Erkundung von Materialtypen für Stanzwerkzeuge

Je nach chemischer Zusammensetzung, Verarbeitungsleistung, Belastbarkeit und Materialeigenschaften lassen sich die für Stanzformen verwendeten Materialien in vier Hauptkategorien einteilen.

I. Kohlenstoff-Werkzeugstahl

Der Kohlenstoffgehalt von Kohlenstoff-Werkzeugstahl beträgt 0,65% bis 1,35% (Massenanteil). Kohlenstoff-Werkzeugstahl ist die grundlegende Stahlsorte, die häufig für Kaltarbeitsstähle verwendet wird. Er hat eine gute Bearbeitbarkeit, niedrige Kosten, ein reichhaltiges Angebot und ist leicht zu beschaffen.

Seine Nachteile sind die geringe Härtbarkeit, die große Abschreckverformung und die geringe Verschleißfestigkeit, so dass es sich für die Herstellung von Stempeln und Matrizen für Stanzteile aus Nichteisenmetallen und für Stanzteile aus dünnen Stahlblechen mittlerer und kleiner Größe mit einer Materialstärke von t≤1mm eignet.

Zu den gebräuchlichen Güten gehören die hochwertigen Kohlenstoff-Werkzeugstähle T7, T8, TI0, TII, T12, T13 und die hochwertigen Kohlenstoff-Werkzeugstähle T7A, T8A, TI0A, T11A, T12A, T13A usw.

II. Legierter Werkzeugstahl

Legierter Werkzeugstahl, der eine bestimmte Menge verschiedener Legierungselemente enthält, ist ein gängiges Material für Stanzwerkzeuge. Die wichtigsten Merkmale von legiertem Werkzeugstahl sind gute Bearbeitbarkeit, hohe Verschleißfestigkeit und geringe Verformung durch Wärmebehandlung.

Werkzeugstahl mit hohem Kohlenstoffgehalt und hoher Chromlegierung, dargestellt durch Cr12, ist das typische Material für diese Art von legiertem Werkzeugstahl für Stempel.

Darüber hinaus gibt es 11 Sorten, darunter Cr12MoV, Cr6WV, Cr4W2MoV, Cr2Mn2SiWMoV, Cr12Mo1V1, Cr5Mo1V, 9Mn2V, CrWMn, 9CrWMn, 6Cr4W3Mo2VNb, 7CrSiMnMoV.

III. Schnellarbeitsstahl

Der Kohlenstoffgehalt des Schnellarbeitsstahls beträgt 0,70% bis 1,65% (Massenanteil), und der Gehalt an Legierungselementen beträgt 10% bis 20% (Massenanteil).

Im Vergleich zu legiertem Werkzeugstahl verbessert er die Härte, Härtbarkeit, Verschleißfestigkeit und Warmhärte des Stahls erheblich.

Gängige Hochgeschwindigkeits-Werkzeugstähle lassen sich in Wolfram-Hochgeschwindigkeits-Werkzeugstahl, Molybdän-Hochgeschwindigkeits-Werkzeugstahl, Kobalt-Hochgeschwindigkeits-Werkzeugstahl, Aluminium-Hochgeschwindigkeits-Werkzeugstahl und Hoch-Vanadium-Hochgeschwindigkeits-Werkzeugstahl unterteilen, wobei es bis zu vierzehn oder fünfzehn Sorten gibt.

Für die Herstellung von Stanzwerkzeugen werden in der Regel nur zwei Sorten von Schnellarbeitsstahl verwendet: W18Cr4V und W6Mo5Cr4V2. Zu den neu entwickelten Matrixstählen gehören 6Cr4Mo3Ni3WV, 6Cr4W3Mo2VNb (65Nb) usw.

IV. Sinterkarbid und stahlgebundenes Hartmetall

Für die Massenproduktion von Dünnblech Stanzteile das ganze Jahr über oder solche mit besonders hoher Jahresproduktion, wie z. B.:

• Rotor- und Statorbleche aus Siliziumstahl für kleine und mittlere Elektromotoren;
• Kleintransformator E-förmiger Eisenkern Siliziumstahlbleche für Instrumente und Zähler;
• Verbindungsteile für elektrische Bauteile; allgemeine Standardschweißzungen, Kontaktzungen, Federzungen für elektrische Instrumente;
• Standardgeschosse und -hülsen für Pistolen, Gewehre, Schrotflinten usw.,

Um ihre Lebensdauer zu erhöhen, werden für die Herstellung der Hauptarbeitsteile der Stanzform, wie Stempel, Matrize, Patrize und Matrize, häufig Hartmetall und stahlgebundenes Hartmetall verwendet.

Sinterkarbid ist ein mehrphasiger Verbundwerkstoff, der durch ein pulvermetallurgisches Verfahren hergestellt wird und als Matrix hochschmelzende Metallkarbide, vor allem Wolframkarbid, Titankarbid und Chromkarbid, und als Bindemittel Kobalt aus der Eisenfamilie enthält.

Es wurde 1923 in Deutschland erfolgreich erforscht, um 1948 für Stanzwerkzeuge und 1958 für Kaltfließpresswerkzeuge eingesetzt und wird heute in verschiedenen Industriebereichen gefördert und angewendet.

Zu den Wolfram-Kobalt-Hartmetallen, die üblicherweise für die Herstellung von Stanzformen verwendet werden, gehören die Sorten YG6, YG8, YG11, YG15, YG20, YG25 usw.

Die Härte erreicht 65 bis 72 HRC, mit hoher Festigkeit, Verschleißfestigkeit, gute thermische Härte, aber spröde, etwas schlechte Zähigkeit, teuer, und schwer zu bearbeiten.

Stahlgebundenes Sinterkarbid ist ein Material, das im Sinterverfahren hergestellt wird, mit Titankarbid oder Wolframkarbid als harte Phase und legiertem Stahl als Matrix, einem Stahl mit sehr hohem Karbidgehalt. Es hat die Eigenschaften eines allgemein legierten Werkzeugstahls und bietet darüber hinaus die Vorteile der hohen Härte und der guten Verschleißfestigkeit von Sinterkarbid. Es ist ein sehr gutes Material für Stempelwerkzeuge.

Im Vergleich zu normalen Werkzeugstempeln aus Kohlenstoffstahl kann es die Lebensdauer des Stempels um das Dutzendfache oder sogar das Hundertfache erhöhen. Gängige Sorten von stahlgebundenem Hartmetall für die Herstellung von Stanzwerkzeugen sind GT35 und GW50.