Werkzeugstahl erklärt: Eigenschaften & Anwendungen in Bau & Fertigung

Stahl wird breit in Anwendungen eingesetzt, die Rahmenverstärkung und Tragstruktur erfordern. Straßen, Gebäude, Brücken, Flughäfen und andere Infrastrukturen nutzen Stahl wegen zuverlässiger Festigkeit und Bruchfestigkeit. Neben Bauwesen wird Stahl maximal in Fertigung von Geräten, Ausrüstungen und Werkzeugen für den täglichen Bedarf eingesetzt.

Ein spezieller Stahltyp für Werkzeugfertigung ist Werkzeugstahl. Werkzeugstähle sind Kohlenstoff- und Legierungsstähle, beliebt für Härte, Abriebfestigkeit und Verformungswiderstand. Sie halten extremen Temperaturen und hohen Lasten stand.

Eigenschaften von Werkzeugstahl

Werkzeugstähle sind Kohlenstoff- und Legierungsstähle für Fertigung von Werkzeugen wie Schneidern, Reibahlen, Bohrern u. a. Ihre Beständigkeit gegen Abrieb, Verformung, extreme Temperaturen kommt durch karbidbildende Elemente: Chrom, Molybdän, Wolfram, Vanadium. Kobalt oder Nickel verbessern die Eigenschaften weiter.

Die Hochtemperaturbeständigkeit ermöglicht Formgebung in vielfältige Werkzeuge. Sie können in weichem oder geglühtem Zustand vorliegen, was Umwandlung in verschiedene Produkttypen erlaubt. Bei der Herstellung werden sie in Öfen geschmolzen und anschließend zu Werkzeugen und Komponenten verarbeitet. Nach Fertigung und Umwandlung zum Werkzeug können sie weitere Wärmebehandlung durchlaufen.

Typen und Anwendungen

Werkzeugstähle lassen sich in drei Grundkategorien gliedern: Kaltarbeits-, Warmarbeits- und Schnellarbeitsstähle. Folgend die populärsten Güten im industriellen Einsatz:

• Luftgehärtet: Teil der Kaltarbeitsstähle. Hoher Chromgehalt → geringer Verzug bei Wärmebehandlung. Gute Zerspanbarkeit, ausgewogene Verschleißfestigkeit und Haltbarkeit. Anwendungen: Ausstanzen, Biegeumformen, Prägen, Lehren, Messer, Laminieren.
• Wassergehärtet: Spröder als andere Werkzeugstähle. Hohe Härte, aber ungeeignet für Hochtemperaturanwendungen. Verzug und Risse möglich durch Wasserhärtung. Nutzung: Schneidwerkzeuge, Messer, Reibahlen, Besteck.
• D-Typ: Auch Kaltarbeitsstahl. Hoher Kohlenstoff- und Chromgehalt → große Abriebfestigkeit und Lufthärtungseigenschaften. Anwendungen: Burnishing-Werkzeuge, Prägen, Kaltumformen, Schmiedematrizen, Rändelwerkzeuge, Messer, Rotationsschneider u. v. m.
• Warmarbeits: Primäre Klassifikation. Schneidfähigkeit bei hohen Temperaturen. Zusatzlegierungen ermöglichen Anwendungen mit erhöhten Temperaturen. Anwendungen: Gussmatrizen, Warm Schmieden, Warm-Scherbmesser, Warm-Prägen, Warm-Abstochen.
• Schlagzäh: Widersteht Schlagbelastung bei jeder Temperatur. Zugfestigkeit durch niedrigen Kohlenstoffgehalt. Widersteht Impact, nicht Abrieb. Anwendungen: Schlagwerkzeuge, Kalt-/Warm-Greifer, Kalt-/Warm-Prägen, Hackmesser.

Werkzeugstähle finden durch Abrieb- und Schlagfestigkeit, Härte, Extremtemperatur- und Druckbeständigkeit vielfältige Anwendungen. Sie ermöglichen Fertigung diverser Werkzeuge für zahlreiche Branchen.