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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
AnwendungenEinführung
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.