thus allow the steel to cool gradually instead of to quench it and still maintain the austenitic structure. Examples of such alloy metals are chromium and copper as above and the following:

Molybdän 0 bis 2 % Molybdenum 0 to 2 %

Nickel 0 bis 5 % undNickel 0 to 5 % and

Wolfram 0 bis 1 %. Tungsten 0 to 1 %.

In den bevorzugten Ausführungsformen enthält der Stahl genug Chrom, um ihn rostfrei zu machen. Dies wird im allgemeinen durch mindestens 10 % Chrom in der Masse erreicht. In den meisten Fällen wird der Stahl gewöhnlich zwischen 10 und 20 % Chrom enthalten. Falls dem Stahl merkliche Mengen Chrom gemäss obigen Angaben zugesetzt werden, umseine Korrosionsfestigkeit zu erlinen, sollten auch grössere Mengen an Mangan vorhanden sein, um die Neigung des Chroms zur Carbidbildung aufzuheben. Ein Stahl, der z.B. lObis 20 % Chrom enthält, sollte normalerweise etwa 15 bis JO % Mangan enthalten. Stähle mit 10 bis 16 % Chrom sollten etwa 15 bis 25 % Mangan enthalten. In Stählen mit weniger als 2 % Chrom sollte Mangan vorzugsweise in Mengen im Bereich von 7 bis 14 % vorhanden sein. Ein für das erfindungsgemässe Verfahren beispielsweise besonders geeigneter Stahl enthält 1,0 % Kohlenstoff, 14 % Chrom, 21 % Mangan undden Rest Eisen mit den normalerweise darin enthaltenen geringen Verunreinigungen. Ein weiterer erfindungsgemäsE geeigneter Stahl enthielt 1,01 % Kohlenstoff, 12,3 ^u/o Mangan und den Rest Eisen mit den normalerweise darin enthaltenen geringen Verunreinigungen.In the preferred embodiments, the steel contains enough chromium to be rustproof. This is generally achieved by using at least 10 % chromium in the mass. In most cases the steel will usually contain between 10 and 20% chromium. If significant amounts of chromium are added to the steel as described above in order to achieve its corrosion resistance, larger amounts of manganese should also be present in order to neutralize the tendency of the chromium to form carbide. A steel containing, for example, 10 to 20 % chromium should normally contain about 15 to 10 % manganese. Steels with 10 to 16 % chromium should contain around 15 to 25 % manganese. In steels with less than 2 % chromium, manganese should preferably be present in amounts ranging from 7 to 14 % . A steel particularly suitable for the process according to the invention contains 1.0 % carbon, 14 % chromium, 21 % manganese and the remainder iron with the minor impurities normally contained therein. Another steel suitable according to the invention contained 1.01 % carbon, 12.3 ^u / o manganese and the remainder iron with the minor impurities normally contained therein.

Gemäss dem Verfahren der Erfindung wird der Stahl solange auf mindestens seine Austenitisierungstemperatur erhitzt, bis er vollständig austenitisch ist und eine ausreichende Menge an Carbiden gelöst enthält, um seine ¹¹Ms"-Temperatur auf einen ausreichenden Wert unterhalb Raumtemperatur herabzusetzen, sodass der Stahl vorwiegend, z.B. zu mindestens 80 %, austeni-According to the method of the invention, the steel is heated to at least its austenitizing temperature until it is completely austenitic and contains a sufficient amount of dissolved carbides to reduce its ¹¹ Ms "temperature to a sufficient value below room temperature so that the steel predominantly, e.g. at least 80 %, austenitic

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tisch bleibt, wenn man ihn vorzugsweise durch Abschrecken abkühlt und dann kaltverformt. Gemass den bevorzugten Ausführungsformen wird der Stahl in einer Weise hitzebehandelt, dass seine "Ms"-Temperatur mindestens unter -150° C, vorzugsweise unter -200 C liegt. Im allgemeinen kann die "Ms"-Temperatur bei den meisten Stählen' im Rahmen der Erfindung in ausreichender Weise herabgesetzt werden, indem man den Stahl auf eine Temperatur zwischen etwa 1000° C und 1250° C erhitzt und ihn dort mindestens eine Minute bis zu einer Stunde lang hält. Längere Zeiten werden bei niedrigeren Temperaturen angewendet." Gemäss bevorzugten Ausführungsformen wird der Stahl auf eine Temperatur zwischen 1050° C und 1250⁰ C erhitzt. Besonders günstige Ergebnisse wurden erhalten, indem man den Stahl etwa eine halbe Stunde lang auf 1050⁰ C erhitzte.remains stable if it is preferably cooled by quenching and then cold-formed. According to the preferred embodiments, the steel is heat treated in such a way that its "Ms" temperature is at least below -150.degree. C., preferably below -200.degree. In general, the "Ms" temperature of most steels can be reduced sufficiently within the scope of the invention by heating the steel to a temperature between about 1000 ° C. and 1250 ° C. and holding it there for at least one minute to one Lasts for an hour. Longer times are used at lower temperatures. "According to preferred embodiments of the steel to a temperature between 1050 ° C to 1250 ⁰ C is heated. Particularly favorable results were obtained by about half an hour heated steel long at 1050 ⁰ C.

Die Kaltverformung, welche zur Härtung des Stahls wesentlich beiträgt, kann auf übliche Weise erfolgen, z.B. durch Walzen, Stanzen, Pressen, Ziehen usw. Wenn das erfindungsgeraässe Verfahren zur Herstellung von Schneidkanten z.B. von Rasierklingen angewendet wird, kann ein Teil der Kaltverformung durch das Schleifen bei der Bildung der Schneidkante erfolgen. Vorzugsweise geschieht die Kaltverformung durch Kaltwalzen. Das Ausmass, in dem der Stahl kaltverformt werden kann, ohne in Martensit überzugehen, hängt von der "Ms"-Temperatur ab. Je niedriger die "Ms"-Temperatur liegt, desto stärker kann derStahl gewöhnlich kaltverformt werden, ohne dass merkliehe Mengen in die martensitische Form übergehen. Es ist wünschenswert, dass der Stahl nach der Kaltverformung weniger als 20 %, vorzugsweise weniger als 10 % Martensit enthält. Gemäss besonders bevorzugten Ausführungsformen ist der Stahl im Anschluss an die Kaltverformung praktisch vollständig austenitisch. Bei einem Stahl, dessen ¹¹Ms"-Temperatur in ausreichender Weise, z.B. auf unter mindestens -200° C herabgesetzt worden ist, kann eine wesentliche Erhöhung der Härte durch Kaltverformung bis zu einer. Verminderung der Dicke um mindestens 50 % erreicht werden., Die maximale Härte, die man durch Kaltverformung erzielen kann, wird im allgemeinenThe cold deformation, which contributes significantly to the hardening of the steel, can be carried out in the usual way, e.g. by rolling, punching, pressing, drawing, etc. take place in the formation of the cutting edge. The cold deformation is preferably carried out by cold rolling. The extent to which the steel can be cold worked without going into martensite depends on the "Ms" temperature. The lower the "Ms" temperature, the more the steel can usually be cold worked without going into the martensitic form in appreciable amounts. It is desirable that the steel contains less than 20 %, preferably less than 10 %, martensite after cold working. According to particularly preferred embodiments, the steel is practically completely austenitic following the cold deformation. In the case of a steel whose ¹¹ Ms "temperature has been reduced sufficiently, for example to below -200 ° C., a substantial increase in hardness can be achieved by cold working up to a reduction in thickness of at least 50 % maximum hardness that can be achieved by cold working is generally

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erreicht, indem man den Stahl bis zu einer Verminderung seiner Dicke um mindestens zwischen etwa 70 und 96 % kaltverformt. Es können selbstverständlich auch Verminderungen der Dicke überdiesen Bereichhinaus vorgenommen werden, jedoch wird dadurch keine weitere Härtung erreicht.achieved by cold working the steel to a reduction in thickness of at least between about 70 and 96 %. Of course, the thickness can also be reduced beyond this range, but no further hardening is achieved thereby.

Wird das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von Schneidkanten z.B. von Rasierklingen angewendet, erfolgt die Kaltverformung, die zur Erzielung der bei dieser Verfahrensstufe maximal erreichbaren Härte erforderlich ist, mindestens zum Teil durch das Schleifen, wie es zur Bildung der Schneidkante üblich ist. So kann man das Band z.B. durch Kaltwalzen teilweise härten; dann erwünschtenfaTls stanzen oder perforieren und anschliessend zumindestens in den Kantenbereichen die Kaltverformung durch Schleifen abschliessen. Selbstverständlich kann auch die gesamte -Kaltverformung z.B. durch Kaltwalzen erfolgen, wobei das Schleifen dann nicht mehr wesentlich zur Härtung beiträgt. In solchen Fällen können die Schneidkanten erwünschtenfalls auch durch Elektroschärfen gebildet werden. Vorzugsweise werden die Kanten vor dem Alterungshärten gebildet, wenn der Stahl noch nicht seine volle Härte erreicht hat. Erwünschtenfalls können die Kanten natürlich auch nach dem Alterungshärten gebildet werden, jedoch ist der Stahl dann wesentlich härter. Die Arbeitsweisen zur Bildung von Schneidkanten sind in der Technik bekannt und bilden keinen Teil der Erfindung.Is the inventive method for producing cutting edges E.g. when razor blades are used, the cold deformation takes place, which is necessary to achieve the maximum in this process stage achievable hardness is required, at least in part by grinding, as is customary to form the cutting edge. For example, the strip can be partially hardened by cold rolling; then punch or perforate the desired parts and then Complete the cold forming by grinding at least in the edge areas. Of course, the entire -Cold deformation is done e.g. by cold rolling, whereby the grinding then no longer contributes significantly to hardening. In such In some cases, the cutting edges can also be formed by electro-sharpening, if desired. Preferably the edges formed prior to age hardening when the steel has not yet reached its full hardness. If desired, the Edges can of course also be formed after age hardening, but the steel is then much harder. The ways of working for forming cutting edges are known in the art and do not form part of the invention.

Die Alterungshärtung im Anschluss an die Kaltverformung ist eine von Zeit und Temperatur abhängige Reaktion, bei welcher eine weitere wesentliche Erhöhung der Härte erreicht wird. Eine optimale Härte wird im allgemeinen erzielt, indem man den Stahl mindestens etwa 10 Sekunden bis 10 Tage lang auf eine Temperatur zwischen etwa 200 und 500° C erhitzt. Kürzere Zeiträume werden bei höheren Temperaturen, längere Zeiträume bei niedrigeren Temperaturen angewendet. Bei Stählen, die im wesentlichen Eisen-Mangan-Kohlenstoff -Legierungen sind, sollte die Alterungshärtung weiterhin vorzugsweise bei Temperaturen unterhalb 425 C durchgeführt werden. Bei der Alterungshärtung sollten allzu hoheThe aging hardening following cold deformation is a time and temperature dependent reaction in which a further substantial increase in hardness is achieved. Optimal hardness is generally achieved by making the steel heated to a temperature between about 200 and 500 ° C for at least about 10 seconds to 10 days. Shorter periods will be applied at higher temperatures, longer periods at lower temperatures. In steels, which are essentially iron-manganese-carbon -Alloys are, aging hardening should preferably be carried out at temperatures below 425 C. will. The aging hardening should be too high

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Temperaturen und übermässige Zeiträume vermieden, werden, um eine Überalterung zu verhindern. Bei einem Stahl, der 1,.Ol % Kohlenstoff, 12,3 % Mangan undden Rest Eisen enthielt, wurde die optimale Härte erreicht, indem man ihn etwa 3,5 Stunden lang auf 350° C erhitzte. Bei dem Stahl, der 1 % Kohlenstoff, 14 fo Chrom und 21 % Mangan erhielt, wurde die optimale Härte durch 3 Stunden langes Erhitzen auf 350° C erreicht. .....--Temperatures and excessive periods of time are avoided to prevent obsolescence. For a steel containing 1.0 % carbon, 12.3 % manganese and the balance iron, the optimum hardness was achieved by heating it to 350 ° C for about 3.5 hours. In the steel containing 1% carbon, 14 chromium, and 21% manganese fo received, the optimum hardness was attained by 3 hours heating at 350 ° C. .....--

Die folgenden Beispiele erläutern die Anwendung der Erfindung zur Herstellung von Rasierklingen. ... . .. .The following examples illustrate the application of the invention for the manufacture of razor blades. ... ...

Beispiel 1 . , ■ ._..·-Example 1 . , ■ ._ .. · -

Ein Stahlband, enthaltend 1.00$ Kohlenstoff, 21-Jg-Mangan, 14 % Chrom und den Rest Eisen sowie die üblicherweise darin enthaltenen Spuren von Verunreinigungen, wurde vollständig austefenitisch gemacht, indem es eine halbe Stunde lang auf 1200° C erhitzt und anschliessend rasch in Wasser abgekühlt wurde. Das Band, das eine Härte von 220 DPHN aufwies, wurde bis zu einer Dicke von 0,1016 mm, was einer Verminderung seiner Dicke um 96 % ,entsprach, kaltgewalzt. Die Härte betrug"740 DPHN, und das Band war immer noch praktisch vollständig austenitisch. Das Band wurde dann zur Bildung der Schneidkante mittels der üblichen Techniken für Rasierklingen geschärft. Im Anschluss an das Schärfen wurde die Klinge 3 Stunden lang auf 350° C erhitzt, wonach die Materialhärte (body hardness) auf 885.DPHN stieg und der Stahl immer noch praktisch vollständig austenitisch war. Ein Überzug aus Polytetrafluoräthylentelomer wurde auf die Schneidkanten aufgebracht und darauf 10 Minuten lang bei 343° G- gesintert. Die. folgende Tabelle zeigt die Temperfestigkeit der erfindungsgemässen Klingen während des "Sinterns des Polytetrafluoräthylens im Vergleich zu typischen Klingen aus Kohlenstoff- und rostfreiem, Stahl. , - ■ " ·.·..■■.·... -..-■.■A steel strip, containing $ 1.00 carbon, 21 Jg manganese, 14 % chromium and the remainder iron, as well as the traces of impurities usually contained therein, was made completely austefenitic by heating it to 1200 ° C for half an hour and then quickly turning it into Water was cooled. The strip, which had a hardness of 220 DPHN, was cold rolled to a thickness of 0.1016 mm, which corresponded to a reduction in its thickness of 96 %. The hardness was 740 DPHN and the tape was still practically entirely austenitic. The tape was then sharpened to form the cutting edge using conventional razor blade techniques. Following sharpening, the blade was heated to 350 ° C for 3 hours, after which the material hardness (body hardness) rose to 885.DPHN and the steel was still practically completely austenitic. A coating of polytetrafluoroethylene telomer was applied to the cutting edges and then sintered for 10 minutes at 343 ° G. The following table shows the tempering strength of the blades according to the invention during the "sintering of the polytetrafluoroethylene compared to typical blades made of carbon and stainless steel. , - ■ "·. · .. ■■. · ... -..- ■. ■

309813/083?;309813/083 ?;

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

G 1467G 1467

Klingeblade

Materialhärte vor dem SinternMaterial hardness before sintering

Temperatur und
Dauer des
SinternsTemperature and
time of
Sintering

Materialhärte nach dem SinternMaterial hardness after sintering

Klingen nach Beispiel 1Blades according to example 1

Klingen aus C-StahlC-steel blades

885 DPHN 825- 880 DPHN885 DPHN 825- 880 DPHN

Klingen aus rostfreiem StahlStainless steel blades

- 10 Min.- 10 min.

885 DPHN885 DPHN

343°C - 10 Min. 510- 56O DPHN343 ° C - 10 min. 510-560 DPHN

750 DPHN 343°C - 10 Min. 58O- 595 DPHN750 DPHN 343 ° C - 10 min. 58O- 595 DPHN

Example 2

Ein Stahlband, enthaltend 1,01 % Kohlenstoff, 12,3 % Mangan und den Rest Eisen^s$ie die üblicherweise darin enthaltenen Spurenverunreinigungen, wurde vollständig austenitisch gemacht, indem ' es eine halbe Stunde lang auf I050⁰ C erhitzt und anschliessend in Wasser auf Raumtemperatur abgeschreckt wurde. Das Band, das eine Härte von 200 DPHN hatte, wurde bis zu einer Dicke von 0,1016 mm, was einer Verminderung seiner Dicke um 95 % entsprach, kaltgewalzt. Die Härte betrug dann 750 DPHN, und das Band war immer noch praktisch vollständig austenititsch. Die Kanten des Bandes wurden dann auf übliche Weise geschärft. Danach wurde die Klinge etwa 3,5 Stunden lang auf 350° C erhitzt, und die Materialhärte stieg auf 850 DPHN, wobei der Stahl immer noch praktisch vollständig austenitisch war. Auf die Schänldkanten wurde dann ein Polytetrafluoräthylentelomer-Uberzug aufgebracht und 10 Minuten lang bei 3^3° C gesintert. Nach dem Sintern hatte die Klinge eine Härte von 850 DPHN; dieser Wert liegt wesentlich günstiger als die in Beispiel 1 angegebenen Werte für die Klingen aus Kohlenstoff- und rostfreiem Stahl.A steel strip containing 1.01% carbon, 12.3% manganese and the balance iron ^s $ ie the trace impurities usually contained therein, was made completely austenitic by 'it is heated for half an hour at ⁰ C and then I050 in water Room temperature was quenched. The strip, which had a hardness of 200 DPHN, was cold rolled to a thickness of 0.1016 mm, which corresponded to a reduction in its thickness of 95 %. The hardness was then 750 DPHN and the tape was still practically completely austenitic. The edges of the tape were then sharpened in the usual manner. The blade was then heated to 350 ° C for about 3.5 hours and the material hardness rose to 850 DPHN, the steel still being practically completely austenitic. A polytetrafluoroethylene telomer coating was then applied to the peeling edges and sintered at 3 ^ 3 ° C. for 10 minutes. After sintering, the blade had a hardness of 850 DPHN; this value is significantly more favorable than the values given in Example 1 for the blades made of carbon and stainless steel.

Example 3

Die Klinpen wurden wie in Beispiel ',i hergestellt, mit der Ab-The cleats were made as in Example ', i , with the ab-

; 15 Minuten lang bei -K¹K)⁰ C ; For 15 minutes at -K ¹ K) ⁰ C

:;, (iauu <ne:;, (iauu <no

309819/0896 BAD ORIGINAL309819/0896 BATH ORIGINAL

225Α16Έ225Α16Έ

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durchgeführt wurde. Die Ergebnisse waren denjenigen von Beispiel 2 vergleichbar.was carried out. The results were comparable to those of Example 2.

Erwünsentenfalls können die Alterungshärtung und das Sintern des Polymers selbstverständlich auch gleichzeitig erfolgen.If necessary, aging hardening and sintering can be used of the polymer can of course also take place at the same time.

Die Stähle der Erfindung sind aufgrund ihrer austenitischen Natur im allgemeinen nicht-magnetisch und besitzen weiterhin eine gute Dehnbarkeit bei niedrigen Temperaturen. Ausser ihrer Verwendbarkeit für Schneiden z.B. von Rasierklingen sind die Stähle der Erfindung auch für andere Zwecke geeignet, bei denen eine oder mehrere ihrer Eigenschaften erwünscht sind, z.B. für Federn, kryogene Metallwaren, Drähte und Kabel mit hoher Festigkeit, sowie für Anwendungsgebiete, wo ihre gute Temperfestigkeit ausgenutzt werden kann.The steels of the invention, because of their austenitic nature, are generally non-magnetic and still have good ductility at low temperatures. In addition to their usability for cutting razor blades, for example, the Steels of the invention are also suitable for other purposes where one or more of their properties are desired, e.g. Springs, cryogenic metal goods, wires and cables with high strength, as well as for areas of application where their good tempering resistance can be exploited.

- Patentansprüche -- patent claims -

309819/0895
8AD ORIGINAL- 309819/0895
8AD ORIGINAL

Claims

- 10 - G 1467 claims:

1. Steel, characterized in that it is predominantly austenitic in its finished form, that it has a hardness that is at least comparable to that of martensitic steel with a high carbon content, and that it has an improved tempering strength, the steel about 0.6 to 1.4 wt -.% carbon and from about 7 to ^ O wt -.% manganese.

2. Steel according to claim 1, characterized in that it has been produced by (a) steel of the aforesaid Composition as long as at least the austenitizing temperature heated until it became completely austenitic and contained a sufficient amount of carbides dissolved, in order to reduce the "Ms" temperature of the steel to a sufficient value below room temperature that the Steel mainly remains in its austenitic form when it is cooled to room temperature and then cold-formed. by (b) cold working the steel and (o) age-hardened and, if necessary, (d) has formed a saddle edge at some point after the austenitization.

309819/0895309819/0895

BAD ORIQiNALBAD ORIQiNAL

.- li - 'ü 1467

3 »Steel according to claim 1 or 2, characterized in that that it is in the form of a razor blade with cutting edges and predominantly, preferably practically completely austenitiseh is.

4. Steel according to one of the preceding claims, characterized in that it is stainless and about 10-20 »- $ contains chrome.

5. Process for the production of the steel according to the previous ■ . going claims, characterized in that one

(a) steel, which contains about 7 ^ i * ³ 30 wt .- ^ manganese, and about 0.6 to 1.4 wt .- ^ carbon, as long as the heated Austenitisierungsfcemperatur at least until it is fully austenitiseh and a sufficient amount dissolved in carbides in order to reduce the ¹¹ Ms "temperature of the steel to a value below room temperature sufficiently so that the steel remains predominantly in its austenitic form when it is cooled to room temperature and then cold-worked

(b) cold working the steel and (e) age hardening it; and that if necessary (d) a cutting edge is formed at some point after the austenitization.

6. The method according to claim 5. » characterized in that the steel is cooled to room temperature by quenching after austenitizing ... .

7. The method according to claim 5 or 6, characterized in that that the aging curing at a temperature of about 200 to 500 ° C for a period of at least about 10 seconds up to 10 days.

8. The method according to any one of claims 5 to 7, characterized in that the steel in its finished form is at least 80 % austenitic, and that it is during

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the first heating stage to a temperature of about 1000 to 1250 ° C over a period of: Has heated minute to ziu an hour.

1000 to 1250 ° C for a period of at least one

9. The method according to any one of claims 5 to 8, characterized in that the steel is cold worked until its thickness has been reduced by at least about 50%.

10. The method according to any one of claims 5 to 9> characterized in that the steel contains at least one alloy element which reduces the defective stratification energy of the steel.

11. The method according to any one of claims 5 to 10 characterized ,, characterized in that the steel is less than 2 wt -% chromium and 7 to 14 wt -% manganese...

12. The method according to any one of claims 5 to 10, characterized in that the steel 10 to 20 wt -% contains manganese, the preferred contents 10 to 16 wt .- ^ chromium and 15 -.% Chromium and 15 to 30 wt. to 25 wt -.% manganese, respectively.

13. The method according to any one of claims 5 to 12, characterized in that that the steel has the shape of a razor blade, this being made from a steel band is, which has been cold worked at least in the area in which the cutting edge was to be formed, wherein this cutting edge has been formed at some point after austenitization.

14. The method according to claim Ij5, characterized in that the cutting edge of the blade in its finished form is practically completely austenitic.

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15 «The method according to claim 13 or IK _3, characterized in that the cold deformation of the cutting edge area takes place at least in part by grinding during the formation of the cutting edge.

Me. / Br.