| Menge: | |
|---|---|
C: 0,32–0,45
Si: 0,8–1,2
Mangan: 0,20–0,50
P: ≤0,03
S: ≤0,03
Cr: 4,75–5,50
Mo: 1.1-1.75
V: 0,8-1,2
Zugfestigkeit, ultimativ (bei 20 °C/68 °F, variiert je nach Wärmebehandlung): 1200 – 1590 MPa/ 174000 – 231000 psi
Zugfestigkeit, Streckgrenze (bei 20 °C/68 °F, variiert je nach Wärmebehandlung): 1000 – 1380 MPa/ 145000 – 200000 psi
Flächenreduzierung (bei 20 °C/68 °F): 50,00 %/ 50,00 %
Elastizitätsmodul (bei 20 °C/68 °F): 215 GPa/ 31200 ksi
Poissonzahl: 0,27–0,30/0,27–0,30
Dichte (bei 20 °C/68 °F): 7,80 g/cm3; 0,282 lb/in3
Schmelzpunkt: 1427°C; 2600°F
Ac1: 875℃
Ac3: 935℃
Ar1: 760℃
Frau: 305℃
Anfängliche Schmiedetemperatur: 1065–1175 °C
Endschmiedetemperatur: 850-900℃
Schmiedeverhältnis: über 4:1
Nachbehandlung nach dem Schmieden: H13-Stahl muss nach dem Schmieden geglüht werden. Nach dem Erhitzen auf 860 °C zur Wärmeerhaltung langsam abkühlen, die Abkühlrate beträgt etwa 30 °C/h, und nach dem Abkühlen auf 400–500 °C im Ofen Luftkühlung.
Werkzeugstahl ist eine spezielle Klasse von legiertem Stahl, der sorgfältig entwickelt wurde, um den anspruchsvollen Anforderungen von Werkzeugherstellungs- und Bearbeitungsanwendungen gerecht zu werden. Werkzeugstahl ist darauf ausgelegt, hohen Beanspruchungen, Abrieb und Hitze standzuhalten. Er bietet außergewöhnliche Härte, Verschleißfestigkeit und Zähigkeit und ist damit das Material der Wahl für die Herstellung von Schneidwerkzeugen, Matrizen, Formen und anderen präzisionsgefertigten Komponenten. Durch eine Kombination aus sorgfältig ausgewählten Legierungselementen und präzisen Wärmebehandlungsprozessen kann Werkzeugstahl so angepasst werden, dass er spezifische Eigenschaften besitzt, die für verschiedene Arten von Werkzeuganwendungen unerlässlich sind, sodass Hersteller qualitativ hochwertige Werkzeuge herstellen können, die eine konstante Leistung und eine lange Lebensdauer bieten.
1. Außergewöhnliche Härte: Eines der Hauptmerkmale von Werkzeugstahl ist seine hohe Härte, die es ihm ermöglicht, andere Materialien präzise zu schneiden, zu formen und zu formen. Die Härte von Werkzeugstahl wird durch die Zugabe von Legierungselementen wie Wolfram, Molybdän, Chrom und Vanadium erreicht, die innerhalb der Stahlmatrix harte Karbide bilden. Diese Hartmetalle sorgen für den nötigen Verschleiß- und Verformungswiderstand und sorgen dafür, dass das Werkzeug auch bei starker Beanspruchung seine Schneide und Form behält. Verschiedene Arten von Werkzeugstahl können unterschiedliche Härtegrade aufweisen, die von relativ weich für eine einfache Bearbeitung während des anfänglichen Formprozesses bis hin zu extrem hart für die abschließenden Schneid- oder Umformvorgänge reichen.
2. Hervorragende Verschleißfestigkeit: Werkzeugstahl weist eine hervorragende Verschleißfestigkeit auf, was für Werkzeuge, die ständigem Kontakt und Reibung mit anderen Materialien ausgesetzt sind, von entscheidender Bedeutung ist. Die harten Karbide im Werkzeugstahl wirken als winzige Schneidkanten und widerstehen dem Abrieb, der durch den Materialabtrag bei Bearbeitungs- oder Umformprozessen entsteht. Diese Verschleißfestigkeit verlängert nicht nur die Lebensdauer des Werkzeugs, sondern erhält auch die Genauigkeit und Qualität des Endprodukts. Werkzeuge aus hochverschleißfestem Werkzeugstahl können über einen längeren Zeitraum ohne wesentliche Leistungseinbußen verwendet werden, wodurch die Häufigkeit des Werkzeugwechsels verringert und die Produktivität gesteigert wird.
3. Gute Zähigkeit: Trotz seiner hohen Härte bietet Werkzeugstahl auch eine gute Zähigkeit, d. h. die Fähigkeit, Stößen und plötzlichen Belastungen standzuhalten, ohne zu brechen. Zähigkeit ist wichtig für Werkzeuge, die in Anwendungen eingesetzt werden, bei denen Stöße oder Vibrationen auftreten können, wie zum Beispiel Schmiedegesenke und Stanzwerkzeuge. Durch sorgfältige Steuerung der Legierungszusammensetzung und des Wärmebehandlungsprozesses kann Werkzeugstahl so hergestellt werden, dass er ein Gleichgewicht zwischen Härte und Zähigkeit aufweist und sicherstellt, dass er den Strapazen anspruchsvoller Bearbeitungs- und Umformvorgänge ohne Risse oder Brüche standhält.
4. Hitzebeständigkeit: Viele Arten von Werkzeugstahl sind für eine hervorragende Hitzebeständigkeit ausgelegt. Dadurch behalten die Werkzeuge ihre Härte und Formstabilität auch dann bei, wenn sie bei Bearbeitungsprozessen wie Warmschmieden oder Hochgeschwindigkeitsschneiden hohen Temperaturen ausgesetzt sind. Legierungselemente wie Wolfram und Molybdän spielen eine Schlüsselrolle bei der Verbesserung der Hitzebeständigkeit von Werkzeugstahl, indem sie stabile Karbide bilden, die bei erhöhten Temperaturen erweichungsbeständig sind. Hitzebeständiger Werkzeugstahl ist für Anwendungen unerlässlich, bei denen das Werkzeug in einer heißen Umgebung betrieben werden muss, ohne seine Schneidleistung oder Form zu verlieren.
1. Schneidwerkzeuge: Werkzeugstahl wird häufig bei der Herstellung von Schneidwerkzeugen verwendet, darunter Bohrer, Fräser, Drehwerkzeuge und Sägeblätter. Die hohe Härte und Verschleißfestigkeit von Werkzeugstahl ermöglicht es diesen Schneidwerkzeugen, verschiedene Materialien wie Metalle, Kunststoffe und Holz präzise und effizient zu schneiden. Abhängig von der spezifischen Schneidanwendung, dem zu schneidenden Material und den Schneidbedingungen werden verschiedene Arten von Werkzeugstahl ausgewählt. Beispielsweise wird Schnellarbeitsstahl (HSS) üblicherweise für Schneidwerkzeuge verwendet, die einen Hochgeschwindigkeitsbetrieb und eine gute Verschleißfestigkeit erfordern, während hartmetallbestückter Werkzeugstahl aufgrund seiner überlegenen Härte und Hitzebeständigkeit zum Schneiden harter Materialien bevorzugt wird.
2. Gesenke und Formen: In der Metall- und Kunststoffverarbeitungsindustrie wird Werkzeugstahl für die Herstellung von Gesenken und Formen verwendet. Matrizen werden für Prozesse wie Schmieden, Stanzen und Extrudieren verwendet, bei denen sie Metall in die gewünschte Form bringen. Formen werden beim Kunststoffspritzguss zur Herstellung von Kunststoffteilen verwendet. Die hohe Härte, Verschleißfestigkeit und Zähigkeit von Werkzeugstahl stellen sicher, dass Gesenke und Formen den hohen Drücken und Temperaturen dieser Prozesse standhalten und gleichzeitig die Genauigkeit und Qualität der geformten oder geschmiedeten Produkte beibehalten. Werkzeuge und Formen aus Werkzeugstahl können an die spezifischen Anforderungen verschiedener Produkte angepasst werden und ermöglichen so die Herstellung komplexer Formen und Designs.
3. Holzbearbeitungswerkzeuge: Werkzeugstahl wird auch bei der Herstellung von Holzbearbeitungswerkzeugen wie Hobelmessern, Meißeln und Schnitzwerkzeugen verwendet. Dank der Härte und Schärfe des Werkzeugstahls können diese Werkzeuge glatt und präzise durch Holz schneiden und so saubere und präzise Schnitte erzeugen. Die Verschleißfestigkeit von Werkzeugstahl sorgt dafür, dass die Schneidkanten von Holzbearbeitungswerkzeugen lange scharf bleiben, wodurch die Notwendigkeit eines häufigen Schärfens verringert und die Effizienz der Holzbearbeitungsvorgänge erhöht wird. Darüber hinaus ermöglicht die Zähigkeit von Werkzeugstahl, dass Holzbearbeitungswerkzeuge den beim Schneiden auftretenden Stößen und Kräften standhalten und so Brüche und Beschädigungen verhindern.
