Werkzeugstahlwird zur Herstellung von Schneidwerkzeugen, Lehren, Formen und verschleißfesten Werkzeugen verwendet. Allgemeiner Werkzeugstahl weist eine hohe Härte auf und kann bei hohen Temperaturen eine hohe Härte, Warmhärte, hohe Verschleißfestigkeit und entsprechende Zähigkeit beibehalten. Zu den besonderen Anforderungen zählen außerdem geringe Verformungen durch Wärmebehandlung, Korrosionsbeständigkeit und gute Bearbeitbarkeit. Werkzeugstahl wird je nach chemischer Zusammensetzung in drei Kategorien unterteilt: Kohlenstoff-Werkzeugstahl, legierter Werkzeugstahl und Schnellarbeitsstahl (im Wesentlichen hochlegierter Werkzeugstahl); je nach Verwendungszweck kann er in drei Kategorien unterteilt werden: SchneidenWerkzeugstahl, Formstahl und Lehrenstahl.
Kohlenstoff-Werkzeugstahl:
Der Kohlenstoffgehalt von Kohlenstoff-Werkzeugstahl ist relativ hoch und liegt zwischen 0,65 und 1,35 %. Nach der Wärmebehandlung kann die Oberfläche von Kohlenstoff-Werkzeugstahl eine höhere Härte und Zähigkeit erreichen, und der Kern lässt sich besser verarbeiten. Die Glühhärte ist gering (nicht mehr als HB207), die Verarbeitungseigenschaften sind gut, aber die Warmhärte ist gering. Wenn die Arbeitstemperatur 250 °C erreicht, sinken Härte und Verschleißfestigkeit des Stahls stark und die Härte fällt unter HRC60. Kohlenstoff-Werkzeugstahl hat eine geringe Härtbarkeit, und größere Werkzeuge (der Durchmesser der Härtung in Wasser beträgt 15 mm) können nicht gehärtet werden. Die Härte der oberflächengehärteten Schicht und des Mittelteils unterscheidet sich beim Abschrecken in Wasser stark, sodass es beim Abschrecken leicht zu Verformungen oder Rissbildung kommt. Darüber hinaus ist der Abschrecktemperaturbereich eng, und die Temperatur sollte während des Abschreckens streng kontrolliert werden. Überhitzung, Entkohlung und Verformung sind zu vermeiden. Kohlenstoffstahl wird mit dem Präfix „T“ versehen, um Verwechslungen mit anderen Stählen zu vermeiden: Die Zahl in der Stahlnummer gibt den Kohlenstoffgehalt an, ausgedrückt in Tausendsteln des durchschnittlichen Kohlenstoffgehalts. Beispielsweise gibt T8 einen durchschnittlichen Kohlenstoffgehalt von 0,8 % an; bei Stählen mit höherem Mangangehalt wird am Ende der Stahlnummer „Mn‘“ angegeben, z. B. „T8Mn‘“. Der Phosphor- und Schwefelgehalt von hochwertigem Kohlenstoffstahl ist niedriger als der von allgemeinem hochwertigem Kohlenstoffstahl, und zur Unterscheidung wird der Buchstabe A nach der Stahlnummer hinzugefügt.
Legierter Werkzeugstahl
Bezieht sich auf Stahl, dem einige Legierungselemente hinzugefügt wurden, um die Leistung des Werkzeugstahls zu verbessern. Häufig verwendete Legierungselemente sind Wolfram (W), Molybdän (Mo), Chrom (Cr), Vanadium (V), Titan (Ti) usw. Der Gesamtgehalt an Legierungselementen überschreitet im Allgemeinen nicht 5 %. Legierter Werkzeugstahl hat eine höhere Härtbarkeit, Verschleißfestigkeit und Zähigkeit als Kohlenstoff-Werkzeugstahl. Je nach Verwendungszweck kann er grob in drei Kategorien unterteilt werden: Schneidwerkzeuge, Formen und Messwerkzeuge. Die Produktion von Formenstahl macht etwa 80 % des legierten Werkzeugstahls aus. Darunter wird Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt (wC größer als 0,80 %) hauptsächlich zur Herstellung von Schneidwerkzeugen, Messwerkzeugen und Kaltbearbeitungsformen verwendet. Die Härte dieses Stahltyps liegt nach dem Abschrecken über HRC60 und weist eine ausreichende Verschleißfestigkeit auf; Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt (wt0,35 %–0,70 %) wird hauptsächlich zur Herstellung von Warmbearbeitungsformen verwendet. Die Härte dieser Stahlsorte ist nach dem Abschrecken mit HRC50~55 etwas geringer, die Zähigkeit ist jedoch gut.
Schnellarbeitsstahl
Ist ein hochlegierter Werkzeugstahl, im Allgemeinen Schnellarbeitsstahl. Der Kohlenstoffgehalt liegt üblicherweise zwischen 0,70 und 1,65 %, und die Legierungselemente C, Mn, Si, Cr, V, W, Mo und Co sind relativ hoch und erreichen insgesamt bis zu 10–25 %. Aus diesem Stahl können Hochgeschwindigkeits-Drehschneidwerkzeuge mit hoher Warmhärte, guter Verschleißfestigkeit und hoher Festigkeit hergestellt werden. Der Anteil an Cr, V, W und Mo ist relativ hoch. Selbst bei Schnitttemperaturen von bis zu 600 °C nimmt die Härte nicht signifikant ab. Schnellarbeitsstahl wird üblicherweise in einem Elektroofen hergestellt. Zur Herstellung wird das pulvermetallurgische Verfahren verwendet, wodurch die Carbide in extrem feinen Partikeln gleichmäßig auf der Matrix verteilt werden, was die Lebensdauer erhöhen kann. Schnellarbeitsstahlwerkzeuge machen etwa 75 % der gesamten inländischen Werkzeugproduktion aus.
Veröffentlichungszeit: 16. Mai 2025