Was ist pulvermetallurgischer Schnellarbeitsstahl und was sind die Unterschiede zu gewöhnlichem Schnellarbeitsstahl?
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Autor : Xiangrong Yuan
Updatezeit : 2017-08-11 09:51:00
Abbildung 1 zeigt den Unterschied in der Mikrostruktur von pulvermetallurgischem Schnellarbeitsstahl und herkömmlichem Schnellarbeitsstahl unter dem Mikroskop. Offensichtlich weist der herkömmliche Schnellarbeitsstahl viele grobe Blöcke auf, und seine Schlagzähigkeit muss gering sein.
Im Vergleich zu Wolframkarbid ist seine normale Lebensdauer in einer perfekten Arbeitsumgebung nicht besser. Aber seine Schlagzähigkeit ist weitaus besser als die von Wolframkarbid, daher könnte die tatsächliche Lebensdauer im Einsatz besser sein als die von Wolframkarbid. Wolframkarbid ist sehr spröde und funktioniert nicht mehr, sobald es Risse bildet. Darüber hinaus besitzt pulvermetallurgischer Schnellarbeitsstahl eine sehr gute Bearbeitbarkeit. Er kann wie normaler Stahl verarbeitet werden, z. B. durch Wärmebehandlung und mechanische Bearbeitung wie Drehen, Hobeln, Fräsen und Schleifen, was bei Wolframkarbid nicht möglich ist. Dies spart erheblich Kosten bei der Herstellung von Werkzeugen.
Um diesen Nachteil des herkömmlichen Schnellarbeitsstahls zu verbessern, wird weltweit Pulvermetallurgie eingesetzt. Der Schnellarbeitsstahl im geschmolzenen Zustand wird mit Druckluft in kleine Partikel zerstäubt, ähnlich wie Milchpulver, und dann in eine bestimmte Form gebracht. Im Werkzeug werden die Schnellarbeitsstahlpartikel unter hohem Druck zu Zylindern oder Platten gepresst, aus denen dann verschiedene Ersatzteile hergestellt werden. Diese Art von Schnellarbeitsstahl wird als pulvermetallurgischer Schnellarbeitsstahl bezeichnet.
Nach dem Schmelzen wird der Schnellarbeitsstahl in die Kokille gegossen. Obwohl die Kokille vorgewärmt wurde, beträgt die maximale Temperatur etwa 300 °C. Wenn der geschmolzene Schnellarbeitsstahl bei einer hohen Temperatur von 1500 °C in die Kokille gegossen wird, erstarrt der Stahl an den Innenwänden der Kokille schnell, während der Stahl in der Mitte der Kokille aufgrund der umgebenden Schicht aus Schnellarbeitsstahl noch eine gewisse Temperatur behält. Daher kann er nur langsam abkühlen. Seine Härte und Gefügestruktur unterscheiden sich von der des umgebenden Schnellarbeitsstahls. Obwohl Schmieden und Wärmebehandlung die Situation später verbessern, bleibt das Problem bestehen. Es ist schwierig, eine homogene Struktur zu erreichen. Dies ist das Problem des herkömmlichen Schnellarbeitsstahls.
Heißer Schnellarbeitsstahl härtet schnell an der Luft aus, was zeigt, dass sein Abschreckprozess extrem schnell ist. Daher werden höhere Anforderungen an das Schmelzen und die Wärmebehandlung von Schnellarbeitsstahl gestellt. Wenn der Prozess zu langsam verläuft, wird seine Leistungsfähigkeit beeinträchtigt.
Schnellarbeitsstahl enthält einen hohen Wolframanteil und ist in der Bearbeitungsindustrie für seine gute Schnittleistung bekannt. Aufgrund seines unterschiedlichen Wolframgehalts wird Schnellarbeitsstahl auf dem Markt grob in zwei Typen unterteilt: einer ist 18/4/2, ähnlich wie T1, mit der chemischen Zusammensetzung W18Cr4Mo2. Der andere ist 6/5/4/2, äquivalent zu M2, mit der chemischen Zusammensetzung W6Cr5Mo4V2. Derzeit ersetzt der zweite Typ allmählich den ersten.
Im Vergleich zu Wolframkarbid ist seine normale Lebensdauer in einer perfekten Arbeitsumgebung nicht besser. Aber seine Schlagzähigkeit ist weitaus besser als die von Wolframkarbid, daher könnte die tatsächliche Lebensdauer im Einsatz besser sein als die von Wolframkarbid. Wolframkarbid ist sehr spröde und funktioniert nicht mehr, sobald es Risse bildet. Darüber hinaus besitzt pulvermetallurgischer Schnellarbeitsstahl eine sehr gute Bearbeitbarkeit. Er kann wie normaler Stahl verarbeitet werden, z. B. durch Wärmebehandlung und mechanische Bearbeitung wie Drehen, Hobeln, Fräsen und Schleifen, was bei Wolframkarbid nicht möglich ist. Dies spart erheblich Kosten bei der Herstellung von Werkzeugen.
Um diesen Nachteil des herkömmlichen Schnellarbeitsstahls zu verbessern, wird weltweit Pulvermetallurgie eingesetzt. Der Schnellarbeitsstahl im geschmolzenen Zustand wird mit Druckluft in kleine Partikel zerstäubt, ähnlich wie Milchpulver, und dann in eine bestimmte Form gebracht. Im Werkzeug werden die Schnellarbeitsstahlpartikel unter hohem Druck zu Zylindern oder Platten gepresst, aus denen dann verschiedene Ersatzteile hergestellt werden. Diese Art von Schnellarbeitsstahl wird als pulvermetallurgischer Schnellarbeitsstahl bezeichnet.
Nach dem Schmelzen wird der Schnellarbeitsstahl in die Kokille gegossen. Obwohl die Kokille vorgewärmt wurde, beträgt die maximale Temperatur etwa 300 °C. Wenn der geschmolzene Schnellarbeitsstahl bei einer hohen Temperatur von 1500 °C in die Kokille gegossen wird, erstarrt der Stahl an den Innenwänden der Kokille schnell, während der Stahl in der Mitte der Kokille aufgrund der umgebenden Schicht aus Schnellarbeitsstahl noch eine gewisse Temperatur behält. Daher kann er nur langsam abkühlen. Seine Härte und Gefügestruktur unterscheiden sich von der des umgebenden Schnellarbeitsstahls. Obwohl Schmieden und Wärmebehandlung die Situation später verbessern, bleibt das Problem bestehen. Es ist schwierig, eine homogene Struktur zu erreichen. Dies ist das Problem des herkömmlichen Schnellarbeitsstahls.
Heißer Schnellarbeitsstahl härtet schnell an der Luft aus, was zeigt, dass sein Abschreckprozess extrem schnell ist. Daher werden höhere Anforderungen an das Schmelzen und die Wärmebehandlung von Schnellarbeitsstahl gestellt. Wenn der Prozess zu langsam verläuft, wird seine Leistungsfähigkeit beeinträchtigt.
Schnellarbeitsstahl enthält einen hohen Wolframanteil und ist in der Bearbeitungsindustrie für seine gute Schnittleistung bekannt. Aufgrund seines unterschiedlichen Wolframgehalts wird Schnellarbeitsstahl auf dem Markt grob in zwei Typen unterteilt: einer ist 18/4/2, ähnlich wie T1, mit der chemischen Zusammensetzung W18Cr4Mo2. Der andere ist 6/5/4/2, äquivalent zu M2, mit der chemischen Zusammensetzung W6Cr5Mo4V2. Derzeit ersetzt der zweite Typ allmählich den ersten.
Abb. 1 Mikrostruktur von pulvermetallurgischem Schnellarbeitsstahl und herkömmlichem Schnellarbeitsstahl
