EP1887096A1 - Hot working steel - Google Patents

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EP1887096A1
EP1887096A1 EP06118672A EP06118672A EP1887096A1 EP 1887096 A1 EP1887096 A1 EP 1887096A1 EP 06118672 A EP06118672 A EP 06118672A EP 06118672 A EP06118672 A EP 06118672A EP 1887096 A1 EP1887096 A1 EP 1887096A1
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EP
European Patent Office
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hot
steel
work
weight
gew
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06118672A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Isaac Valls Angles
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Rovalma SA
Original Assignee
Rovalma SA
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Filing date
Publication date
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Application filed by Rovalma SA filed Critical Rovalma SA
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    • C22C38/52—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with cobalt

Definitions

  • Hot-work tool steels are alloyed tool steels, which in addition to iron as alloying elements contain in particular carbon, chromium, tungsten, silicon, nickel, molybdenum, manganese, vanadium and cobalt with different proportions.
  • Hot work tool steels may be used to make hot work steel objects, such as tools, which are suitable for machining materials, in particular die casting, extrusion or die forging.
  • tools such as extrusion dies, forging tools, die casting dies, press dies, or the like, which must have special mechanical strength properties at high working temperatures.
  • Another field of application for hot working steels are tools for the injection molding of plastics.
  • Hot work tools which are made of a hot-work steel, must have a high thermal conductivity and a high heat wear resistance in addition to a high mechanical stability at higher working temperatures.
  • Other important properties of hot-work steels are not only a sufficient hardness and strength but also a high hot hardness and high wear resistance at high working temperatures.
  • a high thermal conductivity of the hot-work tool steel used for the production of tools is of particular importance for some applications, as this is a considerable Cycle time reduction can cause. Since the operation of hot forming devices for hot working of workpieces is relatively expensive, a significant cost saving can be achieved by reducing the cycle times.
  • the tool steels commonly used to make tools typically have a thermal conductivity on the order of about 18 to 24 W / mK at room temperature.
  • the thermal conductivities of the hot working steels known from the prior art are about 16 to 37 W / mK.
  • Chromium is a comparatively inexpensive carbide former and also provides the hot work tool steel with good oxidation resistance. Furthermore, chromium forms very thin secondary carbides, so that the Ratio of mechanical strength to toughness is very good in the conventional hot working tool steels.
  • the particular advantage of the hot-work tool according to the invention consists primarily in the drastically increased thermal conductivity.
  • An essential aspect of the solution described here is This is to keep out carbon and preferably also chromium in the solid solution state largely from the hot work steel matrix and to replace the Fe 3 C carbides by carbides with higher thermal conductivity. Chromium can only be kept out of the matrix by not being present at all. Carbon can be bound in particular with carbide formers, where Mo and W are the most cost-effective elements and have a comparatively high thermal conductivity both as elements and as carbides.
  • Quantum mechanical simulation models for tool steels and in particular for hot working steels can show that solid state carbon and chromium lead to matrix distortion, resulting in a shortening of the mean free path of phonons. A larger elastic modulus and a higher thermal expansion coefficient are the result.
  • the influence of carbon on electron and phonon scattering has also been investigated using suitable simulation models.
  • the advantages of a carbon-chromium-depleted matrix could be verified by increasing the thermal conductivity. While the thermal conductivity of the matrix is dominated by electron flow, the conductivity of the carbides is determined by the phonons. In solid solution state, chromium has a very negative effect on the thermal conductivity achieved by electron flow.
  • the hot-work steel according to the invention can achieve a thermal conductivity at room temperature in the order of about 55 to 60 W / mK and above.
  • the thermal conductivity of the hot-work steel according to the invention is thus almost twice as great as in the known from the prior art Hot work steels.
  • the hot work tool described here is particularly suitable for applications in which a high thermal conductivity is required. In the drastically improved thermal conductivity is thus the particular advantage of the hot work tool according to the invention.
  • the inventive use of hot work steel described here as a material for the production of hot work tools provides numerous and sometimes extremely remarkable advantages compared to the known from the prior art hot-work steels, which were previously used as materials for corresponding tools.
  • the higher thermal conductivity of the tools produced from the hot-work tool steel according to the invention allows, for example, a reduction in the cycle times during machining / production of workpieces.
  • Another advantage is a significant reduction of the surface temperature of the tool as well as the reduction of the surface temperature gradient, which has a considerable effect on the longevity of the tool. This is particularly the case when tool damage is primarily due to thermal fatigue, thermal shock or welding. This is the case in particular with regard to tools for aluminum die-casting applications.
  • the other mechanical and / or thermal properties of the hot-work steel according to the invention could either be improved or at least remain unchanged in comparison to the known hot-work steels.
  • the modulus of elasticity could be reduced, for example, the density of the hot-work tool according to the invention could be compared to conventional hot working steels increased and the thermal expansion coefficient could be reduced.
  • further improvements can be achieved, such as increased mechanical strength at high temperatures or increased wear resistance.
  • the hot-working steel has carbide-forming elements Ti, Zr, Hf, Nb, Ta in an amount of up to 3% by weight in total.
  • the elements Ti, Zr, Hf, Nb, Ta are known in metallurgy as strong carbide formers. Strong carbide formers have a positive effect in terms of increasing the thermal conductivity of the tool steel, as they have a better ability to remove carbon in the solid solution state from the matrix. High thermal conductivity carbides may also increase the conductivity of the hot work tool steel. It is known from metallurgy that the following elements are carbide formers, the carbon affinity of which is listed below in ascending order: Cr, W, Mo, V, Ti, Nb, Ta, Zr, Hf.
  • relatively large carbides and therefore extended carbides are particularly advantageous since the entire thermal conductivity of the hot-work steel follows the law of mixtures with negative boundary effects.
  • the stronger the affinity of an element for carbon the greater the tendency to form relatively large primary carbides.
  • the large carbides adversely affect, to a certain extent, some mechanical properties of the hot work tool, in particular its toughness, so that for each intended use of the hot work tool, a suitable compromise between the desired mechanical and thermal properties must be found.
  • the hot work tool steel has less than 1.5% by weight Cr, preferably less than 1% by weight Cr.
  • the hot-work steel less than 0.5 wt .-% Cr, preferably less than 0.2, in particular less than 0.1 wt .-% Cr.
  • the presence of chromium in the solid solution state in the matrix of the hot work tool has a negative effect on its thermal conductivity.
  • the intensity of this negative effect on thermal conductivity by increasing the chromium content in the tool steel is greatest for the interval of less than 0.4 wt% Cr.
  • An interval graduation in the decrease in the intensity of the adverse effect on the thermal conductivity of the hot work tool steel is more than 0.4% by weight but less than 1% by weight and more than 1% by weight at both intervals less than 2% by weight makes sense.
  • the molybdenum content is 0.5 to 7% by weight, in particular 1 to 7% by weight.
  • Molybdenum has a comparatively high carbon affinity.
  • molybdenum carbides have a higher thermal conductivity than iron and chromium carbides.
  • the adverse effect of molybdenum in the solid solution state on the thermal conductivity of the tool steel compared to chromium in the solid solution state is considerably lower.
  • molybdenum is one of those carbide formers that are suitable for a large number of applications.
  • other carbide formers with smaller secondary carbides, such as vanadium (about 1-15 nm colonies versus up to 200 nm large colonies on molybdenum) are the better choice.
  • the hot-work steel additionally comprises vanadium with a content of up to 4 wt .-%.
  • vanadium accounts for fine carbide networks. This can improve many mechanical properties of the hot work tool steel. Vanadium is characterized not only by its higher carbon affinity compared to molybdenum, but also has the advantage that its carbides have a higher thermal conductivity. In addition, vanadium is a relatively inexpensive element. However, a disadvantage of vanadium over molybdenum is that the vanadium remaining in the solid solution state has a comparatively much greater negative effect on the thermal conductivity of the hot work tool steel. For this reason, it is not advantageous to alloy the tool steel with vanadium alone.
  • Molybdenum can be replaced by tungsten in many applications.
  • the carbon affinity of tungsten is slightly lower and the thermal conductivity of tungsten carbide is considerably larger.
  • the content of Mo, W and V in the sum is 2 to 10% by weight.
  • the content of these three elements in the sum is in particular dependent on the desired number of carbides, that is, on the respective application requirements.
  • the hot-work tooling have elements for solid solution strengthening, in particular Co, Ni, Si, Cu and Mn.
  • a level of up to 6 weight percent Co may be beneficial to improve the high temperature strength of the hot work tool steel.
  • the hot-work steel may in a further preferred embodiment Co having a content of up to 3 wt .-%, preferably having a content of up to 2 wt .-%.
  • the hot-working steel Mn has a content of up to 2% by weight.
  • the hot working steel has Si content of up to 1.6% by weight.
  • the alloying accompanying elements comprise at least one of the elements Ni, S, P, Bi, Ca, As, Sn or Pb.
  • the hot-work steel has correspondingly suitable additional elements.
  • additional elements may, for example, comprise mainly sulfur S (containing up to 1% by weight).
  • the elements Ca, Bi or As may also be present to facilitate the workability of the hot work tool steel.
  • carbon is at least partially replaced by nitrogen, wherein the content of C and N in the sum 0.25 - 1 wt .-% is.
  • mechanical stability of the hot work tool steel at high temperatures of the alloying carbides is more advantageous than chromium and iron carbides in terms of mechanical stability and strength properties. Depletion of chromium, along with the reduction in carbon content in the matrix, results in improved thermal conductivity, especially when it is due to tungsten and / or molybdenum carbides.
  • the processes used to make the hot work steel also play an important role in its thermal and mechanical properties.
  • the mechanical and / or thermal properties of the hot-work steel can thus be selectively varied and thereby adapted to the respective application.
  • the hot work tool described herein can be made, for example, by powder metallurgy (hot isostatic pressing).
  • powder metallurgy hot isostatic pressing
  • the manufacturing process chosen in each case influences the resulting carbide size, which in turn, as already explained above, has effects on the thermal conductivity and the mechanical properties of the hot-work steel.
  • VAR Vacuum Arc Remelting
  • AOD argon Oxygen Decarburation
  • ESR electro slag remelting
  • the hot-work steel according to the invention can be produced for example by sand or investment casting. It can be made by hot pressing or another powder metallurgy process (sintering, cold pressing, isostatic pressing), and in this manufacturing process with or without the use of thermomechanical processes (forging, rolling, extrusion). Less conventional manufacturing methods such as tixo casting, plasma or laser deposition, and local sintering can also be used.
  • a use of a hot work tool according to any one of claims 1 to 15 is proposed as a material for producing a hot-worked steel article, in particular a hot working tool.
  • the hot-work tool steel contains iron, alloying elements and inevitable impurities.
  • the hot working steel may have strong carbide formers, such as the above-mentioned elements Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, in an amount of up to 3% by weight in total.
  • the abrasion resistance of the tool made of hot-work steel plays a particularly important role.
  • the volume of the primary carbides formed should therefore be as large as possible.
  • the hot-work tool steel contains iron, alloying elements and inevitable impurities.
  • the hot work steel may have strong carbide formers such as Ti, Zr, Hf, Nb, Ta at a level of up to 3% by weight in total.
  • Fe 3 C should not be present if possible.
  • Cr and V with additions of Mo and W are the preferred elements to replace Fe 3 C.
  • Cr is also replaced by Mo and / or W.
  • W and / or Mo can also be used.
  • Carbide formers such as Ti, Zr, Hf, Nb, or Ta are used. The choice of carbide formers and their proportions depend in turn on the specific application and on the requirements with regard to the thermal and / or mechanical properties of the tool.
  • the hot-work tool steel contains iron, alloying elements and inevitable impurities.
  • the hot work tool steel may have strong carbide formers, such as Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, at a level of up to 3% by weight in total. A greater toughness of the hot work steel is required in this application, so that primary carbides should be suppressed as completely as possible and stable carbide formers are more advantageous.
  • the hot-work tool steel contains iron, alloying elements and inevitable impurities.
  • the hot working steel may have strong carbide formers such as Ti, Zr, Hf, Nb, Ta in a proportion of up to 3% by weight in total.
  • the proportion of vanadium should be kept as low as possible.
  • the vanadium content of the hot work tool steel may be less than 1% by weight and more preferably less than 0.5% by weight, and in a most preferred embodiment less than 0.25% by weight.
  • the requirements with regard to the mechanical properties of the tools are relatively low in injection molding. A mechanical strength of about 1500 MPa is usually sufficient. Higher thermal conductivity, however, makes it possible to shorten the cycle times in the production of injection-molded parts, so that the costs for producing the injection-molded parts can be reduced.
  • the hot-work tool steel contains iron, alloying elements and inevitable impurities.
  • the hot working steel may have strong carbide formers such as Ti, Zr, Hf, Nb, Ta in a proportion of up to 3% by weight in total.
  • the hot-work tool steel may contain elements for solid solution strengthening, in particular Co, but also Ni, Si, Cu and Mn. In particular, a content of up to 6% by weight of Co is advantageous in order to improve the high-temperature strength of the tool.
  • Table 1 shows some thermoelastic characteristics of five exemplary samples (Sample F1 through Sample F5) of a hot work tool according to the present invention as compared to conventional tool steels.
  • Sample F1 through Sample F5 the hot working steels have a higher density than the known tool steels.
  • the results show that the thermal conductivity of the samples of the hot work tool steel according to the invention is drastically increased compared to the conventional tool steels.
  • FIG. 1 shows the abrasion resistance of two samples (F1 and F5) compared to conventional tool steels.
  • the abrasion resistance was determined using a pin made of the corresponding steel and a washer made of a USIBOR 1500P sheet.
  • the sample "1.2344" is the reference sample (abrasion resistance: 100%).
  • a 200% abrasion resistance material thus has twice as high abrasion resistance as the reference sample and thus experiences only half the weight loss during the abrasion test procedure. It can be seen that the samples of hot-work steel according to the invention have a very high abrasion resistance compared to most known steels.

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Abstract

Procedure for adjusting the thermal conductivity of a steel, preferably a hot-work steel comprises metallurgically producing an internal structure of the steel, whose: carbide components exhibit a defined electron and phonon density, and/or crystal structure exhibits a mean free-path length for the phonon and electron flux that is defined by selectively produced lattice defects. Independent claims are included for: (1) a tool steel, preferably hot-work steel comprising carbon (0.26-0.55 wt.%), chromium (less than 2 wt.%), molybdenum (0-10 wt.%) and tungsten (0-15 wt.%), where the total content of tungsten and molybdenum is 1.8-15 wt.%, carbide-forming elements (0-3 wt.%) comprising titanium, zirconium, hafnium, niobium and/or tantalum, vanadium (0-4 wt.%), cobalt (0-6 wt.%), silicon (0-1.6 wt.%), manganese (0-2 wt.%), nickel (0-2.99 wt.%) and sulfur (0-1 wt.%), and the remaining of iron and unavoidable impurities; and (2) a steel object partially comprising a tool steel, preferably a hot-work steel.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Warmarbeitsstahl. Warmarbeitsstähle sind legierte Werkzeugstähle, die neben Eisen als Legierungselemente insbesondere Kohlenstoff, Chrom, Wolfram, Silizium, Nickel, Molybdän, Mangan, Vanadium und Kobalt mit unterschiedlichen Anteilen enthalten.The present invention relates to a hot work tool steel. Hot-work tool steels are alloyed tool steels, which in addition to iron as alloying elements contain in particular carbon, chromium, tungsten, silicon, nickel, molybdenum, manganese, vanadium and cobalt with different proportions.

Aus Warmarbeitsstählen können Warmarbeitsstahlgegenstände, wie zum Beispiel Werkzeuge, hergestellt werden, welche für die Bearbeitung von Werkstoffen, insbesondere beim Druckgießen, beim Strangpressen oder beim Gesenkschmieden, geeignet sind. Beispiele für derartige Werkzeuge sind Strangpressmatrizen, Schmiedewerkzeuge, Druckgießformen, Pressstempel, oder dergleichen, die bei hohen Arbeitstemperaturen besondere mechanische Festigkeitseigenschaften aufweisen müssen. Ein weiteres Anwendungsgebiet für Warmarbeitsstähle sind Werkzeuge zum Spritzgießen von Kunststoffen.Hot work tool steels may be used to make hot work steel objects, such as tools, which are suitable for machining materials, in particular die casting, extrusion or die forging. Examples of such tools are extrusion dies, forging tools, die casting dies, press dies, or the like, which must have special mechanical strength properties at high working temperatures. Another field of application for hot working steels are tools for the injection molding of plastics.

Warmarbeitswerkzeuge, die aus einem Warmarbeitsstahl hergestellt sind, müssen neben einer hohen mechanischen Stabilität bei höheren Arbeitstemperaturen eine gute Wärmeleitfähigkeit sowie einen hohen Warmverschleißwiderstand aufweisen. Weitere wichtige Eigenschaften von Warmarbeitsstählen sind neben einer ausreichenden Härte und Festigkeit auch eine hohe Warmhärte sowie ein hoher Verschleißwiderstand bei hohen Arbeitstemperaturen.Hot work tools, which are made of a hot-work steel, must have a high thermal conductivity and a high heat wear resistance in addition to a high mechanical stability at higher working temperatures. Other important properties of hot-work steels are not only a sufficient hardness and strength but also a high hot hardness and high wear resistance at high working temperatures.

Eine hohe Wärmeleitfähigkeit des zur Herstellung von Werkzeugen eingesetzten Warmarbeitsstahls ist für manche Anwendungen von besonderer Bedeutung, da diese eine erhebliche Taktzeitverkürzung bewirken kann. Da der Betrieb von Warmumformvorrichtungen für das Warmumformen von Werkstücken relativ kostspielig ist, kann durch eine Reduzierung der Taktzeiten eine erhebliche Kosteneinsparung erreicht werden.A high thermal conductivity of the hot-work tool steel used for the production of tools is of particular importance for some applications, as this is a considerable Cycle time reduction can cause. Since the operation of hot forming devices for hot working of workpieces is relatively expensive, a significant cost saving can be achieved by reducing the cycle times.

Die zur Herstellung von Werkzeugen häufig eingesetzten Werkzeugstähle weisen typischerweise eine Wärmeleitfähigkeit in einer Größenordnung von etwa 18 bis 24 W/mK bei Raumtemperatur auf. Im Allgemeinen betragen die Wärmeleitfähigkeiten der aus dem Stand der Technik bekannten Warmarbeitsstähle etwa 16 bis 37 W/mK.The tool steels commonly used to make tools typically have a thermal conductivity on the order of about 18 to 24 W / mK at room temperature. In general, the thermal conductivities of the hot working steels known from the prior art are about 16 to 37 W / mK.

Aus der EP 0 632 139 A1 ist beispielsweise ein Warmarbeitsstahl bekannt, der bei Temperaturen bis etwa 1.100°C eine vergleichsweise hohe Wärmeleitfähigkeit von über 35 W/mK aufweist. Der aus dieser Druckschrift bekannte Warmarbeitsstahl enthält neben Eisen und unvermeidbaren Verunreinigungen:

  • 0,30 bis 0,55 Gew.-% C;
  • weniger als 0,90 Gew.-% Si;
  • bis 1,0 Gew.-% Mn;
  • 2,0 bis 4,0 Gew.-% Cr;
  • 3,5 bis 7 Gew.-% Mo;
  • 0,3 bis 1,5 Gew.-% eines oder mehrerer der Elemente Vanadium, Titan und Niob.
From the EP 0 632 139 A1 For example, a hot-working steel is known which has a comparatively high thermal conductivity of more than 35 W / mK at temperatures up to about 1100 ° C. The hot working steel known from this document contains, in addition to iron and unavoidable impurities:
  • 0.30 to 0.55 wt% C;
  • less than 0.90% by weight of Si;
  • to 1.0% by weight of Mn;
  • 2.0 to 4.0% by weight Cr;
  • 3.5 to 7 wt% Mo;
  • 0.3 to 1.5 wt .-% of one or more of the elements vanadium, titanium and niobium.

Herkömmliche Warmarbeitswerkzeugstähle weisen einen Gehalt von mehr als 2 Gew.-% Chrom auf. Chrom ist ein vergleichsweise kostengünstiger Karbidbildner und stellt dem Warmarbeitsstahl darüber hinaus eine gute Oxidationsbeständigkeit zur Verfügung. Ferner bildet Chrom sehr dünne Sekundärkarbide aus, so dass das Verhältnis der mechanischen Festigkeit zur Zähigkeit bei den herkömmlichen Warmarbeitswerkzeugstählen sehr gut ist.Conventional hot work tool steels have a content of more than 2 wt .-% chromium. Chromium is a comparatively inexpensive carbide former and also provides the hot work tool steel with good oxidation resistance. Furthermore, chromium forms very thin secondary carbides, so that the Ratio of mechanical strength to toughness is very good in the conventional hot working tool steels.

Ein Nachteil der aus dem Stand der Technik bekannten Warmarbeitsstähle besteht darin, dass diese für manche Anwendungsgebiete nur eine unzureichende Wärmeleitfähigkeit aufweisen.A disadvantage of the known from the prior art hot-work tools is that they have only insufficient thermal conductivity for some applications.

Hier setzt die vorliegende Erfindung an und macht es sich zur Aufgabe, einen Warmarbeitsstahl zur Verfügung zu stellen, der eine höhere thermische Leitfähigkeit als die aus dem Stand der Technik bekannten Warmarbeitsstähle aufweist.This is where the present invention sets out and makes it its mission to provide a hot work tool which has a higher thermal conductivity than the hot work tool steels known from the prior art.

Diese Aufgabe wird durch einen Warmarbeitsstahl mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.This object is achieved by a hot-work tool steel with the features of claim 1. The subclaims relate to advantageous developments of the invention.

Gemäß Anspruch 1 zeichnet sich ein erfindungsgemäßer Warmarbeitsstahl durch folgende Zusammensetzung aus:

  • 0,26 bis 0,55 Gew.-% C;
  • < 2 Gew.-% Cr;
  • 0 bis 10 Gew.-% Mo;
  • 0 bis 15 Gew.-% W;
  • wobei der Gehalt von W und Mo in der Summe 1,8 bis 15 Gew.-% beträgt;
  • Rest: Eisen, Legierungsbegleitelemente und übliche Verunreinigungen.
According to claim 1, a hot-work tool steel according to the invention is characterized by the following composition:
  • 0.26 to 0.55 wt% C;
  • <2% by weight Cr;
  • 0 to 10% by weight of Mo;
  • 0 to 15 wt% W;
  • wherein the content of W and Mo in the sum of 1.8 to 15 wt .-% is;
  • Remainder: iron, alloying elements and common impurities.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Warmarbeitsstahls besteht in erster Linie in der drastisch erhöhten Wärmeleitfähigkeit. Ein wesentlicher Aspekt der hier beschriebenen Lösung besteht darin, Kohlenstoff und vorzugsweise auch Chrom im Festlösungszustand weitgehend aus der Warmarbeitsstahl-Matrix herauszuhalten und die Fe3C-Karbide durch Karbide mit höherer Wärmeleitfähigkeit zu ersetzen. Chrom kann nur dadurch aus der Matrix herausgehalten werden, dass es überhaupt nicht vorhanden ist. Kohlenstoff kann insbesondere mit Karbidbildnern gebunden werden, wobei Mo und W die kostengünstigsten Elemente sind und sowohl als Elemente als auch als Karbide eine vergleichsweise hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen.The particular advantage of the hot-work tool according to the invention consists primarily in the drastically increased thermal conductivity. An essential aspect of the solution described here is This is to keep out carbon and preferably also chromium in the solid solution state largely from the hot work steel matrix and to replace the Fe 3 C carbides by carbides with higher thermal conductivity. Chromium can only be kept out of the matrix by not being present at all. Carbon can be bound in particular with carbide formers, where Mo and W are the most cost-effective elements and have a comparatively high thermal conductivity both as elements and as carbides.

Quantenmechanische Simufationsmodelle für Werkzeugstähle und insbesondere für Warmarbeitsstähle können zeigen, dass Kohlenstoff und Chrom im Festlösungszustand zu einer Matrixverzerrung führen, was eine Verkürzung der mittleren freien Weglänge von Phononen zur Folge hat. Ein größerer Elastizitätsmodul und ein höherer Wärmeausdehnungskoeffizient sind die Folge. Der Einfluss von Kohlenstoff auf die Elektronen-und Phononenstreuung ist mit Hilfe geeigneter Simulationsmodelle ebenfalls untersucht worden. Damit konnten die Vorteile einer im Hinblick auf Kohlenstoff sowie Chrom verarmten Matrix auf die Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit verifiziert werden. Während die Wärmeleitfähigkeit der Matrix vom Elektronenfluss dominiert wird, wird die Leitfähigkeit der Karbide durch die Phononen bestimmt. In Festlösungszustand hat Chrom eine sehr negative Wirkung auf die durch Elektronenfluss erzielte Wärmeleitfähigkeit. Quantum mechanical simulation models for tool steels and in particular for hot working steels can show that solid state carbon and chromium lead to matrix distortion, resulting in a shortening of the mean free path of phonons. A larger elastic modulus and a higher thermal expansion coefficient are the result. The influence of carbon on electron and phonon scattering has also been investigated using suitable simulation models. Thus, the advantages of a carbon-chromium-depleted matrix could be verified by increasing the thermal conductivity. While the thermal conductivity of the matrix is dominated by electron flow, the conductivity of the carbides is determined by the phonons. In solid solution state, chromium has a very negative effect on the thermal conductivity achieved by electron flow.

Überraschend hat sich gezeigt, dass der erfindungsgemäße Warmarbeitsstahl gemäß Anspruch 1 eine Wärmeleitfähigkeit bei Raumtemperatur in einer Größenordnung von etwa 55 bis 60 W/mK und darüber erreichen kann. Die Wärmeleitfähigkeit des erfindungsgemäßen Warmarbeitsstahls ist somit fast doppelt so groß wie bei den aus dem Stand der Technik bekannten Warmarbeitsstählen. Damit eignet sich der hier beschriebene Warmarbeitsstahl insbesondere auch für solche Anwendungen, bei denen eine hohe Wärmeleitfähigkeit gefordert ist. In der drastisch verbesserten Wärmeleitfähigkeit besteht somit der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Warmarbeitsstahls.Surprisingly, it has been found that the hot-work steel according to the invention can achieve a thermal conductivity at room temperature in the order of about 55 to 60 W / mK and above. The thermal conductivity of the hot-work steel according to the invention is thus almost twice as great as in the known from the prior art Hot work steels. Thus, the hot work tool described here is particularly suitable for applications in which a high thermal conductivity is required. In the drastically improved thermal conductivity is thus the particular advantage of the hot work tool according to the invention.

Die erfindungsgemäße Verwendung des hier beschriebenen Warmarbeitsstahls als Werkstoff zur Herstellung von Warmarbeitswerkzeugen liefert zahlreiche und zum Teil äußerst bemerkenswerte Vorteile im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Warmarbeitsstählen, die bislang als Werkstoffe für entsprechende Werkzeuge eingesetzt wurden. Die höhere Wärmeleitfähigkeit der aus dem erfindungsgemäßen Warmarbeitsstahl hergestellten Werkzeuge gestattet zum Beispiel eine Verringerung der Taktzeiten beim Bearbeiten/Herstellen von Werkstücken. Ein weiterer Vorteil besteht in einer signifikanten Reduktion der Oberflächentemperatur des Werkzeugs sowie der Reduktion des Oberflächentemperaturgefälles, woraus sich eine beachtliche Auswirkung auf die Langlebigkeit des Werkzeugs ergibt. Dies ist insbesondere der Fall, wenn Werkzeugschäden in erster Linie auf thermische Ermüdung, thermische Schocks oder Aufschweißen zurück zu führen sind. Dies ist insbesondere im Hinblick auf Werkzeuge für Aluminium-Druckgussanwendungen der Fall.The inventive use of hot work steel described here as a material for the production of hot work tools provides numerous and sometimes extremely remarkable advantages compared to the known from the prior art hot-work steels, which were previously used as materials for corresponding tools. The higher thermal conductivity of the tools produced from the hot-work tool steel according to the invention allows, for example, a reduction in the cycle times during machining / production of workpieces. Another advantage is a significant reduction of the surface temperature of the tool as well as the reduction of the surface temperature gradient, which has a considerable effect on the longevity of the tool. This is particularly the case when tool damage is primarily due to thermal fatigue, thermal shock or welding. This is the case in particular with regard to tools for aluminum die-casting applications.

Es ist ebenfalls überraschend, dass die übrigen mechanischen und/oder thermischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Warmarbeitsstahls im Vergleich zu den bekannten Warmarbeitsstählen entweder verbessert werden konnten oder zumindest unverändert blieben. Der Elastizitätsmodul konnte beispielsweise verringert werden, die Dichte des erfindungsgemäßen Warmarbeitsstahls konnte im Vergleich zu herkömmlichen Warmarbeitsstählen erhöht und der Wärmeausdehnungskoeffizient konnte verkleinert werden. Für manche Anwendungen können weitere Verbesserungen erreicht werden, wie zum Beispiel eine erhöhte mechanische Festigkeit bei hohen Temperaturen oder eine erhöhte Verschleißfestigkeit.It is also surprising that the other mechanical and / or thermal properties of the hot-work steel according to the invention could either be improved or at least remain unchanged in comparison to the known hot-work steels. The modulus of elasticity could be reduced, for example, the density of the hot-work tool according to the invention could be compared to conventional hot working steels increased and the thermal expansion coefficient could be reduced. For some applications, further improvements can be achieved, such as increased mechanical strength at high temperatures or increased wear resistance.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird vorgeschlagen. dass der Warmarbeitsstahl karbidbildende Elemente Ti, Zr, Hf, Nb, Ta mit einem Anteil von bis zu 3 Gew.-% in der Summe aufweist. Die Elemente Ti, Zr, Hf, Nb, Ta sind in der Metallurgie als starke Karbidbildner bekannt. Starke Karbidbildner wirken sich im Hinblick auf die Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit des Werkzeugstahl positiv aus, da diese eine bessere Fähigkeit besitzen, Kohlenstoff im Festlösungszustand aus der Matrix zu entfernen. Karbide mit hoher Wärmeleitfähigkeit können die Leitfähigkeit des Warmarbeitsstahls darüber hinaus noch verstärken. Aus der Metallurgie ist bekannt, dass folgende Elemente Karbidbildner sind, wobei deren Kohlenstoffaffinität im Folgenden aufsteigend geordnet ist: Cr, W, Mo, V, Ti, Nb, Ta, Zr, Hf.In a particularly advantageous embodiment is proposed. the hot-working steel has carbide-forming elements Ti, Zr, Hf, Nb, Ta in an amount of up to 3% by weight in total. The elements Ti, Zr, Hf, Nb, Ta are known in metallurgy as strong carbide formers. Strong carbide formers have a positive effect in terms of increasing the thermal conductivity of the tool steel, as they have a better ability to remove carbon in the solid solution state from the matrix. High thermal conductivity carbides may also increase the conductivity of the hot work tool steel. It is known from metallurgy that the following elements are carbide formers, the carbon affinity of which is listed below in ascending order: Cr, W, Mo, V, Ti, Nb, Ta, Zr, Hf.

Besonders vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang relativ große und damit lang ausgedehnte Karbide, da die gesamte Wärmeleitfähigkeit des Warmarbeitsstahls dem Mischungsgesetz mit negativen Grenzeffekten folgt. Je stärker die Affinität eines Elements für Kohlenstoff ist, desto größer ist die Tendenz, relativ große Primärkarbide zu bilden. Die großen Karbide wirken sich allerdings in gewissen Maßen nachteilig auf einige mechanische Eigenschaften des Warmarbeitsstahls, insbesondere auf dessen Zähigkeit, aus, so dass für jeden Verwendungszweck des Warmarbeitsstahls ein geeigneter Kompromiss zwischen den gewünschten mechanischen und den thermischen Eigenschaften gefunden werden muss.In this context, relatively large carbides and therefore extended carbides are particularly advantageous since the entire thermal conductivity of the hot-work steel follows the law of mixtures with negative boundary effects. The stronger the affinity of an element for carbon, the greater the tendency to form relatively large primary carbides. However, the large carbides adversely affect, to a certain extent, some mechanical properties of the hot work tool, in particular its toughness, so that for each intended use of the hot work tool, a suitable compromise between the desired mechanical and thermal properties must be found.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass der Warmarbeitsstahl weniger als 1,5 Gew.-% Cr, vorzugsweise weniger als 1 Gew.-% Cr aufweist.In a preferred embodiment, it is proposed that the hot work tool steel has less than 1.5% by weight Cr, preferably less than 1% by weight Cr.

Es besteht in einer besonders bevorzugten Ausführungsform die Möglichkeit, dass der Warmarbeitsstahl weniger als 0,5 Gew.-% Cr, vorzugsweise weniger als 0,2, insbesondere weniger als 0,1 Gew.-% Cr aufweist.It is in a particularly preferred embodiment, the possibility that the hot-work steel less than 0.5 wt .-% Cr, preferably less than 0.2, in particular less than 0.1 wt .-% Cr.

Wie oben erläutert, wirkt sich die Anwesenheit von Chrom im Festlösungszustand in der Matrix des Warmarbeitsstahls negativ auf dessen Wärmeleitfähigkeit aus. Die Intensität dieser negativen Wirkung auf die Wärmeleitfähigkeit durch eine Steigerung des Chromgehalts im Werkzeugstahl ist für das Intervall von weniger als 0,4 Gew.-% Cr am größten. Eine Intervallabstufung in der Abnahme der Intensität der nachteiligen Wirkung auf die Wärmeleitfähigkeit des Warmarbeitsstahls ist in den beiden Intervallen von mehr als 0,4 Gew.-%, aber weniger als 1 Gew.-%, sowie von mehr als 1 Gew.-% und weniger als 2 Gew.-% sinnvoll. Für Anwendungen, bei denen die Oxidationsbeständigkeit des Warmarbeitsstahls eine große Rolle spielt, kann so zum Beispiel eine Abwägung in den Anforderungen im Hinblick auf die Wärmeleitfähigeit und die Oxidationsbetändigkeit, die sich im optimierten Prozentanteil an Chrom widerspiegelt, vorgenommen werden.As explained above, the presence of chromium in the solid solution state in the matrix of the hot work tool has a negative effect on its thermal conductivity. The intensity of this negative effect on thermal conductivity by increasing the chromium content in the tool steel is greatest for the interval of less than 0.4 wt% Cr. An interval graduation in the decrease in the intensity of the adverse effect on the thermal conductivity of the hot work tool steel is more than 0.4% by weight but less than 1% by weight and more than 1% by weight at both intervals less than 2% by weight makes sense. For applications in which the oxidation resistance of the hot-work steel plays a major role, for example, a balance in the requirements with respect to the Wärmeleitfäheit and the Oxidationsbetändigkeit, which is reflected in the optimized percentage of chromium, made.

Es besteht in einer bevorzugten Ausführungsform die Möglichkeit, dass der Molybdängehalt 0,5 bis 7 Gew.-%, insbesondere 1 bis 7 Gew.-% beträgt. Unter den kostengünstigeren Karbidbildnern besitzt Molybdän eine vergleichsweise hohe Karbonaffinität. Darüber hinaus weisen Molybdärtkarbide eine höhere Wärmeleitfähigkeit als Eisen- und Chromkarbide auf. Darüber hinaus ist die nachteilige Wirkung von Molybdän im Festlösungszustand auf die Wärmeleitfähigkeit des Werkzeugstahls im Vergleich zu Chrom im Festlösungszustand erheblich geringer. Aus diesen Gründen gehört Molybdän zu denjenigen Karbidbildnern, die für eine große Anzahl von Anwendungen geeignet sind. Für Anwendungen, die eine hohe Zähigkeit erfordern, sind jedoch andere Karbidbildner mit kleineren Sekundärkarbiden, wie Vanadium (etwa 1 bis 15 nm große Kolonien gegenüber bis zu 200nm großen Kolonien bei Molybdän) die bessere Wahl.In a preferred embodiment, there is the possibility that the molybdenum content is 0.5 to 7% by weight, in particular 1 to 7% by weight. Among the cheaper carbide formers Molybdenum has a comparatively high carbon affinity. In addition, molybdenum carbides have a higher thermal conductivity than iron and chromium carbides. In addition, the adverse effect of molybdenum in the solid solution state on the thermal conductivity of the tool steel compared to chromium in the solid solution state is considerably lower. For these reasons, molybdenum is one of those carbide formers that are suitable for a large number of applications. However, for applications requiring high toughness, other carbide formers with smaller secondary carbides, such as vanadium (about 1-15 nm colonies versus up to 200 nm large colonies on molybdenum) are the better choice.

Es kann in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen sein, dass der Warmarbeitsstahl zusätzlich Vanadium mit einem Gehalt von bis zu 4 Gew.-% aufweist. Wie oben erläutert, begründet Vanadium feine Karbidnetzwerke. Dadurch können zahlreiche mechanische Eigenschaften des Warmarbeitsstahls verbessert werden. Vanadium zeichnet sich im Vergleich zu Molybdän nicht nur durch seine höhere Kohlenstoffaffinität aus, sondern hat ferner den Vorteil, dass dessen Karbide eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Darüber hinaus ist Vanadium ein vergleichsweise kostengünstiges Element. Ein Nachteil von Vanadium gegenüber Molybdän besteht jedoch darin, dass das im Festlösungszustand verbleibende Vanadium einen vergleichsweise erheblich größeren negativen Effekt auf die Wärmeleitfähigkeit des Warmarbeitsstahls ausübt. Aus diesem Grund ist es nicht von Vorteil, den Werkzeugstahl mit Vanadium allein zu legieren.It may be provided in a preferred embodiment that the hot-work steel additionally comprises vanadium with a content of up to 4 wt .-%. As explained above, vanadium accounts for fine carbide networks. This can improve many mechanical properties of the hot work tool steel. Vanadium is characterized not only by its higher carbon affinity compared to molybdenum, but also has the advantage that its carbides have a higher thermal conductivity. In addition, vanadium is a relatively inexpensive element. However, a disadvantage of vanadium over molybdenum is that the vanadium remaining in the solid solution state has a comparatively much greater negative effect on the thermal conductivity of the hot work tool steel. For this reason, it is not advantageous to alloy the tool steel with vanadium alone.

Molybdän kann in zahlreichen Anwendungen durch Wolfram ersetzt werden. Die Karbonaffinität von Wolfram ist etwas geringer und die Wärmeleitfähigkeit von Wolframkarbid erheblich größer.Molybdenum can be replaced by tungsten in many applications. The carbon affinity of tungsten is slightly lower and the thermal conductivity of tungsten carbide is considerably larger.

Es besteht in einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform die Möglichkeit, dass der Gehalt von Mo, W und V in der Summe 2 bis 10 Gew.-% beträgt. Der Gehalt dieser drei Elemente in der Summe ist dabei insbesondere von der gewünschten Karbidanzahl, das heißt, von den jeweiligen Anwendungsanforderungen abhängig.In a further particularly advantageous embodiment, there is the possibility that the content of Mo, W and V in the sum is 2 to 10% by weight. The content of these three elements in the sum is in particular dependent on the desired number of carbides, that is, on the respective application requirements.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass der Warmarbeitsstahl Elemente zum Festlösungsverfestigen, insbesondere Co, Ni, Si, Cu und Mn, aufweist.In a particularly preferred embodiment, it is proposed that the hot-work tooling have elements for solid solution strengthening, in particular Co, Ni, Si, Cu and Mn.

In Abhängigkeit von der konkreten Anwendung kann zum Beispiel ein Gehalt von bis zu 6 Gew.-% Co vorteilhaft sein, um die Hochtemperaturfestigkeit des Warmarbeitsstahls zu verbessern. Der Warmarbeitsstahl kann in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform Co mit einem Gehalt von bis zu 3 Gew.-%, vorzugsweise mit einem Gehalt von bis zu 2 Gew.-% aufweisen.For example, depending on the particular application, a level of up to 6 weight percent Co may be beneficial to improve the high temperature strength of the hot work tool steel. The hot-work steel may in a further preferred embodiment Co having a content of up to 3 wt .-%, preferably having a content of up to 2 wt .-%.

Es besteht weiterhin die Möglichkeit, dass der Warmarbeitsstahl Mn mit einem Gehalt von bis zu 2% Gew.-% aufweist.There is also the possibility that the hot-working steel Mn has a content of up to 2% by weight.

Um die Zähigkeit des Warmarbeitsstahls bei niedrigen Temperatuzu erhöhen, kann in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen sein, dass der Warmarbeitsstahl Si mit einem Gehalt von bis zu 1,6% Gew.-% aufweist.In order to increase the toughness of the hot working steel at low temperature, it may be provided in a preferred embodiment that the hot working steel has Si content of up to 1.6% by weight.

Es besteht darüber hinaus die Möglichkeit, dass die Legierungsbegleitelemente mindestens eines der Elemente Ni, S, P, Bi, Ca, As, Sn oder Pb umfassen. Um die Bearbeitbarkeit des Warmarbeitsstahls zu vereinfachen, wird in einer besonders bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, dass der Warmarbeitsstahl entsprechend geeignete Zusatzelemente aufweist. Diese Zusatzelemente können zum Beispiel hauptsächlich Schwefel S (mit einem Gehalt von bis zu 1 Gew.-%) umfassen. Ferner können auch die Elemente Ca, Bi oder As vorhanden sein, um die Bearbeitbarkeit des Warmarbeitsstahls zu vereinfachen.There is also the possibility that the alloying accompanying elements comprise at least one of the elements Ni, S, P, Bi, Ca, As, Sn or Pb. In order to simplify the workability of the hot-work steel, it is proposed in a particularly preferred embodiment that the hot-work steel has correspondingly suitable additional elements. These additional elements may, for example, comprise mainly sulfur S (containing up to 1% by weight). Further, the elements Ca, Bi or As may also be present to facilitate the workability of the hot work tool steel.

Es kann in einer vorteilhaften Ausführungsform auch vorgesehen sein, dass Kohlenstoff zumindest teilweise durch Stickstoff ersetzt ist, wobei der Gehalt von C und N in der Summe 0,25 - 1 Gew.-% beträgt. Ebenfalls von Bedeutung ist die mechanische Stabilität des Warmarbeitsstahls bei hohen Temperaturen der legierungsbildenden Karbide. In diesem Zusammenhang sind zum Beispiel sowohl Mo- als auch W-Karbide im Hinblick auf die mechanischen Stabilitäts- und Festigkeitseigenschaften vorteilhafter als Chrom- und Eisenkarbide. Eine Verarmung von Chrom zusammen mit der Verringerung des Kohlenstoffgehalts in der Matrix führt zu einer verbesserten Wärmeleitfähigkeit, besonders wenn dies durch Wolfram- und/oder Molybdänkarbide geschieht.It can also be provided in an advantageous embodiment that carbon is at least partially replaced by nitrogen, wherein the content of C and N in the sum 0.25 - 1 wt .-% is. Also of importance is the mechanical stability of the hot work tool steel at high temperatures of the alloying carbides. In this context, for example, both Mo and W carbides are more advantageous than chromium and iron carbides in terms of mechanical stability and strength properties. Depletion of chromium, along with the reduction in carbon content in the matrix, results in improved thermal conductivity, especially when it is due to tungsten and / or molybdenum carbides.

Die Verfahren, mit denen der Warmarbeitsstahl hergestellt wird spielen ebenfalls eine wichtige Rolle für dessen thermische und mechanische Eigenschaften. Durch eine gezielte Wahl des Herstellungsverfahrens können somit die mechanischen und/oder thermischen Eigenschaften des Warmarbeitsstahls gezielt variiert und dadurch an den jeweiligen Anwendungszweck angepasst werden.The processes used to make the hot work steel also play an important role in its thermal and mechanical properties. By a specific choice of the manufacturing process, the mechanical and / or thermal properties of the hot-work steel can thus be selectively varied and thereby adapted to the respective application.

Der hier beschriebene Warmarbeitsstahl kann zum Beispiel durch Pulvermetallurgie (heiß-isostatisches Pressen) hergestellt werden. Es besteht zum Beispiel auch die Möglichkeit, den Warmarbeitsstahl durch Vakuuminduktionsschmelzen oder durch Ofenschmelzen herzustellen. Das jeweils gewählte Herstellungsverfahren beeinflusst die resultierende Karbidgröße, die ihrerseits, wie oben bereits dargelegt, Auswirkungen auf die Wärmeleitfähigkeit und die mechanischen Eigenschaften des Warmarbeitsstahls hat.The hot work tool described herein can be made, for example, by powder metallurgy (hot isostatic pressing). For example, it is also possible to produce the hot work tool steel by vacuum induction melting or furnace melting. The manufacturing process chosen in each case influences the resulting carbide size, which in turn, as already explained above, has effects on the thermal conductivity and the mechanical properties of the hot-work steel.

Der Warmarbeitsstahl kann zudem auch durch an sich bekannte Veredelungsverfahren, wie zum Beispiel durch VAR-Verfahren (VAR=Vacuum Arc Remelting; VaKuum-Lichtbogenumschmelzen), AOD-Verfahren (AOD=Argon Oxygen Decarburation; Argon-Sauerstoff-Entkohlung), oder so genannte ESR-Verfahren (ESR: engl, Electro Slag Remelting) veredelt werden.The hot-working steel can also by known refining processes, such as by VAR method (VAR = Vacuum Arc Remelting), AOD method (AOD = argon Oxygen Decarburation, or so-called ESR procedures (ESR: electro slag remelting).

Ebenso kann der erfindungsgemäße Warmarbeitsstahl zum Beispiel durch Sand- oder Feinguß hergestellt werden. Er kann durch Heißpressen oder ein anderes pulvermetallurgisches Verfahren (Sintern, Kaltpressen, isostatisches Pressen), und bei alt diesen Herstellungsverfahren mit oder ohne Anwendung von thermomechansichen Prozessen (Schmieden, Walzen, Fließpressen) hergestellt werden. Auch weniger konventionelle Herstellungsmethoden wie Tixo-Guß (tixo-casting), Plasma- oder Laser-Auftragung sowie lokales Sintern können verwendet werden.Likewise, the hot-work steel according to the invention can be produced for example by sand or investment casting. It can be made by hot pressing or another powder metallurgy process (sintering, cold pressing, isostatic pressing), and in this manufacturing process with or without the use of thermomechanical processes (forging, rolling, extrusion). Less conventional manufacturing methods such as tixo casting, plasma or laser deposition, and local sintering can also be used.

Gemäß Anspruch 16 wird eine Verwendung eines Warmarbeitsstahls nach einem der Ansprüche 1 bis 15 als Werkstoff zur Herstellung eines Warmarbeitsstahlgegenstands, insbesondere eines Warmarbeitswerkzeugs, vorgeschlagen.According to claim 16, a use of a hot work tool according to any one of claims 1 to 15 is proposed as a material for producing a hot-worked steel article, in particular a hot working tool.

Die vorliegende Erfindung soll anhand der nachfolgenden Verwendungsbeispiele näher erläutert werden.The present invention will be explained in more detail with reference to the following examples of use.

Es hat sich gezeigt, dass zur Herstellung von Werkzeugen, die zur Warmumformung (Hotstamping) von Stahlblechen eingesetzt werden, die Verwendung eines Warmarbeitsstahls mit der nachfolgenden Zusammensetzung besonders vorteilhaft ist:

  • 0,32 bis 0,5 Gew.-% C;
  • weniger als 1 Gew.-% Cr;
  • 0 bis 4 Gew.-% V;
  • 0 bis 10 Gew.-%, insbesondere 3 bis 7 Gew.-% Mo;
  • 0 bis 15 Gew.-%, insbesondere 2 bis 8 Gew.-% W;
  • wobei der Gehalt von Mo und W in der Summe 5 bis 15 Gew.-% beträgt.
It has been found that the use of hot working steel with the following composition is particularly advantageous for the production of tools used for hot stamping of steel sheets:
  • From 0.32 to 0.5% by weight of C;
  • less than 1% by weight Cr;
  • 0 to 4% by weight V;
  • 0 to 10 wt .-%, in particular 3 to 7 wt .-% Mo;
  • 0 to 15% by weight, in particular 2 to 8% by weight W;
  • wherein the content of Mo and W in the sum of 5 to 15 wt .-% is.

Darüber hinaus enthält der Warmarbeitsstahl Eisen, Legierungsbegleitelemente und unvermeidliche Verunreinigungen. Ferner kann der Warmarbeitsstahl starke Karbidbildner, wie zum Beispiel die oben genannten Elemente Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, mit einem Gehalt von bis zu 3 Gew.-% in der Summe aufweisen. Bei dieser Anwendung spielt die Abriebfestigkeit des aus dem Warmarbeitsstahl hergestellten Werkzeugs eine besonders wichtige Rolle. Das Volumen der gebildeten Primärkarbide sollte daher möglichst groß sein.In addition, the hot-work tool steel contains iron, alloying elements and inevitable impurities. Further, the hot working steel may have strong carbide formers, such as the above-mentioned elements Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, in an amount of up to 3% by weight in total. In this application, the abrasion resistance of the tool made of hot-work steel plays a particularly important role. The volume of the primary carbides formed should therefore be as large as possible.

Aluminiumdruckgießen ist in der heutigen Zeit ein sehr wichtiger Markt, in dem die Eigenschaften der zur Herstellung der Werkzeuge verwendeten Warmarbeitsstähle eine wichtige Rolle für die Wettbewerbsfähigkeit spielen. Die mechanischen Eigenschaften bei hohen Temperaturen des zur Herstellung eines Druckgusswerkzeugs verwendeten Warmarbeitsstahls sind hierbei von besonderer Bedeutung. ln einem solchen Fall ist der Vorteil einer erhöhten Wärmeleitfähigkeit besonders wichtig, da nicht nur eine Reduktion der Taktzeit ermöglicht wird, sondern auch die Oberflächentemperatur des Werkzeugs und das Temperaturgefälle im Werkzeug verringert wird. Die positiven Auswirkungen auf die Haltbarkeit der Werkzeuge sind dabei von erheblichem Ausmaß. Bei Druckgussanwendungen, insbesondere im Hinblick auf Aluminiumdruckguss, ist die Verwendung eines Warmarbeitsstahls als Werkstoff zur Herstellung eines entsprechenden Werkzeugs mit folgender Zusammensetzung besonders vorteilhaft:

  • 0,3 bis 0,42 Gew.-% C;
  • weniger als 2 Gew.-%, insbesondere weniger als 1 Gew.-% Cr;
  • 0 bis 6 Gew.-%, insbesondere 2,5 bis 4,5 Gew.-% Mo;
  • 0 bis 6 Gew.-%, insbesondere 1 bis 2,5 Gew.-% W;
  • wobei der Gehalt von Mo und W in der Summe 3,2 bis 5,5 Gew.-% beträgt;
  • 0 bis 1,5 Gew.-%, insbesondere 0 bis 1 Gew.-% V.
Aluminum die casting is a very important market today, in which the properties of hot work tool steels used to make the tools play an important role in competitiveness. The mechanical properties at high temperatures of the hot work tooling used to make a die casting tool are included really important. In such a case, the advantage of increased thermal conductivity is particularly important because not only is it possible to reduce the cycle time but also to reduce the surface temperature of the tool and the temperature gradient in the tool. The positive effects on the durability of the tools are considerable. In die casting applications, particularly with regard to die-cast aluminum, the use of a hot-work tool steel as a material for producing a corresponding tool having the following composition is particularly advantageous:
  • 0.3 to 0.42% by weight C;
  • less than 2% by weight, especially less than 1% by weight Cr;
  • 0 to 6 wt .-%, in particular 2.5 to 4.5 wt .-% Mo;
  • 0 to 6 wt .-%, in particular 1 to 2.5 wt .-% W;
  • wherein the content of Mo and W in the sum of 3.2 to 5.5 wt .-% is;
  • 0 to 1.5 wt .-%, in particular 0 to 1 wt .-% V.

Darüber hinaus enthält der Warmarbeitsstahl Eisen, Legierungsbegleitelemente und unvermeidliche Verunreinigungen. Ferner kann der Warmarbeitsstahl starke Karbidbildner, wie zum Beispiel Ti, Zr, Hf, Nb, Ta mit einem Gehalt von bis zu 3 Gew.-% in der Summe aufweisen.In addition, the hot-work tool steel contains iron, alloying elements and inevitable impurities. Further, the hot work steel may have strong carbide formers such as Ti, Zr, Hf, Nb, Ta at a level of up to 3% by weight in total.

Bei Aluminium-Druckgussanwendungen sollte Fe3C möglichst nicht vorhanden sein. Cr und V mit Zusätzen von Mo und W sind dabei die bevorzugten Elemente, um Fe3C zu ersetzen. Vorzugsweise wird jedoch Cr ebenfalls durch Mo und/oder W ersetzt. Um bei manchen Anwendungen Vanadium vorzugsweise vollständig oder aber zumindest teilweise zu ersetzen, können ebenfalls W und/oder Mo eingesetzt werden. Alternativ können aber auch stärkere Karbidbildner, wie zum Beispiel Ti, Zr, Hf, Nb, oder Ta eingesetzt werden. Die Wahl der Karbidbildner und deren Anteile hängen wiederum von der konkreten Anwendung und von den Erfordernissen im Hinblick auf die thermischen und/oder mechanischen Eigenschaften des Werkzeugs ab.For aluminum die casting applications Fe 3 C should not be present if possible. Cr and V with additions of Mo and W are the preferred elements to replace Fe 3 C. Preferably, however, Cr is also replaced by Mo and / or W. In order to replace vanadium in some applications, preferably completely or at least partially, W and / or Mo can also be used. Alternatively, but also stronger Carbide formers, such as Ti, Zr, Hf, Nb, or Ta are used. The choice of carbide formers and their proportions depend in turn on the specific application and on the requirements with regard to the thermal and / or mechanical properties of the tool.

Beim Druckgießen von Legierungen mit einem vergleichsweise hohen Schmelzpunkt ist die Verwendung eines Warmarbeitsstahls zur Herstellung eines entsprechenden Werkzeugs mit folgender Zusammensetzung vorteilhaft:

  • 0,25 bis 0,4 Gew.-% C;
  • weniger als 2 Gew.-%, insbesondere weniger als 1 Gew.-% Cr;
  • 0 bis 5 Gew.-%, insbesondere 2,5 bis 4,5 Gew.-% Mo;
  • 0 bis 5 Gew.-%, insbesondere 0 bis 3 Gew.-% W;
  • wobei der Gehalt von Mo und W in der Summe 3 bis 5,2 Gew.-% beträgt;
  • 0 bis 1 Gew.-%, insbesondere 0 bis 0,6 Gew.-% V.
In the die casting of alloys with a comparatively high melting point, the use of a hot-work tool to produce a corresponding tool having the following composition is advantageous:
  • 0.25 to 0.4% by weight C;
  • less than 2% by weight, especially less than 1% by weight Cr;
  • 0 to 5 wt .-%, in particular 2.5 to 4.5 wt .-% Mo;
  • 0 to 5 wt .-%, in particular 0 to 3 wt .-% W;
  • wherein the content of Mo and W in the sum of 3 to 5.2 wt .-% is;
  • 0 to 1 wt .-%, in particular 0 to 0.6 wt .-% V.

Darüber hinaus enthält der Warmarbeitsstahl Eisen, Legierungsbegleitelemente und unvermeidliche Verunreinigungen. Ferner kann der Warmarbeitsstahl starke Karbidbildner, wie zum Beispiel Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, mit einem Gehalt von bis zu 3 Gew.-% in der Summe aufweisen. Eine größere Zähigkeit des Warmarbeitsstahls ist bei dieser Anwendung erforderlich, so dass Primärkarbide möglichst vollständig unterdrückt werden sollten und stabile Karbidbildner vorteilhafter sind.In addition, the hot-work tool steel contains iron, alloying elements and inevitable impurities. Further, the hot work tool steel may have strong carbide formers, such as Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, at a level of up to 3% by weight in total. A greater toughness of the hot work steel is required in this application, so that primary carbides should be suppressed as completely as possible and stable carbide formers are more advantageous.

Beim Spritzgießen von Kunststoffen sowie beim Druckgießen von Legierungen mit einem verhältnismäßig niedrigen Schmelzpunkt ist die Verwendung eines Warmarbeitsstahls zur Herstellung eines entsprechenden Werkzeugs besonders vorteilhaft:

  • 0,4 bis 0,55 Gew.-% C;
  • weniger als 2 Gew.-%, insbesondere weniger als 1 Gew.-% Cr;
  • 0 bis 4 Gew.-%, insbesondere 0,5 bis 2 Gew.-% Mo;
  • 0 bis 4 Gew.-%, insbesondere 0 bis 1,5 Gew.-% W;
  • wobei der Gehalt von Mo und W in der Summe 2 bis 4 Gew.-% beträgt;
  • 0 bis 1,5 Gew.-% V.
In the injection molding of plastics as well as in the die casting of alloys with a relatively low melting point, the use of a hot-work tool for producing a corresponding tool is particularly advantageous:
  • 0.4 to 0.55 wt% C;
  • less than 2% by weight, especially less than 1% by weight Cr;
  • 0 to 4 wt .-%, in particular 0.5 to 2 wt .-% Mo;
  • 0 to 4 wt .-%, in particular 0 to 1.5 wt .-% W;
  • wherein the content of Mo and W in the sum is 2 to 4 wt .-%;
  • 0 to 1.5% by weight of V.

Darüber hinaus enthält der Warmarbeitsstahl Eisen, Legierungsbegleitelemente und unvermeidliche Verunreinigungen. Ferner kann der Warmarbeitsstahl starke Karbidbildner, wie Ti, Zr, Hf, Nb, Ta mit einem Anteil von bis zu 3 Gew.-% in der Summe aufweisen. Bei diesen Anwendungsbereichen sollte der Anteil von Vanadium möglichst gering gehalten werden. Vorzugsweise kann der Vanadiumgehalt des Warmarbeitsstahls weniger als 1 Gew.-% und insbesondere weniger als 0,5 Gew.-% und in einer besonders bevorzugten Ausführungsform weniger als 0,25 Gew.-% betragen. Die Erfordernisse im Hinblick auf die mechanischen Eigenschaften der Werkzeuge sind beim Spritzgießen relativ gering. Eine mechanische Festigkeit von etwa 1500 MPa ist in der Regel ausreichend. Eine höhere Wärmeleitfähigkeit ermöglicht jedoch eine Verkürzung der Taktzeiten beim Herstellen von Spritzgussteilen, so dass die Kosten für die Herstellung der Spritzgussteile verringert werden können.In addition, the hot-work tool steel contains iron, alloying elements and inevitable impurities. Further, the hot working steel may have strong carbide formers such as Ti, Zr, Hf, Nb, Ta in a proportion of up to 3% by weight in total. In these applications, the proportion of vanadium should be kept as low as possible. Preferably, the vanadium content of the hot work tool steel may be less than 1% by weight and more preferably less than 0.5% by weight, and in a most preferred embodiment less than 0.25% by weight. The requirements with regard to the mechanical properties of the tools are relatively low in injection molding. A mechanical strength of about 1500 MPa is usually sufficient. Higher thermal conductivity, however, makes it possible to shorten the cycle times in the production of injection-molded parts, so that the costs for producing the injection-molded parts can be reduced.

Beim Warmschmieden ist es besonders vorteilhaft, zur Herstellung eines entsprechenden Werkzeugs einen Warmarbeitsstahl zu verwenden, der folgende Zusammensetzung aufweist:

  • 0,4 bis 0,55 Gew.-% C;
  • weniger als 1 Gew.-% Cr,
  • 0 bis 10 Gew.-%, insbesondere 3 bis 5 Gew.-% Mo;
  • 0 bis 7 Gew.-%, insbesondere 2 bis 4 Gew.-% W;
  • wobei der Gehalt von Mo und W in der Summe 6 bis 10 Gew.-% beträgt;
  • 0 bis 3 Gew.-%, insbesondere 0,7 bis 1,5 Gew.-% V.
In hot forging, it is particularly advantageous to use a hot work tool steel having the following composition for producing a corresponding tool:
  • 0.4 to 0.55 wt% C;
  • less than 1% by weight Cr,
  • 0 to 10 wt .-%, in particular 3 to 5 wt .-% Mo;
  • 0 to 7% by weight, in particular 2 to 4% by weight W;
  • wherein the content of Mo and W in the sum of 6 to 10 wt .-% is;
  • 0 to 3 wt .-%, in particular 0.7 to 1.5 wt .-% V.

Darüber hinaus enthält der Warmarbeitsstahl Eisen, Legierungsbegleitelemente und unvermeidliche Verunreinigungen. Ferner kann der Warmarbeitsstahl starke Karbidbildner, wie zum Beispiel Ti, Zr, Hf, Nb, Ta mit einem Anteil von bis zu 3 Gew.-% in der Summe aufweisen. Der Warmarbeitsstahl kann Elemente zum Festlösungsverfestigen, insbesondere Co, aber auch Ni, Si, Cu und Mn enthalten. Insbesondere ist ein Gehalt von bis zu 6 Gew.-% Co vorteilhaft, um die Hochtemperaturfestigkeit des Werkzeugs zu verbessern.In addition, the hot-work tool steel contains iron, alloying elements and inevitable impurities. Further, the hot working steel may have strong carbide formers such as Ti, Zr, Hf, Nb, Ta in a proportion of up to 3% by weight in total. The hot-work tool steel may contain elements for solid solution strengthening, in particular Co, but also Ni, Si, Cu and Mn. In particular, a content of up to 6% by weight of Co is advantageous in order to improve the high-temperature strength of the tool.

Mit Hilfe der hier beispielhaft beschriebenen Warmarbeitsstähle, die für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet sind, kann eine Wärmeleitfähigkeit erhalten werden, die etwa zwei Mal so groß ist wie diejenige der bekannten Warmarbeitsstähle.With the aid of the hot working steels described here by way of example, which are suitable for a multiplicity of applications, a thermal conductivity which is about twice as great as that of the known hot working steels can be obtained.

In Tabelle 1 sind einige thermoelastische Kenngrößen von fünf exemplarischen Proben (Probe F1 bis Probe F5) eines Warmarbeitsstahls gemäß der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu herkömmlichen Werkzeugstählen gezeigt. Man erkennt beispielsweise, dass die Warmarbeitsstähle eine höhere Dichte als die bekannten Werkzeugstähle aufweisen. Ferner zeigen die Ergebnisse, dass die Wärmeleitfähigkeit der Proben des erfindungsgemäßen Warmarbeitsstahls im Vergleich zu den herkömmlichen Werkzeugstählen drastisch vergrößert ist.Table 1 shows some thermoelastic characteristics of five exemplary samples (Sample F1 through Sample F5) of a hot work tool according to the present invention as compared to conventional tool steels. For example, it can be seen that the hot working steels have a higher density than the known tool steels. Furthermore, the results show that the thermal conductivity of the samples of the hot work tool steel according to the invention is drastically increased compared to the conventional tool steels.

In Tabelle 2 sind die mechanischen Eigenschaften zweier Warmarbeitsstahlproben (Probe F1 und F5) gemäß der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu herkömmlichen Werkzeugstählen zusammengefasst.In Table 2, the mechanical properties of two hot work steel samples (Sample F1 and F5) are according to the present invention compared to conventional tool steels summarized.

In Fig. 1 ist schließfich die Abriebfestigkeit zweier Proben (F1 und F5) im Vergleich zu herkömmlichen Werkzeugstählen dargestellt. Die Abriebfestigkeit wurde dabei mit Hilfe eines Stifts, der aus dem entsprechenden Stahl hergestellt wurde, und einer Scheibe aus einem USIBOR-1500P-Blech ermittelt. Die Probe "1.2344" ist dabei die Referenzprobe (Abriebfestigkeit: 100%). Ein Material mit einer Abriebfestigkeit von 200% weist somit eine doppelt so hohe Abriebfestigkeit wie die Referenzprobe auf und erfährt damit nur einen halb so großen Gewichtsverlust während der Durchführung des Abriebtestverfahrens. Man erkennt, dass die Proben des erfindungsgemäßen Warmarbeitsstahls im Vergleich zu den meisten bekannten Stählen eine sehr hohe Abriebfestigkeit aufweisen. Tabelle 1 Material Dichte [g/cm3] Spezifische Wärme [J/Kg.K] Wärmeleitfähigkeit [W/m.K] Wärmeleitzahl [mm2/s] Elastizitätsmodul Poisson-Zahl [GPa] Herkömmliche Werkzeugstähle W.Nr.-1.2343 7.750 462 24.621 6.876 221.086 0.28014 W.Nr.-1.2344 7.665 466 24.332 6.811 224.555 0.28123 W.Nr.-1.2365 7.828 471 31.358 8.505 217.124 0.28753 W.Nr.-1.2367 7.806 460 29.786 8.295 220.107 0.28140 Beispiele für Warmarbeitsstähle gemäß der vorliegenden Erfindung Probe F1 7.949 444 56.633 16.0319 197.18 0.2821 Probe F2 7.969 454 58.464 16.1594 Probe F3 7.965 449 55.550 15.5328 Probe F4 7.996 479 61.127 15.9364 Probe F5 7,916 440 64.231 18.4411 195.02 0.2844 Tabelle 2 MATERIAL Härhe [HRc] Streckerense [MPa] Mechaniche Festigkeit [MPa] Bruchdelnung [%] Schlagzähigkeit [J] Ermüdwiderstand Kk [MPa.m-10] Ermüdungssdwelle KTg [MP.am-10] W.Nr.-1.2343 44-46 1170 1410 16 322 56 4.8 WNr.-1.2344 44-46 1278 1478 14 364 49 4.7 W.Nr.-1.2365 44-46 1440 1570 12 289 43 W.Nr.-1.2367 44-46 1300 1490 13 215 41 Probe F5 44-46 1340 1510 16 >450 64 5.5 Probe F1 50-52 1560 1680 8 405 41 4.8 Finally, FIG. 1 shows the abrasion resistance of two samples (F1 and F5) compared to conventional tool steels. The abrasion resistance was determined using a pin made of the corresponding steel and a washer made of a USIBOR 1500P sheet. The sample "1.2344" is the reference sample (abrasion resistance: 100%). A 200% abrasion resistance material thus has twice as high abrasion resistance as the reference sample and thus experiences only half the weight loss during the abrasion test procedure. It can be seen that the samples of hot-work steel according to the invention have a very high abrasion resistance compared to most known steels. Table 1 material Density [g / cm 3 ] Specific heat [J / Kg.K] Thermal conductivity [W / mK] Thermal conductivity [mm 2 / s] modulus of elasticity Poisson Number [GPa] Conventional tool steels W.Nr.-1.2343 7750 462 24621 6876 221086 0.28014 W.Nr.-1.2344 7665 466 24332 6811 224555 0.28123 W.Nr.-1.2365 7828 471 31358 8505 217124 0.28753 W.Nr.-1.2367 7806 460 29786 8295 220107 0.28140 Examples of hot working steels according to the present invention Sample F1 7949 444 56633 16.0319 197.18 0.2821 Sample F2 7969 454 58464 16.1594 Sample F3 7965 449 55550 15.5328 Sample F4 7996 479 61127 15.9364 Sample F5 7,916 440 64231 18.4411 195.02 0.2844 MATERIAL Harrows [HRc] Streckerense [MPa] Mechanical strength [MPa] Breaking Dung [%] Impact resistance [J] Fatigue resistance K k [MPa.m -10 ] Fatigue Density K Tg [MP.am -10 ] W.Nr.-1.2343 44-46 1170 1410 16 322 56 4.8 WNr.-1.2344 44-46 1278 1478 14 364 49 4.7 W.Nr.-1.2365 44-46 1440 1570 12 289 43 W.Nr.-1.2367 44-46 1300 1490 13 215 41 Sample F5 44-46 1340 1510 16 > 450 64 5.5 Sample F1 50-52 1560 1680 8th 405 41 4.8

Claims (16)

Warmarbeitsstahl, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung: 0,26 bis 0,55 Gew.-% C; < 2 Gew.-% Cr; 0 bis 10 Gew.-% Mo; 0 bis 15 Gew.-% W; wobei der Gehalt von W und Mo in der Summe 1,8 bis 15 Gew.-% beträgt; Rest: Eisen, Legierungsbegleitelemente und übliche Verunreinigungen. Hot-work tool, characterized by the following composition: 0.26 to 0.55 wt% C; <2% by weight Cr; 0 to 10% by weight of Mo; 0 to 15 wt% W; wherein the content of W and Mo in the sum of 1.8 to 15 wt .-% is; Remainder: iron, alloying elements and common impurities. Warmarbeitsstahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Warmarbeitsstahl karbidbildende Elemente Ti, Zr, Hf, Nb, Ta mit einem Anteil von bis zu 3 Gew.-% in der Summe aufweist.Hot-work steel according to claim 1, characterized in that the hot-work steel has carbide-forming elements Ti, Zr, Hf, Nb, Ta in a proportion of up to 3 wt .-% in the sum. Warmarbeitsstahl nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Warmarbeitsstahl Mo und W mit einem Gehalt von 2 bis 15 Gew.-%, insbesondere mit einem Gehalt von 2,5 bis 15 Gew.-% in der Summe aufweist.Hot-work steel according to claim 1 or 2, characterized in that the hot-working steel Mo and W having a content of 2 to 15 wt .-%, in particular having a content of 2.5 to 15 wt .-% in the sum. Warmarbeitsstahl nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Warmarbeitsstahl weniger als 1,5 Gew.-% Cr, vorzugsweise weniger als 1 Gew.-% Cr aufweist.Hot-work steel according to one of claims 1 to 3, characterized in that the hot-work tool steel has less than 1.5 wt .-% Cr, preferably less than 1 wt .-% Cr. Warmarbeitsstahl nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Warmarbeitsstahl weniger als 0,5 Gew.-% Cr, vorzugsweise weniger als 0,2 Gew.-% Cr und insbesondere weniger als 0,1 Gew.-% Cr aufweist.Hot-work steel according to claim 1 to 4, characterized in that the hot-work steel is less than 0.5 Wt .-% Cr, preferably less than 0.2 wt .-% Cr and in particular less than 0.1 wt .-% Cr. Warmarbeitsstahl nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Molybdängehalt o,5 bis 10 Gew.-% insbesondere 1 bis 10 Gew.-%, beträgt.Hot-work steel according to one of claims 1 to 5, characterized in that the molybdenum content o, 5 to 10 wt .-%, in particular 1 to 10 wt .-%, is. Warmarbeitsstahl nach Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Warmarbeitsstahl daru¨ber hinaus V mit einen Gehtalt von bisu zu 4 Gew.- % aufweist.Hot-work tool steel according to Claims 1 to 6, characterized in that the hot-work tool steel additionally has V with a gate dead weight of up to 4% by weight. Warmarbeitsstahl nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt von Mo, W und V in der Summe 2 bis 10 Gew.-% beträgt.Hot-work steel according to claim 7, characterized in that the content of Mo, W and V in the sum of 2 to 10 wt .-% is. Warmarbeitsstahl nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der ehalt von Mo, W und V in der Summe 2 bis 10 Gew.- % beträgt.Hot-work steel according to claim 7, characterized in that the content of Mo, W and V in the sum of 2 to 10% by weight. Warmarbeitsstahl nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Warmarbeitsstahl Elemente zum Festfösungsverfestigen, insbesondere Co, Ni, Si, Cu und Mn, aufweist.Hot-work steel according to one of Claims 1 to 9, characterized in that the hot-work steel has elements for solid solution strengthening, in particular Co, Ni, Si, Cu and Mn. Warmarbeitsstahl nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Warmarbeitsstahl Co mit einem Gehalt von bis zu 6 Gew.-% aufweist.Hot-work steel according to claim 10, characterized in that the hot-work steel Co has a content of up to 6 wt .-%. Warmarbeitsstahl nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Warmarbeitsstahl Co mit einem Gehalt von bis zu 3 Gew.-%, vorzugsweise mit einem Gehalt von bis zu 2 Gew.-% % aufweist.Hot-work steel according to claim 10 or 11, characterized in that the hot-work steel Co having a content of up to 3 wt .-%, preferably having a content of up to 2 wt .-%%. Warmarbeitsstahl nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Warmarbeitsstahl Mn mit einem Gehalt von bis zu 2 Gew.-% aufweist.Hot-work steel according to one of claims 10 to 12, characterized in that the hot-working steel Mn has a content of up to 2 wt .-%. Warmarbeitsstahl nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Warmarbeitsstahl Si mit einem Gehalt von bis zu 1,6% Gew.-% aufweist.Hot-work steel according to one of claims 10 to 13, characterized in that the hot-working steel has Si content of up to 1.6% by weight. Warmarbeitsstahl nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierungsbegleitelemente mindestens eines der Elemente Ni, S, P, Bi, Ca, As, Sn oder Pb umfassen.Hot-work steel according to one of claims 1 to 14, characterized in that the alloy accompanying elements comprise at least one of the elements Ni, S, P, Bi, Ca, As, Sn or Pb. Verwendung eines Warmarbeitsstahls nach einem der Ansprüche 1 bis 15 als Werkstoff zur Herstellung eines Warmarbeitsstahlgegenstands, insbesondere eines Warmarbeitswerkzeugs.Use of a hot work tool according to any one of claims 1 to 15 as a material for producing a hot work tool article, in particular a hot work tool.
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