DE2039438B2 - Verwendung von Hochleistungswerkzeugstahl für die plastische Kaltverformung - Google Patents

Description

(Kurve 1: verschleißfester, formbeständiger Stahl nach der japanischen Norm JIS SKDIl, von 1025⁰C in öl abgeschreckt, in Luft bei 175°C auf 61,3 HRr angelassen; Kurve 2: erfindungsgemäß zu verwendender Stahl, von 1100⁰C in Öl abgeschreckt, in Luft bei 570⁰C auf 61,0HRc angelassen).

F i g. 6 zeigt Kurven, die den Verlauf der Anlaßhärte bei erhöhten Temperaturen für einen erfindungsgemäß zu verwendenden Werkzeugstahl und andere als Werkzeugstähle für Warmverformung (Warm- m verformungswerkzeugstähle) bekannte Stähle wiedergeben (Kurve 1: erfindungsgemäß zu verwendender Stahl, von 1100° C in öl abgeschreckt, in Luft bei 600°C angelassen; Kurve 2: Werkzeugstahl nach der US-Norm AISI H 19, in öl von 1180⁰C abgeschreckt, in Luft bei 570⁰C angelassen; Kurve 3: Werkzeugstahl nach der japanischen Norm JIS SKD61. von 1075°C in Öl abgeschreckt, bei 625"C in Luft angelassen).

In der F i g. 1 sind Kurven aufgetragen, die die Ergebnisse von experimentellen Untersuchungen hinsichtlich der Beziehungen zwischen der ^.ilaßhärte (HRr) und der statischen Biegebruchfestigkeit (kp' mm²) bei einem bekannten verschleißfesten formbeständigen Stahl (JIS SKDIl. Zusammensetzung

s. Tab, 1, Stahl Nr. 3), wie er bisher als Kaltverformungsgesenkstahl verwendet wurde, wiedergeben.

Aus der F i g. 1 ist ersichtlich, daß der fragliche Stahl (JIS SKDU) eine maximale mechanische Festigkeit von etwa 390 kp/mm^ä bei einer Anlaßhärte von etwa 55HRr aufweist, Wenn die Anlaßhärte höher oder geringer als der vorgenannte Wert ist, ist die mechanische Festigkeit jeweils geringer. So beträgt die mechanische Festigkeit bei einer Anlaßhärte von 60 HRc, d. h. dem wichtigsten W>:rt für in der Praxis verwendete Kaltverformungswerkzeuge, etwa 320 kp/mm².

F i g. 2 zeigt ebenfalls an Hand von Ergebnissen experimenteller Untersuchungen erstellte Kurven, aus denen die Beziehungen zwischen der Anlaßhärte in HRc und der statischen Biegebruchfestigkeit in kp/mm² bei einem erfindungsgemäß zu verwendenden Werkzeugstahl und anderen bekannten zum Vergleich dienenden Werkzeugstählen zu ersehen sind.

Die chemischen Zusammensetzungen des ertindungsgemäß zu verwendenden Werkzeugstahls und der zum Vergleich untersuchten anderen bekannten Werkzeugstähle sind in der nachstehenden Tabelle [ zusammengestellt:

Tabelle Γ

Nr.	Werkzeugstahl nach JIS SKD61	C	Chemische Zusammensetzung, <	Si	Mn	ρ	S	Cr	jewichtsprozent	Mo	V	Co
	Werkzeugstahl nach AlSI H 19	0.35	1.04	0,31	0,016	0,004	4.94	W	1,09	0,93
1	Gesenkstahl nach JIS SKDIl	0,41	0,27	0.30	0,018	0.003	4.30		0,46	2.11	4.14
2	Schnellstahl, halbdicht	1.50	0,30	0,33	0,023	0.004	12.10	4,63	0.95	0,30
3	Erfindungsgemäß zu verwendender	0,62	0,41	0,14	0.016	0.005	4.00		4.84	2,07
4	Werkzeugstahl	0,76	1.79	0.47	0.016	0.003	4.12	6.43	2.07	2,07
5

Wie aus der F i g. 2 hervorgeht, haben die Werkzeugstähle Nr. 1 und 2 zwar eine etwas bessere mechanische Festigkeit als der erfindungsgemäß zu verwendende Werkzeugstahl Nr. 5. genügen aber der Anforderung nicht, daß die Anlaßhärte mehr als 55 HRc betragen soll. Umgekehrt genügen der Gesenkstahl für plastische Kaltverformung (Nr. 3) und der Schnellstahl (Nr. 4) zwar den Anforderungen bezüglich der Anlaßhärte (mehr als 55 HRc). die dafür aber eine deutlich schlechtere mechanische Festigkeit als der Werkzeugstahl Nr. 5 haben.

Werkzeuestähle, die aus ^0,7 bis 0,9",, C, 1,5 bis 2,5% Si, 0,1 bis 0,5°;, Mn, 2.0 bis 3.0°,, V, 3.5 bis 4,5",, Cr und 1,5 bis 2,5 ° \ Mo sowie, abgesehen von üblichen Begleitstoffen bzw. Verunreinigungen, Eisen als Rest bestehen, weisen, wie festgestellt wurde, alie die für den erfindungsgemäßen Verwendungszweck zu fordernden Mindestqualitätseigenschaften, d. h. eine Anlaßhärte von mindestens 55 HRc in Kombination mit einer statischen Biegebruchfestigkeit von mindestens 450 kp/mm². auf. sofern die Gesamtsumme

ν 1-

der Produkte, die sich durch Multiplikation der Mengen der karbidbüdenden Elemente V. Mo und Cr mit den jeweiligen Kohlenstoffäquivalenten dieser karbidbüdenden Elemente ergibt, im wesentlichen gleich dem Kohlenstoffgehalt C<_n) des Werkzeugstahl ist, d. h. die Mengen innerhalb der angegebenen Bereiche so gewählt sind, daß die Differenz aus Σ C(e> Und C(n,

zwischen —0,15 und - 0,15 liegt.Iu diesem Zusammenhang ist zu berücksichtigen, daß bei dem angegebener Verwendungszweck eine Verbesserung der Anlaßhärt« und Verschleißfestigkeit über den Mindestwert hinauwesentlich wichtiger ist als eine mehr oder wenige: starke Überschreitung der Mindestwerte hezügliclder mechanischen Festigkeit.

Bei experimentellen Untersuchungen wurde ge funden. daß die Menge an unlöslichen Karbider zunimmt und dadurch eine Verschlechterung dei gewünschten Eigenschaften des Werkzeugstahls ein tritt, wenn die Differenz aus

Σ do) und C(a)

größer als 0.15 wird, und daß, wenn diese Differenz einen Wert von —0,15 unterschreitet, die Menge ai Karbiden steigt, die in feste Lösung gehen können was ebenfalls eine Verschlechterung der gewünschtei Eigenschaften des Werkzeugstahls zur Folge hat Nachstehend werden — soweit bisher bekannt — di< Gründe angegeben, warum bei den erfindungsgemäl zu verwendenden Werkzeugstahl für die plastisch! Kaltverformung der Gehali an den ein/einen Elemen ten innerhalb der vorstehend angegebenen Bereicln liegen soll.

Kohlenstoffgehalt

Der Bereich des Kohlenstoffgehalts ist bestimmt durch und steht in Wechselbeziehung mit den Gehaltsbereichen für die karbidbildenden Elemente. Er führt zur Verbesserung der Abschreckhärtungseigenschaften des Werkzeugstahls. Eine zu geringe Menge an Kohlenstoff gewährleistet keine hinreichende Härtung durch die Wärmebehandlung, höhere Gehalte bewirken zwar eine Verbesserung der Abschreck- und Verschleißfestigkeitseigenschaften des Werkzeugstahls, beeinträchtigen jedoch die Duktilität des Stahls.

Siliziumgehalt

Zu niedrige Siliziumgehalte führen nicht zu einer hinreichenden Steigerung der mechanischen Festigkeit des Werkzeugstahls. Der Zusatz von Silizium zu dem Werkzeugstahl führt zu einer Steigerung der mechanischen Festigkeit und zu einer Erhöhung seines Α,-Umwandlungspunktes, wodurch die Neigung des Stahls zu einem Erweichen beim Anlassen verringert wird. Silizium bildet kein Karbid, hindert den Kohlenstoff in einem gewissen Ausmaß daran, in feste Lösung zu gehen und verringert die Neigung des Stahls infolge der Anwesenheit überschüssiger Kohlenstoffmengen zu verspröden. Silizium steigert auch die Säurebeständigkeit des Stahls. Ein überhöhter Zusatz von Silizium macht jedoch den Stahl spröde.

Mangangehalt

Ein Manganzusatz bewirkt eine Verbesserung der Desoxydation und des Abschreckverhaltens des Stahls. Wird er zu stark erhöht, so neigt der Stahl zur Bildung von Restaustenit beim Abschrecken.

Vanadiumgehalt

Vanadium wirkt besonders stark ais karbidbildendes Element und führt daher zu einer Verbesserung der Verschleißfestigkeit des Werkzeugstahl. Die Form des von Vanadium gebildeten Karbids wird durch den Kohlenstoffgehalt beeinflußt. Mindestens 2,0% V sind zur Erzielung der gewünschten Eigenschaften des Werkzeugstahls notwendig.

Es kann erforderlich sein, die Menge an Vanadium und Kohlenstoff zu erhöhen, um die Verschleißfestigkeit des Werkzeugstahls zu verbessern und die Wärmebehandlung zu stabilisieren, doch kann dies zu Schwierigkeiten bei der spanabhebenden Bearbeitung des Werkzeugstahls führen. Das Kohlenstoffäquivalent von V sollte 0,20 bis 0,25 betragen.

Chromgehalt

Ein Chromgehalt macht den Werkzeugstahl selbsthärtend, führt zur Bildung von Chromkarbid, erhöht die Verschleißfestigkeit des Werkzeugstahls und verbessert die Säurebeständigkeit bei erhöhten Temperaturen. Das Kohlenstoff äquivalent von Cr sollte 0,045 bis 0,055 betragen.

Molybdängehalt

Molybdän verringert bis zu gewissen Gehalten die Neigung des Stahls zum Erweichen beim Anlassen, steigert die Härte des Werkzeugstahls bei der Warmverformung und macht den Werkzeugstahl selbsthärtend. Das Kohlenstoffäquivalent von Mo sollte 0.03 bis 0,04 betragen.

Ein Teil oder die Gesamtmenge des Molybdäns kann durch die doppelte Menge an Wolfram ersetzt werden, wobei das Kohlenstoffäquivalent von Wolfram 0,015 bis 0,02 beträgt, so daß die doppelte Menge W in ähnlicher Weise wie Mo wirkt.

ίο Dem Werkzeugstahl können weniger als 0,01% B zur Verstärkung des Gefüges zugegeben werden. Ein Zusatz von Ti, Zr, Nb, Ta und/oder Ca führt infolge der kornfeinenden Wirkung zu einer Verstärkung des Gefüges. Ein Zusatz von weniger als 2% dieser EIemente, einzeln oder zu mehreren, verbessert die Warmverformbarkeit,

Dem Werkzeugstahl können weniger als 0,03% S oder Se oder Ca zur Verbesserung seiner Bearbeitbarkeit zugesetzt werden.

ao Weiterhin führt ein Stickstoffzusatz von etwa 0,001 bis 0,1% zu einer Erhöhung der Versetzungsdichte im Martensit, wie durch Kohlenstoff, und zu einer Verbesserung der Alterungshärtung beim Anlassen.

as Gemä'j den vorstehenden Erläuterungen enthält der erfindungsgemäß zu verwendende Werkzeugstahl Kohlenstoff zur Härtung des Werkzeugstahls, karbidbildende Elemente, deren Menge in einem Gleichgewicht zum Kohlenstoffgehalt steht, und Elemente, die kein Karbid bilden.

Die Härtungswirkung von Kohlenstoff auf die Martensitstruktur des Werkzeugstahls ist in erster Linie vom Kohlenstoffgehalt abhängig. Die sekundäre Härtungswirkung von Kohlenstoff auf die Martensitstruktur des Werkzeugstahls kann jedoch nur in Anwesenheit der karbidbildenden Elemente erzielt werden.

Es sind mindestens 0,4% Kohlenstoff erforderlich, um die für den Werkzeugstahl notwendige Härte zu erzielen, d. h. eine Anlaßhärte von mehr als 55 HRc. Eine Steigerung der Kohlenstoffmenge ermöglicht eine Steigerung der Anlaßhärte des Werkzeugstahls und gestattet gleichzeitig eine Bildung von Restkarbiden, so daß eine Ausbildung großer Kristallkörner verhindert und die Verschleißfestigkeit des Werkzeugstahls beträchtlich verbessert wird.

Eine zu starke Erhöhung des Kohlenstoagehalts führt jedoch zu einer Versprödung des Werkzeugstahls. Eine derartige Sprödigkeit des Werkzeugstahls tritt ein, wenn die überschüssige Kohlenstoffmenge im Gefüge in feste Lösung geht. Daher soll der Kohlenstoffgehalt der erfindungsgemäß zu verwendenden Stähle 0,7 bis 0,9 % betragen, obwohl, wie vorstehend erwähnt, auch bereits bei 0,4% C eine Anlaßhärte von mehr als 55 HRc zu erreichen ist.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Beispiels erläutert.

Beispiel

Es wurden Proben A bis I mit den in der nachstehenden Tabelle II angegebenen chemischen Zusammensetzungen durch Schmelzen einer kalten Beschickung in einem basischen Elektroofen hergestellt. Die Schmelzen wurden zu Barren vergossen, die dann durch Walzen und formgebende Bearbeitung zu Testformkörpern verarbeitet wurden.

Tabelle II

Probe	0.33	Si	Chemische Zusammensetzung, (	0,013	s	Cr	Mo	v
	0.45	1,96	Mn j P	0.015	0,004	4.05	2,09	0,39
A	0.61	1.62	0.32	0.019	0.003	4,35	1.90	1.03
B	0.80	1,72	0,42	0.016	0.005	4.34	1.94	1.44
C	0.91	1.71	0,29	0,017	0,004	4.03	2.04	2.34
D	1,00	1.65	0,28	0.020	0.003	4,18	2.28	3.U)
E	1.12	1.76	0,43	0.015	0.004	3.84	2,12	4.03
F	1.28	1,72	0,31	0,024	0.004	4,35	2.20	4.35
G	0.98	1.71	0,39	0,016	0,004	4,20	2.11	4.78
H		1.82	0,35	0,004	4.45	1.82	0,23
I	0,52

Die Probe D stellt einen erfindungsgemäß zu verwendenden Hochleistungswerkzeugstahl dar.

Die Probe D enthält in Übereinstimmung mit der Erfindung 0.7 bis 0,9°_o Kohlenstoff, der eine Verstärkung des Kohlenstoff-Martensits bewirkt, die karbidbildenden Elemente Vanadium, Molybdän und Chrom in der Bedingung, daß die Gesamtsumme

Σ C,„

der Produkte, die sich durch Multiplikation der Mengen der karbidbildenden Elemente und ihrer »5 Kohlenstoffäquivalente ergeben, im wesentlichen gleich dem Kohlenstoffgehalt C_lat ist. d. h.. daß der Wert der D-.fferenz

1, C(Ol — C(Ht

zwischen —0.15 und —0.15 liegt, und die nicht karbidbildenden Elemente Si und Mn in genügenden Mengen, um dem Stahl die gewünschten Eigenschaften zu verleihen. Der vorstehenden Bedingung bezüglich der Abstimmung des Kohlenstoffgehalts und des Gehalts an Vanadium, Molybdän und Chrom genügten auch die Proben B, C und F bis H.

Nach Glühung wurden die Proben A bis H von 1050 bzw. 1100° C abgeschreckt und dann bei 550 bzw. 600" C angelassen. Die Anlaßhärte und die Biegefestigkeit der in dieser Weise behandelten Proben wurden bestimmt. Die Ergebnisse bezüglich der Anlaßhärte sind in F i g. 3 wiedergegeben.

Wie aus F i g. 3 hervorgeht, hatten alle Proben B bis H eine Anlaßhärte von mindestens 55 HRr (vgl. strichpunktierte Linie). Ihre Biegefestigkeit nach Anlassen bei 550 bzw. 600⁰C betrug durchwegs mindestens 450 kp/mm² (vgl. F i g. 4). Das Optimum bezüglich der Anlaßhärte und der Gesamtqualitätseigenschaften stellt die der Lehre der Erfindung entsprechende Probe D dar.

Tm Gegensatz hierzu hatte die Probe Γ. die nicht die Gleichgewichtsbedingung zwischen der Summe

der angegebenen Produkte — (Menge der karbidbildenden Elemente) · (Kohlenstoffäquivalent dieser Elemente) — und der Kohlenstoffmenge C_(a) erfüllte, keine Anlaßhärte von mindestens 55 HRc und keine Biegefestigkeit von mindestens 450 kp/mm² nach Anlassen bei 550 bzw. 600⁰C, was bezüglich der Anlaßhärte durch die beiden Kreuze in F i g. 3 und bezüglich der Biegebruchfestigkeit durch die Kreuze in F i g. 4 angezeigt ist.

Die Proben A bis C, die unter dem kritischen Mindestwert von 0,7 % Kohlenstoff lagen, hatten zwar eine Biegefestigkeit von über 450 kp/mm² (vergleiche F i g. 4). wies jedoch eine erheblich geringere Anlaßhärte als die der Lehre der Erfindung entsprechenden Stähle auf. Wie aus der F i g. 3 ersichtlich ist. konnten die niedrigen Anlaßhärten der Probe A durch keine Wärmebehandlung auf einen ausreichenden Wert gesteigert werden.

Der erfindungsgemäß verwendbare Werkzeugstahl Nr. 5 gemäß Tabelle I wurde in Öl von IKX)⁰C abgeschreckt und dann in Luft bei 570³C angelassen. Dabei ergab sich eine Anlaßhärte von 61 HRc Der verschleißfeste formbeständige Stahl JIS SKDU. der in der Tabelle I unter Nr. 3 aufgeführt ist, wurde in Öl von IO25°C abgeschreckt und dann in Luft bei 175^JC angelassen, wobei sich eine Anlaßhärte von 61,3 HRc ergab.

Diese beiden Werkzeugstähle wurden dem Amsler-Abriebstest unterworfen. Dabei wurden Änderungen des Abriebverlustes in mg. mit zunehmender Drehlaufstrecke in km gemessen. Die Untersuchungsergebnisse sind in den beiden Kurven der F i g. 5 wiedergegeben.

Fig. 5 zeigt, daß die Verschleißfestigkeit des der Lehre der Erfindung entsprechenden Werkzeugstahls Nr. 5 höher als die Verschleißfestigkeit des als Hc-chleistungswerkzeugstahl für plastische Kaltverformung bekannten Stahls Nr. 3 ist.

Die im Werkzeugstahl Nr. 5 verbleibende Menge an Karbiden ist kleiner als in dem zum Vergleich geprüften Werkzeugstahl Nr. 3. Dennoch ist der erfindungsgemäß zu verwendende Werkzeugstahl dem bekannten Kaltverformungsgesenkstahl bezüglich der Verschleißfestigkeit überlegen. Dies dürfte darauf zurückzuführen sein, daß durch die Einhaltung des quantitativ genau ausgeglichenen Verhältnisses zwischen den karbtdbildenden Elementen und dem Kohlenstoff hartes und dauerhaftes Vanadiumkarbid gleichmäßig in dem Stahl verteilt ist. daß die Oberfläche des erfindungsgemäß zu verwendenden Werkzeugstahl; ihre hohe Härte selbst bei Einwirkung der entwickelter Reibungswärme behält und daß dieser Werkzeugstahl wie das nachstehend noch erläutert wird, selbst be erhöhten Temperaturen noch eine hohe Härte auf weist.

Bei experimentellen Untersuchungen wurde ge funden. daß die Härte der erfindungsgemäß zu verwen denden Werkzeugstähle bei erhöhten Temperature besser ist als die anderer bekannter Werkzeugstahl für Warmverformung. F i g. 6 gibt die Härte de erfindungsgemäß zu verwendenden Werkzeugstahl¹ und die Härten der bekannten Werkzeugstähle AIS H19 und JIS SKD 61 wieder. Die Zusammensetzunge dieser Stähle sind in der Tabelle I aufgeführt. D< erfindungsgemäß zu verwendende Werkzeugstahl wurc von 1100⁰C in Öl abgeschreckt und dann bei 600°

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ίο

in Luft angelassen. Der bekannte Werkzeugstahl AlSI H 19 wurde von 1180⁰C in Öl abgeschreckt und dann bei 57O°C in Luft angelassen. Der bekannte Werkzeugstahl JlS SKD61 wurde von 1075⁰C in öl Danach wurden die Proben in einem Temperaturbereich von Raumtemperatur bis 600° C erhitzt. Aus F i g. 6 ist ersichtlich, daß der erfindungsgemäß zu verwendende Werkzeugstahl seine hohe Härte

abgeschreckt und dann bei 625° C in Luft angelassen. 5 auch bei erhöhten Temperaturen behält.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

ι 2 Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, Patentansprüche: einen Hochleistungswerkzeugstahl zu finden, der sowohl hohe Anlaßhärte als auch hohe mechanische

1. Verwendung eines Stahles mit 0,7 bis 0,9% Festigkeit aufweist und in diesen Eigenschaften bzw. Kohlenstoff, 1,5 bis 2,5% Silizium, 0,1 bis 0,5% 5 deren Kombination bisher bei der plastischen KaJt-Mangan, 2,0 bis 3,0% Vanadin, 3,5 bis 4,5% verformung verwendeten Werkzeugstählen überlegen Chrom, 1,5 bis 2,5% Molybdän, Rest Eisen und ist. Als zur Lösung dieser Aufgabe geeigneter Stahl herstellungsbedingte Verunreinigungen, bei dem wird dabei ein Werkzeugstahl angesehen, der nicht die Bedingung nur selbst nach einer Erhitzung auf Temperaturen -0,15 < (0,2 bis 0,25) ·(% V)+ (0,045 bis 0,055)· ^{10 von m bis 600}°^{C eine} Anlaßhärte von mehr als C/ Crt" + ίΟ 03 hk 0 04Ϊ · C" Μηϊ - C' Γϊ < 55 HR_C behält, sondern auch eine mechanische + 015 '" Festigkeit von mindestens 450 kp/mm² aufweist. Es

wurde gefunden, daß Hochleistungswerkzeugstähle der

erfüllt ist, als Hochleistungswerkzeugstahl bei eingangs bezeichneten Art, die hinsichtlich ihrer

plastischer Kaltverformung. 15 Zusammensetzung aus der USA.-Patentschrift 3163 525

2. Verwendung eines Stahles nach Anspruch 1, als Werkzeugstähle für die Warmverformung bekannt der zusätzlich weniger als 0,01 % Bor enthält. sind, überraschenderweise die zur Lösung dieser für den Zweck nach Anspruch 1. Aufgabe erforderlichen Eigenschaften aufweisen.

3. Verwendung eines Stahles nach Anspruch 1 Diese Erkenntnis beruht auf experimentellen Unteroder 2. der zusätzlich weniger als 2% Ti, Zr, Nh, 20 suchungen, die zeigten, daß die mechanische Festigkeit Ta, Ca. einzeln oder zu mehreren, enthält, für den von Werkzeugstähien bei einer bestimmten Anlaßhärte Zweck nach Anspruch 1. ein Maximum durchläuft, d. h. unter Umständen

4. Verwendung eines Stahles nach einem der geringer wird, wenn die Anlaßhärte einen bestimmten Ansprüche 1 bis 3, der zusätzlich weniger als Wert über- oder unterschreitet, so daß bei der für 0,03% Schwefel. Selen oder Calcium enthält, für 25 Hochleistungswerkzeugstahl bei plastischer Kaltverden Zweck nach Anspruch 1. formung (Kaltveriormungswerkzeugstahl) in der Praxis

5. Verwendung eines Stahles nach einem der erforderlichen optimalen Anlaßhärte die mechanische Ansprüche 1 bis 4. der zusätzlich 0,001 bis 0.1% Festigkeit wieder abfällt, was zu einer Verringerung Stickstoff e.-.Jiält, für den Zweck nach Anspruch 1. der Haltbarkeii führt.

6. Verwendung eines Stahles nach einem der 30 Diese experimentellen Untersuchungen haben soini: Ansprüche 1 bis 5, bei den ein Teil oder die gezeigt, daß die mechanische Festigkeit des Werkzeug-Gesamtmenge des Mo'.ybdärs durch die doppelte Stahls von einer Komponente, die mit Zunahme der Menge an Wolfram ersetzt ist und in der Bedingung Anlaßhärte anwächst, und einer Komponente, die gemäß Anspruch 1 der Ausdruck (0,03 bis 0.04) ■ mit Zunahme der Anlaßhärte abnimmt, bestimm:. (°/o Mo) durch (0,015 bis 0.02) · (°/₀ W) ersetzt ist. 35 wird, und daß unterschiedliche Typen von Werkzeugfür den Zweck nach Anspruch 1. stählen sich in ihrer maximalen mechanischen Festigkeit und maximalen Anlaßhärte unterscheiden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung

sowie damit zusammenhängende Gesichtspunkte gehen

40 aus den nachstehenden Erläuterungen in Verbindung mit den Zeichnungen hervor.

Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Stahles F i g. 1 zeigt an Hand eines Diagramms Kurven

mit 0.7 bis 0.9% Kohlenstoff. 1,5 bis 2,5% Silizium, zur Erläuterung der Beziehungen zwischen der Anlaß-

©,1 bis 0.5% Mangan. 2.0 bis 3,0% Vanadin, 3,5 bis härte und der statischen Biegebruchfestigkeit bei

4,5% Chrom, 1,5 bis 2,5% Molybdän, Rest Eisen und 45 einem bekannten verschleißfesten formbeständigen

herstellungsbedingte Verunreinigungen bei dem die Stahl der japanischen Normbezeichnung JIS SKD 11.

Bedingung wie er bisher als Gesenkstahl für die plastische KaIt-

-0,15 < (0,2 bis 0,25) ■ (°/₀ V) + (0,045 bis 0,055) ■ verformung verwendet worden ist

r% Cr) + (0,03 bis 0,04) · («/„ Mo) - (°/₀ C) < + 0,15 ,^F ' 8; \™& ^K"^rY^en- ^die ?^ie Beziehung zwischen

50 der Anlaßhärte und der statischen Biegebruchfestigkeit

erfüllt ist, als Hochleistungswerkzeugstahl bei pla- bei einem erfindungsgemäß zu verwendenden Werk-

stischer Kaltverformung, insbesondere für Preßdorne, zeugstahl im Vergleich zu den Werten bekannter

Kaltschmiedegesenke, Prägestanzen, Preßwerkzeuge, Werkzeugstähle aus Legierungsstählen mit mittlerem

Ziehwerkzeuge, Stanzmatrizen, Extiudterwerkzeuge, Kohlenstoffgehalt wiedergeben (Kurven 1 und 2

Gewindewalzwerkzeuge usw. 55 bekannter Werkzeugstahl für plastische Warmver

Die plastische Kaltverformung von Metallen hat in formung: Kurve 3: Kaltverformungsgesenkstah¹

jüngerer Zeit eine beträchtliche Entwicklung erfahren. Kurve 4: Schnellstahl: Kurve 5: erfindungsgemäß zi

Bei der plastischen Kaltverformung verwendete Werk- verwendender Werkzeugstahl),

zeugstähle müssen sowohl hohe mechanische Festig- F i g. 3 zeigt Kurven zur Erläuterung der Beziehun

keit als auch große Härte aufweisen und zudem eine 60 gen zwischen Änderungen der Zusammensetzung voi

Verschleißfestigkeit besitzen, die ausreicht, um den Werkzeugstählen und der Anlaßhärte,

schweren Belastungen standzuhalten, denen derartige F i g. 4 zeigt Kurven, die die Beziehung zwischei

Werkzeugstähle ausgesetzt werden. Änderungen der Zusammensetzung des Werkzeug

Dies bedeutet, daß die mechanischen Festigkeits- Stahls und der Biegefestigkeit erläutern,

eigenschaften von Werkzeugstählen unterschiedlicher 65 F i g. 5 zeigt die Ergebnisse von Untersuchunge

Zusammensetzung nur unter der Voraussetzung mit- nach dem Amsler-Abriebstest bei einem bekannte

einander verglichen werden können, daß sie jeweils die verschleißfesten formbeständigen Stahl und einem de

erforderliche hohe Härte aufweisen. Lehre der Erfindung entsprechenden Werkzeugstal·