Stempel- & Matrizenperformance optimieren mit Premium-Werkzeugstahlgüten

Es gibt etwas an Werkzeugstahlgüten, besonders wenn sie in Stempeln und Matrizen verwendet werden. Die Metalle fühlen sich unglaublich dicht an. Zurück im Walzwerk wurde eine geeignete Stahllegierung ausgewählt. Es ist ein grobkörniges Material mit einer anpassungsbereiten mikrokristallinen Struktur. Jenseits des Fertigungsprozesses wird der Werkzeugstahl wärmebehandelt und angelassen, bis er für seine schweren Stoßaufgaben bereit ist.

Werkzeugstahl verformt sich nicht

Mit logischem Denken muss der Stahl, der zur Herstellung eines Werkzeugs verwendet wird, härter und verformungsresistenter sein als das Werkstück, auf das er schließlich angewendet wird. Mehr noch, die Stempel- oder Matrizenkomponenten müssen Hunderte, vielleicht sogar Tausende von stoßbelasteten Operationen überstehen. Sie dürfen nicht reißen, sich nicht verformen und keine Anzeichen von Ausbrüchen zeigen. Den Auswirkungen von Verschleiß und Abnutzung entgegenwirkend – und diese Auswirkungen sind in diesem Anwendungsbereich außerordentlich schwer – behält der vielseitige Werkzeugstahl eine unkompromittierte Arbeitskante bei.

Werkzeugstahlqualitäten

Werkzeugmaterialien müssen langlebig und ermüdungsfest sein. Ein kaltverfestigter, luftgehärteter Werkzeugstahl zieht sein Gewicht, aber auch eine verschleißfeste Stahllegierung. Die kaltverfestigte Eigenschaft arbeitet mit der Härtbarkeitsratio zusammen, um Chip-Unermüdlichkeit zu gewährleisten. Dann ist es das Verschleißwiderstandsattribut, das verhindert, dass ein scharfkantiger Stempel oder eine Matrize seine gut definierten Kanten verliert. Da die Walzerei ein geeignetes grobkörniges Stahllegierung bereitgestellt hat, gehen wir zur Wärmebehandlungsanlage, um zu sehen, wie der Härtbarkeitsprozess sich entwickelt.

Die Werkzeugstahl-Gradetabelle

Exotische Werkzeuglegierungen haben technische Bezeichnungen wie Cryodur und Thermodur. Sie werden in der ersten Spalte von Stempel- und Matrizengradetabellen platziert, die den folgenden Eigenschaften jedes Werkzeuglegierung zuordnen:

• Härteratio
• Zähigkeit
• Schockwiderstandsfestigkeit
• Hoher Karbidwert

Die Bezeichnungen setzen sich fort, mit technischen Tags wie D-2, 0-1 und A-2, die die Gradetabelle dominieren.

Legierungszusätze einarbeiten

Wolfram oder Vanadium, Chrom oder Molybdän – die Legierungselemente besetzen den besten Platz im Stahlkorn. Das wärmebehandelte Metall durchläuft einen Phasenwechsel, einen transformativen Prozess, der das austenitische Metall in gehärtetes Martensit umwandelt. Noch immer ein stark eisenhaltiges Metall, repräsentieren die beiden Phasen unterschiedliche granulare Konfigurationen. Jetzt diffundiert der Kohlenstoffgehalt, bis die thermische Energie gehärtete Karbide produziert. Von hier aus gibt es noch die Abschreckoperation zu durchlaufen. Kalte Wassermedien werden hier oft ersetzt, vielleicht durch Öl oder eine Salzwasserlösung.

Das Walzwerk sendet Stahlblöcke zur Wärmebehandlungsfabrik, der Kohlenstoff diffundiert, während die Karbide sich bilden, und die Abschreckstufe verriegelt diese werkzeugzentrischen Merkmale. Doch die Arbeit ist noch nicht getan, nicht bevor die Anlassstufe vorbei ist. Der Werkzeugstahl ist spröde. Die ultra-harte Legierung muss angelassen werden, mit dringend benötigter Zähigkeit injiziert.