WerkzeugstahlWerkzeugstahl wird zur Herstellung von Schneidwerkzeugen, Lehren, Formen und verschleißfesten Werkzeugen verwendet. Er zeichnet sich durch hohe Härte aus und behält diese auch bei hohen Temperaturen bei, einschließlich Warmhärte, Verschleißfestigkeit und Zähigkeit. Zu den besonderen Anforderungen gehören geringe Verformung nach der Wärmebehandlung, Korrosionsbeständigkeit und gute Bearbeitbarkeit. Je nach chemischer Zusammensetzung wird Werkzeugstahl in drei Kategorien unterteilt: Kohlenstoffstahl, legierter Werkzeugstahl und Schnellarbeitsstahl (im Wesentlichen hochlegierter Werkzeugstahl). Nach Verwendungszweck lässt er sich in drei Kategorien einteilen: Schneidstahl.Werkzeugstahl, Formstahl und Messstahl.
Kohlenstoffwerkzeugstahl:
Der Kohlenstoffgehalt von Werkzeugstahl ist mit 0,65–1,35 % relativ hoch. Nach der Wärmebehandlung weist die Oberfläche eine höhere Härte und Zähigkeit auf, der Kern ist besser bearbeitbar. Die Glühhärte ist gering (maximal HB207), die Bearbeitbarkeit gut, die Warmhärte jedoch schlecht. Bei einer Arbeitstemperatur von 250 °C sinken Härte und Verschleißfestigkeit des Stahls rapide, die Härte fällt unter HRC60. Werkzeugstahl ist schlecht härtbar, größere Werkzeuge lassen sich nicht härten (der Härtedurchmesser in Wasser beträgt 15 mm). Die Härte der gehärteten Oberfläche und des Kerns unterscheidet sich beim Abschrecken in Wasser stark, wodurch es leicht zu Verformungen oder Rissbildung kommen kann. Zudem ist der Abschrecktemperaturbereich eng, und die Temperatur muss beim Abschrecken streng kontrolliert werden, um Überhitzung, Entkohlung und Verformung zu vermeiden. Werkzeugstahl aus Kohlenstoffstahl trägt das Präfix „T“, um Verwechslungen mit anderen Stahlsorten zu vermeiden. Die Zahl in der Stahlbezeichnung gibt den Kohlenstoffgehalt in Tausendstel des durchschnittlichen Kohlenstoffgehalts an. Beispielsweise steht T8 für einen durchschnittlichen Kohlenstoffgehalt von 0,8 %. Bei höherem Mangangehalt wird „Mn'“ an die Stahlbezeichnung angehängt, z. B. „T8Mn'“. Hochwertiger Werkzeugstahl aus Kohlenstoffstahl weist einen geringeren Phosphor- und Schwefelgehalt auf als herkömmlicher hochwertiger Werkzeugstahl aus Kohlenstoffstahl. Zur Kennzeichnung wird der Buchstabe „A“ an die Stahlbezeichnung angehängt.
Legierter Werkzeugstahl
Legierter Werkzeugstahl bezeichnet Stahl, dem Legierungselemente zugesetzt werden, um seine Eigenschaften zu verbessern. Häufig verwendete Legierungselemente sind Wolfram (W), Molybdän (Mo), Chrom (Cr), Vanadium (V), Titan (Ti) usw. Der Gesamtgehalt an Legierungselementen beträgt in der Regel maximal 5 %. Legierter Werkzeugstahl weist eine höhere Härtbarkeit, Verschleißfestigkeit und Zähigkeit als kohlenstoffhaltiger Werkzeugstahl auf. Je nach Verwendungszweck lässt er sich grob in drei Kategorien einteilen: Schneidwerkzeuge, Formen und Messwerkzeuge. Etwa 80 % der Produktion von legiertem Werkzeugstahl entfallen auf Formenstahl. Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt (wC > 0,80 %) wird hauptsächlich zur Herstellung von Schneidwerkzeugen, Messwerkzeugen und Kaltumformwerkzeugen verwendet. Die Härte dieses Stahls nach dem Abschrecken liegt über HRC 60 und er bietet eine ausreichende Verschleißfestigkeit. Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt (wC 0,35–0,70 %) wird hauptsächlich zur Herstellung von Warmumformwerkzeugen eingesetzt. Die Härte dieses Stahls nach dem Abschrecken ist mit HRC50~55 etwas geringer, die Zähigkeit ist jedoch gut.
Schnellarbeitsstahl
Schnellarbeitsstahl ist ein hochlegierter Werkzeugstahl, im Allgemeinen auch als Hochleistungsschnellstahl bekannt. Der Kohlenstoffgehalt liegt üblicherweise zwischen 0,70 und 1,65 %, und der Anteil an Legierungselementen ist mit bis zu 10–25 % relativ hoch. Zu diesen Elementen zählen C, Mn, Si, Cr, V, W, Mo und Co. Schnellarbeitsstahl eignet sich zur Herstellung von rotierenden Hochgeschwindigkeitswerkzeugen und zeichnet sich durch hohe Warmhärte, gute Verschleißfestigkeit und hohe Festigkeit aus. Der Anteil an Cr, V, W und Mo ist relativ hoch. Selbst bei Schnitttemperaturen von bis zu 600 °C nimmt die Härte nicht wesentlich ab. Die Herstellung erfolgt üblicherweise im Elektroofen mittels Pulvermetallurgie. Dadurch verteilen sich die Karbide gleichmäßig in Form extrem feiner Partikel auf der Matrix, was die Standzeit erhöht. Werkzeuge aus Hochleistungsschnellstahl machen etwa 75 % der gesamten inländischen Werkzeugproduktion aus.
Veröffentlichungsdatum: 16. Mai 2025