Die Bedeutung einer effektiven Wärmebehandlung für Stempel, Matrizen, Klingen und Werkzeugstähle

Werkzeugstähle sind gehärtete Legierungen. Sie werden zu scharfkantigen Schneid- und Formprofilen geformt. Um jedoch diese starren geometrischen Umrisse beizubehalten, benötigen Werkzeuglegierungen eine Wärmebehandlung. Durch die Nachbearbeitung gewinnen die supergehärteten Metalle zusätzlich an mechanischer Festigkeit und Materialbeständigkeit. Sie werden weder abrasivem Verschleiß unterliegen, noch werden sie Metallermüdung erfahren, wenn sie gezwungen sind, rund um die Uhr an einer Hochleistungs-Produktionslinie zu arbeiten.

Über die Rolle des Advokaten des Teufels

Ohne die Wärmebehandlungsphase geht eine Charge scharfer Werkzeugklingen auf den Markt. Die Werkzeuge sind sehr scharf, und sie funktionieren wie vorgesehen und schneiden die saubersten Kanten. Zumindest passiert das anfangs. Nach einer unbestimmten Zeit werden die Klingen stumpf. Sie schneiden nicht mehr sauber. Ausgefranste Kanten rutschen unsauber vom Förderband. An anderer Stelle brechen Stempel, Matrizen verziehen sich und schlaglastige Werkzeuge zersplittern. Der Ruf von Werkzeugstahl wird beschmutzt.

Kontraintuitive Härteprobleme

Darauf muss sich die Industrie freuen, wenn Stahlwerkzeuge nicht nachbearbeitet werden. Die Werkzeuge werden zunächst wie vorgesehen funktionieren, aber die Auswirkungen von Ermüdung und Verschleiß machen die Ausrüstung unbrauchbar. Die fast diamantharte Spitze eines Stempels wird ebenso stumpf wie die Schneide eines ehemals messerscharfen Schneidwerkzeugs. Matrizen brechen, wenn sie zum Formen von Metallteilen verwendet werden, selbst wenn das betreffende Metall weich ist. Und alle Ausfälle treten auf, weil kein wirksames Wärmebehandlungsprogramm eingebaut wurde. Denken Sie an die Vorstellung, dass diese Legierungen bereits superhart sind. Aber Härte ist nicht immer gleich Haltbarkeit. Tatsächlich können übermäßig harte Werkzeuge spröde sein. Aufgrund dieses unerwünschten Sprödigkeitsfaktors zerbrechen sie, wenn sie in Betrieb genommen werden.

Den Härte-Sweetspot treffen

Werkzeughärte ist also nicht unbedingt ein gutes Merkmal, nicht wenn der gehärtete Werkzeugstahl spröde ist. Wir wärmebehandeln das Teil, glühen und normalisieren die Werkzeugkomponenten. Mechanisch hart und profilhart, führt die nächste Stufe das Werkzeug durch einen wesentlichen Anlassvorgang. Hier werden Arbeitsstress und Prozessversprödung eliminiert. Die Werkzeuge werden erhitzt und abgeschreckt, angelassen und erneut erhitzt, alles so, dass der Stahl seinen wesentlichen Härtequotienten gegen eine dringend benötigte Dauerfestigkeitseigenschaft ausgleicht.

Um der Sache noch mehr Substanz zu verleihen, stellen Sie sich vor, der Werkzeugstahl kommt als geglühtes Produkt zur Bearbeitung. Kalt- und Warmverformungsspannungen sind weg, der Werkzeugstahl wird nach der Brinnell-Härteskala bewertet und ist bereit für die Weiterverarbeitung. Eine effektive Wärmebehandlungsstrategie wandelt die homogenisierte mikrokristalline Struktur des Stahls um. Es verleiht den Werkzeugen mechanische Haltbarkeit, Ermüdungsfestigkeit und ein neu verfeinertes Maß an gleichmäßiger Produkthärte.