DE1508127B2 - Verfahren zur Erzeugung von feinkarbidischen Werkzeug- und Schnellarbeitsstählen - Google Patents
Verfahren zur Erzeugung von feinkarbidischen Werkzeug- und SchnellarbeitsstählenInfo
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Description
Bei der Erzeugung von ledeburitischen Werkzeugstählen, insbesondere von Schnellarbeitsstählen, bilden
sich in einem gewissen Abstand von der Blockoberfläche grobe Dendrite aus, welche von einem
Karbidnetzwerk umgeben sind. Die Ausbildung dieser dendritischen Zone wird dadurch erklärt, daß in
einer gewissen Tiefe des Blockes der auf Wärmeableitung zurückzuführende Wärmeverlust durch die
Kristallisationswärme'aufgewogen wird und die Erstarrung
daher bei beinahe konstanter Temperatur vor sich geht.
Dieses Gefüge, vor allem das grobe Karbidnetzwerk, kann die Güteeigenschaften sowohl von ledeburitischen
Werkzeugstählen, besonders aber von Schnellarbeitsstählen in nachteiliger Weise beeinflussen.
Die bisherigen Versuche, das Problem der gleichförmigen globularen Erstarrung in Blöcken mit großen
Querschnitten zu beherrschen und damit eine feine Verteilung der Karbide zu erzielen, haben zwar
zu Verbesserungen geführt, deren Ausmaß aber mit zunehmendem Blockquerschnitt wieder abnimmt.
Eine gewisse Verbesserung ist durch die Anwendung des Prinzips des wachsenden Blockes, welches
z.B. beim Elektroschlackeumschmelzen Anwendung findet, erzielbar. Bei diesem Verfahren wird eine
Elektrode aus dem gewünschten Werkzeug oder Schnellarbeitsstahl in einer Schicht von flüssiger
Schlacke umgeschmolzen, wobei das abschmelzende Metall in Tröpfchenform durch die Schlacke in eine
wassergekühlte Kokille sickert, in welcher Schicht für
ίο Schicht der Block aufgebaut wird.
Ein Merkmal solcher Verfahren ist darin zu erblicken, daß es im Vergleich zum üblichen Blockguß
durch die geänderten Kristallisationsbedingungen weder zur Ausbildung einer feinkörnigen Randzone
noch zur Entstehung einer grobkristallinen Kernoder Zwischenzone kommt. Vielmehr ist bei Blökken,
die nach einem solchen Umschmelzverfahren hergestellt werden, sowohl in der Mitte als auch am
Rand ein annähernd gleichmäßig ausgebildetes Gefüge mit mittleren Korngrößen zu beobachten.
Eine feinkörnige Randzone wäre jedoch für die Herstellung von vielen Werkzeugstählen zweifellos
erwünscht.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun der Gedanke zugrunde, die Vorteile des üblichen Blockgießverfahrens mit den Vorteilen des Verfahrens unter Anwendung des Prinzips des wachsenden Blockes zu kombinieren und die Nachteile beider Verfahrensgruppen zu vermeiden.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun der Gedanke zugrunde, die Vorteile des üblichen Blockgießverfahrens mit den Vorteilen des Verfahrens unter Anwendung des Prinzips des wachsenden Blockes zu kombinieren und die Nachteile beider Verfahrensgruppen zu vermeiden.
Zur Verwirklichung des Gedankens wird daher vorgeschlagen, den Hohlraum eines Rohres aus dem
gewünschten Stahl nach dem Prinzip des wachsenden Blockes mit Material aufzufüllen, welches die gleiche
Temperaturausdehnung und die gleiche Phasenum-Wandlung wie der Rohrwerkstoff besitzt. Hierbei
kann es sich etwa um die gleiche Legierung oder aber auch, z. B. zur Herstellung von Verbundwerkzeugen,
um ein anders legiertes Material handeln. Im folgenden soll ein derartiges Material, das die gleiche
Temperaturausdehnung und die gleiche Phasenumwandlung wie der Rohwerkstoff besitzt, als »artgleiches
Material« bezeichnet werden.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren
zur Erzeugung eines feinkarbidischen Materials aus ledeburitischem Werkzeugstahl, insbesondere
Schnellarbeitsstahl, zur Herstellung von Werkzeugen, und die Erfindung besteht darin, daß der Hohlraum
eines Rohres aus dem gewünschten Stahl nach dem Prinzip des wachsenden Blockes mit artgleichem Material
aufgefüllt wird.
Das zur Verwendung kommende Rohr kann z. B. gegossen werden, wobei für eine ausreichend rasche
Abkühlung des Gusses gesorgt werden muß, um eine feinglobulare Erstarrung zu erreichen. Die Ab-Schmelzgeschwindigkeit
des Elektrodenmaterials muß so gewählt werden, daß einerseits ein einwandfreies Verschweißen mit dem Rohr erfolgt, andererseits
aber genügend Rohrwerkstoff verbleibt, welcher durch diesen Schweißvorgang hinsichtlich seiner Kristallisation
nicht beeinflußt wird.
An Stelle eines gegossenen Rohres kann auch ein Rohr Verwendung finden, das aus bereits verformtem
Material hergestellt wurde. Die Verwendung eines solchen Rohres wird dann vorteilhaft sein,
wenn in der Randzone des erfindungsgemäß herzustellenden Materials eine ganz bestimmte Karbidverteilung
und Karbidgröße erwünscht wird.
Ferner besteht die Möglichkeit, das zur Verwen-
Ferner besteht die Möglichkeit, das zur Verwen-
dung kommende Rohr durch Ausbohren eines Gußstückes herzustellen. Diese Möglichkeit ist dann mit
Vorteil anwendbar, wenn Gußstücke mit feinkörniger Randzone zur Verfügung stehen.
In F i g. 1 ist das Prinzip dieses Verfahrens sehematisch
dargestellt. Hierin istl der Rohrwerkstoff, 2 die artgleiche Elektrode, 3 die flüssige Schlacke,
4 der flüssige Metalldampf und 5 das erstarrte Material.
Das erfindungsgemäße Material kann in unverformtem Zustand für die Erzeugung von Werkzeugen
Verwendung finden, wobei es notwendig ist, dieses Material vor der Zerspanung weichzuglühen. Es
kann aber auch warmverformt werden, wie z.B. durch Walzen oder Schmieden, und erst im verformten
Zustand nach dem erforderlichen Weichglühen als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Werkzeugen
Verwendung finden.
Durch die vorliegende Erfindung wird eine Schwierigkeit beseitigt, die bisher der Herstellung
von hochwertigen Werkzeugen, besonders von Werkzeugen großer Abmessungen, aus den metallurgisch
schwer beherrschbaren ledeburitischen Stählen hemmend im Wege stand.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Verfahren zur Erzeugung eines feinkarbidischen Vormaterials aus ledeburitischen Werkzeugstählen,
insbesondere Schnellarbeitsstählen, zur Herstellung von Werkzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum eines
Rohres nach dem Prinzip des wachsenden Blokkes mit artgleichem Material aufgefüllt wird.
2. Verfahren zur Erzeugung eines feinkarbidischen Vormaterials aus ledeburitischen Werkzeugstählen,
insbesondere Schnellarbeitsstählen, zur Herstellung von Werkzeugen nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Verwendung kommende Rohr gegossen wird.
3. Verfahren zur Erzeugung eines feinkarbidischen Vormaterials aus ledeburitischen Werkzeugstählen,
insbesondere Schnellarbeitsstählen, zur Herstellung von Werkzeugen nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das zur Verwendung kommende Rohr aus bereits verformten!
Material hergestellt wird.
4. Verfahren zur Erzeugung eines feinkarbidischen Vormaterials aus ledeburitischen Werkzeugstählen,
insbesondere Schnellarbeitsstählen, zur Herstellung von Werkzeugen nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Verwendung kommende Rohr durch Ausbohren
eines Gußstückes hergestellt wird.
5. Verfahren zur Erzeugung eines feinkarbidischen Vormaierials aus ledeburitischen Werkzeugstählen,
insbesondere Schnellarbeitsstählen, zur Herstellung von Werkzeugen nach den Ansprüchen
1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Vormaterial durch Walzen oder Schmieden
warmverformt und daß nach dem Weichglühen des verformten Materials die gewünschten Werkzeuge
aus diesem hergestellt werden.
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