DE1229308B

DE1229308B - Use of a special steel alloy for broaching tools

Info

Publication number: DE1229308B
Application number: DEF35458A
Authority: DE
Original assignee: Oswald Forst GmbH
Current assignee: Oswald Forst GmbH
Priority date: 1961-12-02
Filing date: 1961-12-02
Publication date: 1966-11-24

Description

Verwendung einer Sonderstahllegierung für Räumwerkzeuge Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Sonderstahllegierung als Werkstoff für Räumwerkzeuge.Use of a special steel alloy for broaching tools The invention relates to the use of a special steel alloy as a material for broaching tools.

Die bisher für Räumwerkzeuge verwendeten Schnelldrehstähle verschiedener Legierungsart und Chromstähle des Typs 121% Cr, bei etwa 2,1%,C, haben die an Räumwerkzeuge zu stellenden Anforderungen, vor allem die der Schneidfähigkeit und Schnitthaltigkeit, nicht im vollen Umfang zu erfüllen vermocht.The high-speed steels previously used for broaching tools of various types Alloy type and chromium steels of type 121% Cr, at about 2.1%, C, have the most to broach tools Requirements to be set, especially those of the cutting ability and edge retention, was not able to fulfill the full extent.

Es wurde erkannt, daß für die genannten Eigenschaften die in den Stählen vorhandenen Karbide von grundsätzlicher Bedeutung sind. Räumwerkzeuge arbeiten mit einer an sich geringen Schnittgeschwindigkeit bei schwellender Zugbelastung. Es werden also keine erhöhten Anforderungen an die Warmfestigkeit gestellt. Der Stahl muß aber für diese Werkzeuge größtmögliche Zähigkeit in Verbindung mit einer hohen Härte aufweisen.It was recognized that for the properties mentioned, those in the steels existing carbides are of fundamental importance. Broach tools work with an inherently low cutting speed with increasing tensile load. It So there are no increased demands on the heat resistance. The Steel but must for these tools the greatest possible toughness in conjunction with a high Have hardness.

Zum Stand der Technik gehört ein Schnellarbeitsstahl, bei dem hauptsächlich Wolfram durch Molybdän ersetzt wird und der im wesentlichen folgende Zusammensetzung aufweist: C .................... 0,5 bis 1,3% Cr ................... 0,2 bis 10% V .................... 0,1 bis 1,5% Mo .................. 0,6 bis 15% W ................... 0,06 bis 6% Rest Fe mit dem üblichen Gehalt an Si und Mii. Bei dieser Stahllegierung ist Molybdän als Hauptlegierungselement vorgesehen. Der W-Gehalt muß zwischen 10 und 4011/o des Mo-Gehaltes betragen. Dieser vorbekannte Stahl wird für Dreh- und Drillbohrstähle, bei denen es auf hohe Schnittgeschwindigkeit ankommt, verwendet. Schon kleine Änderungen in den Prozentgehalten der einzelnen Legierungsbestandteile ergeben wesentliche Verschiebungen in den Eigenschaften.The state of the art includes a high-speed steel in which tungsten is mainly replaced by molybdenum and which essentially has the following composition: C .................... 0.5 to 1 , 3% Cr ................... 0.2 to 10% V .................... 0.1 to 1.5% Mo .................. 0.6 to 15% W ................ ... 0.06 to 6% remainder Fe with the usual content of Si and Mii. In this steel alloy, molybdenum is used as the main alloy element. The W content must be between 10 and 4011 / o of the Mo content. This known steel is used for turning and drilling steels, which require high cutting speeds. Even small changes in the percentage of the individual alloy components result in significant shifts in the properties.

Die besonderen Anforderungen an einen Werkstoff für Räumwerkzeuge betreffen ein zuverlässiges allgemeines Härteverhalten, hohe Maßbeständigkeit und geringsten Verzug sowie beste Schneidfähigkeit, lang dauernde Schnitthaltigkeit bzw. Lebensdauer und hohe Zähigkeit.The special requirements for a material for broaching tools relate to a reliable general hardness behavior, high dimensional stability and lowest distortion as well as best cutting ability, long-lasting edge retention or service life and high toughness.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Räumwerkzeug zu schaffen, das den beim Räumen herrschenden Arbeitsbedingungen besser angepaßt ist, dem außer der für die Bearbeitung verschiedener Werkstoffe nötigen hohen Schneidfähigkeit auch noch eine lang dauernde Schnitthaltigkeit zu eigen ist, d. h. einen langen Räumweg (hohe Standzeiten) aufweist. Erfindungsgemäß wird für Räumwerkzeuge mit den geforderten Eigenschaften eine Sonderstahllegierung, bestehend aus 1,05 bis 1,35% Kohlenstoff, 10,0 bis 11,8% Chrom, 0,6 bis 1,2% Molybdän, jeweils weniger als 0,5% Mangan und Silizium, höchstens 2,5% Wolfram, 1,2 bis 1,8"/o Vanadium, Rest Eisen mit den zulässigen Verunreinigungen, vorgeschlagen.The invention is therefore based on the object of creating a broaching tool which is better suited to the working conditions prevailing during broaching, which apart from the high cutting ability required for the machining of various materials also has a long-lasting edge retention, i.e. H. has a long clearing path (long service life). According to the invention, a special steel alloy consisting of 1.05 to 1.35% carbon, 10.0 to 11.8% chromium, 0.6 to 1.2% molybdenum, each less than 0.5% is used for broaching tools with the required properties Manganese and silicon, not more than 2.5% tungsten, 1.2 to 1.8 "/ o vanadium, the remainder iron with the permissible impurities, are suggested.

Die Sonderkarbide dieser Stahllegierung setzen sich aus Cr-, W-, V- und Mo-Karbiden zusammen. Diese Karbide verleihen, wie lang dauernde Versuche ergeben haben, dem Stahl die gewünschte hohe Schneidfähigkeit und Schnitthaltigkeit.The special carbides of this steel alloy consist of Cr-, W-, V- and Mo carbides together. These carbides give, as long tests show have the desired high cutting ability and edge retention for the steel.

Die Karbide dieser günstigen Zusammensetzung bilden sich auf Grund der chemischen Affinität zwischen den Legierungsmetallen und dem Kohlenstoff bei gleichzeitig sachgemäßer Wärmebehandlung des Stahles, wobei die Summe der Gehalte des Stahles an Wolfram, Vanadium und Molybdän kleiner oder gleich der Hälfte des Chromgehaltes ist, das Verhältnis der Gehalte von Chrom zu Wolfram zu Vanadium zu Kohlenstoff zu Molybdän möglichst gut den Zahlenwerten 100 - 23 : 14 : 11 : 8 angepaßt ist und als Ausgangspunkt Chromgehalt von im Mittel 10,911/o mit den Grenzen ± 0,9% genommen ist.The carbides of this favorable composition are formed due to the chemical affinity between the alloy metals and the carbon with appropriate heat treatment of the steel at the same time, whereby the sum of the tungsten, vanadium and molybdenum contents of the steel is less than or equal to half the chromium content, the ratio of the The content of chromium to tungsten to vanadium to carbon to molybdenum is matched as closely as possible to the numerical values 100-23: 14 : 11: 8 and the starting point is the average chromium content of 10.911 / o with the limits of ± 0.9%.

Es ist vorteilhaft, bei besonderen Beanspruchungen, der Legierung dosierte Mengen von Bor, Beryllium, Cer, Zirkonium hinzuzufügen, wobei diese Verbindungen einzeln oder gemeinsam bis etwa max. 111/o betragen können.It is advantageous for the alloy to be used for special stresses Add metered amounts of boron, beryllium, cerium, zirconium, these compounds individually or together can be up to a maximum of about 111 / o.

Für die Entstehung und Zusammensetzung der Karbide ist es vorteilhaft, daß nach einer Weiterbildung der Erfindung das Härten des Stahls in einem Salzbad von etwa 1100 bis 1200'C erfolgt und nach einem Abschrecken in einem Warmbad von etwa 480 bis 520'C der Stahl mindestens zweimal, bevorzugt aber dreimal auf eine Temperatur von 560 bis 5701C angelassen wird. Gerade das dritte Anlassen ist von besonderer Bedeutung, da hierdurch der Stahl sowohl eine sehr große Härte als auch-seine höchstmögliche Zähigkeit erhält.For the formation and composition of the carbides, it is advantageous that, according to a further development of the invention, the steel is hardened in a salt bath of about 1100 to 1200 ° C and, after quenching in a hot bath of about 480 to 520 ° C, the steel is hardened at least twice , but is preferably tempered three times to a temperature of 560 to 5701C. The third tempering in particular is of particular importance, as this gives the steel both a very high level of hardness and its highest possible toughness.

Wie Versuche gezeigt haben, liegt die Härte eines solchen Stahles bei R, 64/65. Seine Lebensdauer übersteigt die der bisher verwendeten - Räumwerkzeuge um mehr als 50 Ein einfaches Herstellungsverfahren für die,Räumwerkzeuge ist beispielsweise dadurch #gegebeni daß die erfindung#gemäßen Räumwerkzeuge aus dem Stahl direkt gegossen werden.As tests have shown, the hardness of such a steel is R, 64/65. Its service life exceeds that of the previously used broaching tools by more than 50. A simple manufacturing process for the broaching tools is given, for example, by the fact that the broaching tools according to the invention are cast directly from the steel.

Claims

Claims: 1 .. - use - of special steel hlleperungi - existing of 1.05 to 1.35% carbon, 10.0 to 11.8% chromium, 0.6 to 1.21% molybdenum, respectively little Qr, -. as-O "SP / ü #, Mangan., and Siliiium,. at most 2.5% tungsten, 1.2 to 1.8% Vanadium, the remainder iron. with the permissible impurities, as a material for broaching tools with high cutting ability and edge retention.

2. Use of the special steel alloy according to claim 1, which, however, additionally contains up to a maximum of 1% boron, beryllium, cerium, zirconium individually or together, for the purpose according to claim 1. 3. Use of the special steel alloy according to claim 1 or 2, which starts at 1100 Hardened to 120011 C , quenched in a hot bath at 480 to 5201 C and then annealed at least twice, preferably three times to a temperature of 560 to 570 ° C, for the purpose according to claim 1.- . - Considered publications: Mitische: Patentschrift-: Nrl-gll 321-1 # - -Houdremont, E., Handbuch der Sonderstahlkunde, 1956, 2nd volume, pp. 1456, 1466 and 1472ff.