DE727066C

DE727066C - Stahl fuer durch Warmverformung hergestellte, verguetete Werkzeuge, die starken Verschleissbeanspruchungen durch schleifende und reibende Wirkung unterliegen

Info

Publication number: DE727066C
Application number: DER100232D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr-Ing Hein Ostermann
Original assignee: Ruhrstahl AG
Current assignee: Ruhrstahl AG
Priority date: 1937-09-09
Filing date: 1937-09-10
Publication date: 1942-10-27

Description

Stahl für durch Warmverformung hergestellte, vergütete Werkzeuge, die starken Verschleißbeanspruchungen durch schleifende und reibende Wirkung unterliegen Es ist bekannt, Baustähle von der Zusammensetzung o,2 bis o,6% C, 0,3 bis 2,0% Mn, o,i bis o,5% Si, 0,4 bis 2,5% Cr, 0,2 bis 4,0% Ni und o,i bis i,5% W als Baustahl für Schienen und Getriebeteile, beispielsweise Zahnräder, also für solche Bauteile zu verwenden, die einer Verschleißbeanspruchung infolge von gleitender und rollender Reibung sowie einer wiederholten Stoßbeanspruchung ausgesetzt sind.
In dieser Stahllegierung, die noch geringe Mengen Vanadin, Titan und Kupfer enthalten kann, kann die Gesamtmenge des Wolframs durch das Legierungsmetall Molybdän bis zu i % ersetzt werden und das Nickel in besonderen Fällen auch völlig fehlen.
Während die bekannten Verwendungen des seiner Zusammensetzung nach bekannten Stahles nur diejenigen eines Baustahles betreffen, hat sich auf Grund umfangreicher Untersuchungen überraschenderweise herausgestellt, claß der in seiner Zusammensetzung bekannte, warmverformte Stahl sich besonders vorteilhaft zur Herstellung von Werkzeugen eignet, die starken Verschleißbeanspruchungen durch schleifende oder reibende Wirkung unterliegen. Nun sind aber Bauteile und Werkzeuge bekanntlich zwei genau abgegrenzte Verwendungsbereiche. Während z. B. die Stahlauswahl und Abmessungen eines Bauteiles auf Grund genau ermittelbaxer Festigkeitseigenschaften erfolgt, besteht diese Möglichkeit bei Werkzeugen nicht, da, deren vielseitige Beanspruchungen einer solchen Berechnung nicht zugänglich sind.
Ist in einem zu bearbeitenden Teil ein Körper eingelagert, der hart ist und mit dem Werkzeug in punktförmiger Berührung steht, dann kann der auf das letztere ausgeübte Druck theoretisch gleich unendlich werden. Die dabei entstandene Reibung kann einen sehr hohen Wärmegrad hervorrufen, so daß ein gutes Werkzeug auch eine gewisse Warmfestigkeit aufweisen muß. Solchen Beanspruchungen können zwar gelegentlich auch Maschinenteile, z. B. Automobilgetriebe, ausgesetzt werden, sie treten aber dann nur in ungewöhnlichen Fällen auf und, sind zum Unterschied von den bei Werkzeugen auftretenden Beanspruchungen immer noch der Berechnung zugänglich.
Wird das Werkzeug z. B. als Kaltprägestempel verwendet, dann ist die von dem fließenden Werkstoff auf. die Oberfläche des Werkzeuges ausgeübte gleitende Reibung grundverschieden von der Reibung, die Zahnflanken aufeinander ausüben. Während nämlich das Werkzeug beim Kaltverformen, Kaltprägen oder Kaltziehen eine Verformungsarbeit auszuführen hat, ist dies bei Maschinenteilen nicht der Fall. Der fließende Werkstoff bietet daher der angreifenden Oberfläche des Werkzeuges immer neue Kristalle dar, die während des Fließens unkontrollierbaren Bewegungen und Druckbsanspruchungenunterworfen sind. Die Eignung dieser Art von Stählen kann daher nur durch den praktischen Versuch geklärt werden.
Daß die Beanspruchung bei Zahnrädern einerseits und Werkzeugen andererseits eine grundsätzlich andere sein muß, ergibt sich schließlich auch aus den mit dem Stahl gemäß der Erfindung gemachten Erfahrungen: Während der gleiche Stahl als Zahnradbaustoff sich nicht wesentlich anders verhält wie die bekannten Chrom-Nickel-Stähle, zeigt er bei seiner Verwendung für Werkzeuge eine um ein Vielfaches höhere Leistung, was nur darauf zurückgeführt werden kann, daß die Beanspruchungen des Werkzeuges ganz andere sind wie die bei Zahnrädern und daß der Stahl gemäß der Erfindung die spezifische Eigenschaft besitzt, gerade diesen Beanspruchungen besser widerstehen zu können.
Dies ergibt sich auch daraus, daß der erfindungsgemäß für Werkzeuge, z. B. für die durch Schleifen und Reiben stark auf Verschleiß beanspruchten Formplatten für Ziegelpressen, verwendete und auf eine Festigkeit von 18o kg/mm2 vergütete Stahl eine um ein Vielfaches höhere Leistung aufweist als die bekannten lufthärtenden Chrom-Nickel-oder Chrom-Nickel-Molybdän-Stähle.
Außerdem sind die letztgenannten Stähle auch bei bester Glühbehandlung nicht oder nur wenig unter eine Festigkeit von 9o kg/mm' weich zu glühen, wodurch sich diese entsprechend ihrer hohen Festigkeit schwer bearbeiten lassen, was sich bei eine verwickelte Form aufweisenden Werkzeugen sehr nachteilig bemerkbar macht. Im Gegensatz hierzu ist es ohne Schwierigkeiten möglich, den Stahl gemäß der Erfindung auf eine Festigkeit von 65 bis 70 kg/mm2 zu glühen, wodurch sich seine spanabhebende Kaltbearbeitung ungleich leichter durchführen läßt.
Auch bei Kaltprägewerkzeugen, für die früher ein Stahl mit 4,5 % Ni, i % W und i, 5 % Cr verwendet wurde, ergab sich bei dem erfindungsgemäß zu verwendenden Stahl eine Leistung, die um etwa 120,10 höher gelegen war; gegenüber einem Stahl mit 3,50J0 Ni, 0,9% Cr und 0,20/0 Mo ergab sich sogar eine Leistungssteigerung von 35%. Bei dem erfindungsgemäß zu verwendenden Stahl für haltpreßplatten war dessen Leistung um 200'o höher als die des lufthärtenden Chrom-Nickel-Stahles. Gegenüber einem für Kaltprägearbeit verwendeten Ni-Cr-W-Stahl wurde bei dem erfindungsgemäß zu verwendenden Stahl eine Leistungssteigerung von 1300;o erzielt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Die Verwendung eines Stahles mit o, i bis o, 5 % Kohlenstoff, i,o bis i, 5 Mangan, 0,2 bis 0,5010 Silicium, 2,o bis 3,0% Chrom, 0,3 bis o,60Jo Molybdän, Rest Eisen und Verunreinigungen, für durch Warmverformung hergestellte, vergütete Werkzeuge, die starken Verschleißbeanspruchungen durch schleifende oder reibende Wirkung unterliegen.
2. Die Verwendung eines Stahles der im Anspruch i genannten Zusammensetzung, der jedoch noch o, i bis Z,oo/0 Wolfram und/oder Vanadin enthält, für den Zweck nach Anspruch i.