• Geschrieben von AZoMSep 13 2012

    Behandelte Themen

    Einleitung
    Chemische Zusammensetzung
    Physikalische Eigenschaften
    Mechanische Eigenschaften
    Thermische Eigenschaften
    Andere Bezeichnungen
    Fertigung und Wärmebehandlung
    Bearbeitbarkeit
    Umformen
    Härten
    Schweißen
    Wärmebehandlung
    Schmieden
    Kaltumformung
    Glühen
    Vergüten
    Vergüten
    Anwendungen

    Einführung

    KaltumformbareArbeitsstähle sind kohlenstoffreiche Stähle, die weiter in drei Untergruppen eingeteilt werden, wie z.B. ölhärtende Stähle, hochkohlenstoffhaltige, hochchromhaltige Stähle und lufthärtende Stähle. Ölhärtende Kaltarbeitsstähle werden auch als Stähle der Gruppe O bezeichnet und bestehen aus den Typen O1, O2, O6 und O7.

    Der ölhärtende Kaltarbeitsstahl des Typs O1 besteht aus Chrom, Mangan und Wolfram und ist relativ preiswert. Das folgende Datenblatt liefert Details zum Typ O1.

    Chemische Zusammensetzung

    Die folgende Tabelle zeigt die chemische Zusammensetzung der O1-Werkzeugstähle.

    Element Gehalt (%)
    C 0.85-1.00
    Mn 1.00-1.40
    Si 0.50
    Cr 0.40-0.60
    Ni 0.30
    W 0.40-0.60
    V 0.30
    Cu 0.25
    P 0.03
    S 0,03

    Physikalische Eigenschaften

    Die physikalischen Eigenschaften von O1tool-Stählen sind in der folgenden Tabelle dargestellt.

    Eigenschaften Metrisch Imperial
    Dichte (gehärtet auf 62 HRC) 7,81 g/cm3 0.282 lb/in3
    Dichte (@399°C/ 750°F, gehärtet auf 62 HRC) 7,70 g/cm3 0.278 lb/in3
    Dichte (@191°C/ 375°F, gehärtet auf 62 HRC) 7,75 g/cm3 0.280 lb/in3
    Schmelzpunkt 1421°C 2590°F

    Mechanische Eigenschaften

    Die mechanischen Eigenschaften von O1-Stählen sind unten tabellarisch aufgeführt.

    Eigenschaften Metrisch Imperial
    Härte, Brinell (weichgeglüht – Auslieferungszustand) 190 190
    Härte, Rockwell C (Anlasstemperatur 300-1200°F) 34.0-64,0 34,0-64.0
    Elastizitätsmodul (gehärtet auf 62 HRC) 193 GPa 28000 ksi
    Elastizitätsmodul (@399°C/750°F, gehärtet auf 62 HRC ) 172 GPa 25000 ksi
    Elastizitätsmodul (@191°C/375°F, gehärtet auf 62 HRC) 186 GPa 27000 ksi
    Druckfestigkeit (0.2%, gehärtet auf 50 HRC) 1350 MPa 196000 psi
    Druckstreckgrenze (0.2%, gehärtet auf 55 HRC) 1800 MPa 261000 psi
    Druckstreckgrenze (0,2%, gehärtet auf 60 HRC) 2150 MPa 312000 psi
    Druckstreckgrenze (0.2%, gehärtet auf 62 HRC) 2200 MPa 319000 psi

    Wärmetechnische Eigenschaften

    Die folgende Tabelle zeigt die thermischen Eigenschaften der O1-Werkzeugstähle.

    Eigenschaften Bedingungen
    T (°C) Behandlung
    Thermische Ausdehnung 10.6 x 10-6/ºC 20-260

    Andere Bezeichnungen

    Andere Bezeichnungen, die den Werkzeugstählen AISI O1 entsprechen, sind:

    • DIN 1.2510
    • B.S. BO 1
    • ASTM A681
    • FED QQ-T-570
    • SAE J437
    • SAE J438
    • UNS T31501

    Verarbeitung und Wärmebehandlung

    Die Zerspanbarkeit von O1-Stählen ist sehr gut mit einer Bewertung von 90 % der von wasserhärtenden niedrig legierten Stählen.

    Umformung

    O1-Stähle lassen sich im geglühten Zustand mit herkömmlichen Methoden leicht umformen.

    Härten

    O1-Stähle sollten gleichmäßig auf 780-820°C (1436-1508°F) erwärmt werden, bis sie vollständig durchgewärmt sind. Bei Bedarf können die Stähle bei 300-500°C (572-932°F) vorgewärmt werden. Es sind ca. 30 min/pro 25 mm Regelquerschnitt vorzusehen und dann sollten die Stähle sofort in Öl abgeschreckt werden.

    Schweißen

    O1-Stähle sind schweißbar, haben aber das Risiko der Rissbildung, was aber durch bestimmte Vorgaben vermieden werden kann.

    • Beim Schweißen von weichgeglühtem O1-Werkzeugstahl sollte der Stahl auf 300 – 500°C (572-932°F) vorgewärmt werden, bei gleicher Temperatur geschweißt und anschließend sofort entspannt werden. Zum Schweißen von Baustahl ist die Elektrode aus Cr-Mo-Legierung vorzuziehen.
    • Um weichgeglühten O1-Werkzeugstahl zu härten, sollte der Stahl auf Härtetemperatur erwärmt, auf 500°C (932°F) abgekühlt und bei gleicher Temperatur geschweißt werden. Abschließend erfolgt das Abschrecken. Die Hartauftragselektrode ist die bevorzugte Elektrodenwahl.
    • Beim Reparaturschweißen des Werkzeugstahls O1 im vergüteten Zustand sollte der Stahl auf eine minimale Anlasstemperatur von 200°C (93°F) vorgewärmt und bei der gleichen Anlasstemperatur geschweißt werden. Anschließend sollte er sofort auf eine maximale Anlasstemperatur von 300°C (572°F) erwärmt und 2 Stunden lang getränkt werden. Die Hartauftragselektrode ist die bevorzugte Elektrodenwahl.

    Wärmebehandlung

    Bei der Wärmebehandlung müssen O1-Stähle langsam auf 649°C (1200°F) vorgewärmt und dann auf 788-816°C (1450-1500°F) erhitzt werden. Dann sollten diese Stähle für 10 bis 30 Minuten bei der gleichen Temperatur gehalten und abschließend ölabgeschreckt werden.

    Schmieden

    Das Schmieden von O1-Stählen kann bei 1038°C (1900°F) bis zu 857°C (1575°F), aber nicht unter 816°C (1550°F) durchgeführt werden.

    Kaltumformung

    O1-Stähle können im geglühten Zustand mit konventionellen Methoden leicht kaltumgeformt werden.

    Glühen

    Das Glühen sollte bei 788°C (1450°F) erfolgen, gefolgt von einer langsamen Ofenabkühlung bei einer Temperatur von weniger als 4°C (40°F) pro Stunde.

    Anlassen

    Das Anlassen von O1-Stählen wird bei 177-260°C (350-500°F) durchgeführt, um eine Rockwell C-Härte von 62 bis 57 zu erreichen.

    Anlassen

    Anlassen ist ein Ersatzhärteverfahren, das zusammen mit geeigneten Salzbadanlagen verwendet werden kann.

    Anwendungen

    O1-Stähle werden hauptsächlich für Kurzzeitwerkzeuge für Kaltumformwerkzeuge, Stanzwerkzeuge und Schneidwerkzeuge verwendet, die bei Umgebungstemperatur arbeiten.

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