sonder- cs1 - jkz · 2018. 10. 29. · arbeitsstahl cs1 gehört zu den super clean güten und...
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Sonder-Warmarbeitsstahl
CS1
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Einsatzgebiete für CS1
Bei vielen Anwendern von Warmarbeitsstählen besteht der Bedarf nach einer höheren Arbeits-härte bei den eingesetzten Werkstoffen.Ziel der höheren Härte sind:
• Erhöhung der Streckgrenze und Warmstreckgrenze• Erhöhung der Druckfestigkeit• Erhöhung der Verschleißfestigkeit
CS1Spezial Warmarbeitsstahl
Steigende Härte, Warmfestigkeit und Anlassbeständigkeit tragen zur erhöhten Lebensdauer von Werkzeugen bei. Zu-gleich stehen diesen Steigerungen aber Einbußen an Zähig-keit entgegen.
Mit der Entwicklung des Werkstoffes CS1 (Clean/Strength) stellen wir uns diesem Widerspruch. Durch die Kombination einer maßgeschneiderten Zusammensetzung, modernster Herstellungsverfahren sowie einer optimalen Wärmebehand-lung wird die Möglichkeit einer hohen Härte bei gleichzeitig sehr hohem Zähigkeitsniveau erreicht.
Mit dem Werkstoff CS1 werden gewünschte Werkstoff-eigenschaften und somit eine Erhöhung der Lebensdauer von Werkzeugen und Maschinenbauteilen in den verschiedenen Anwendungsgebieten erreicht. Die Einsatzgebiete von CS1 sind damit sehr vielfältig.
Der Werkstoff CS1 ist ein Chrom-Molybdän-Vanadium Warmarbeitsstahl, der speziell für mechanisch hoch be-anspruchte Werkzeuge konzipiert wurde. CS1 ist eine Weiterentwicklung des Warmarbeitsstahles TQ1 und zeichnet sich durch seine hohe Härte bei gleichzeitig sehr gutem Zähigkeitsniveau aus. Durch sein optimiertes Legierungskonzept bietet der Warmarbeitsstahl CS1 eine exzellente Warmfestigkeit, ausgezeichnete Verschleiß-festigkeit sowie beste Anlassbeständigkeit. Der Warm-arbeitsstahl CS1 gehört zu den Super Clean Güten und verleiht dem Warmarbeitsstahl zusätzlich eine sehr gute Zähigkeit und allerbeste Polierbarkeit. Der Warm-arbeitsstahl CS1 weist eine gute Maßbeständigkeit bei der Wärmebehandlung und im Einsatz auf.
3
Chemische Zusammensetzung in Mass.-%
Material
CS1
C
0.50
Cr
5.00
Si
0.30
Mo
1.90
Mn
0.40
V
0.55
Nb
+
Strangpressen
Ein zunehmender Trend an Strangpressanlagen ist das immer größer werdende Pressverhältnis von Pressbolzen zum Profilquerschnitt. Vom Markt werden filigrane Press-profile verlangt, von denen einige aus schwer verpressbaren Schwermetallen bestehen. Dieser Trend führt in der Strang-pressanlage zu einem signifikanten Anstieg der Pressdrücke und damit auch zu einem Anstieg der Belastungen für die Werkzeuge. Seit Jahren bietet Kind & Co. durch die Entwicklung von Sonderstählen Problemlösungen für die Werkzeugtechnik in Strangpressen an.Neben den bekannten Sonderstählen wie TQ1, Q10, HP1 oder HTR hat Kind & Co. eine weitere Sonderlegierung entwickelt. Der Werkstoff CS1 zeichnet sich durch eine noch höhere Warmfestigkeit bei gleichbleibend guter Zähig-keit aus. Hoch belastete Werkzeuge wie Matrizen, Press-scheiben, Pressstempel oder Innenbüchsen erreichen höhere Standzeiten im Vergleich zu bisher eingesetzten Werkstoffen.
• hochbeanspruchte Matrizen, Pressscheiben und Innen- büchsen• Produkte die hohe Härten und Zähigkeiten erfordern
Kunststoffformgebung
Die hohe Härte und Zähigkeit, resultierend u.a. aus dem ESU-Herstellungsverfahren, bieten beste Voraussetzung für hochglanzpolierte Oberflächen. Durch die höhere Härte wird die Polierbarkeit maßgeblich verbessert. Dennoch bleibt ein hohes Zähigkeitsniveau, erforderlich für komplexe Form-geometrien, erhalten. Die hohe Härte gewährt einen hohen abrasiven Verschleißwiderstand und ermöglicht eine verbesserte Werkzeugleistung bei der Verarbeitung von faserverstärkten Kunststoffen. Durch hohe Homogenität und das sehr feine Gefüge ist der Werkstoff CS1 zudem bestens narbungsgeeignet.
• hochglanzpolierte Formeinsätze und Formplatten im Spritzguss• stark auf Druck und Zug belastete Geometrien in Formen und Maschinenbauteilen• genarbte Formeinsätze und Formplatten für die Verarbeitung von Glasfaser verstärkten Kunststoffen mit hohem Glasfaseranteil
Warmpresshärten
Beim direkten Warmpresshärten werden auf ca. 930 °C erwärmte Bleche in das Presswerkzeug eingelegt und anschließend warm umgeformt und in der Form abgeschreckt. Hierbei können Warmverschleiß oder auch Risse an den einzelnen Werkzeugsegmenten auftreten.Bei diesem zunehmend wichtiger werdenden Fertigungs-verfahren werden an die eingesetzten Werkzeugstähle hohe Anforderungen an den Warmverschleißwiderstand, die Zähigkeit und die Warmfestigkeit gestellt. Der Warmarbeits-stahl CS1 erfüllt diese Anforderungen und bietet somit beste Voraussetzungen für eine höhere Werkzeuglebensdauer.
• formgebende Werkzeugsegmente• dünne Wandstärken• oberflächennaher Kühlungsverlauf
Gesenkschmieden
Die häufigste Ausfallursache von Gesenken ist der Ver-schleiß. Dieser tritt u.a. in Form von Auswaschungen, Abschuppungen oder Materialablagerungen auf. Mit dem Einsatz des Sonderstahls CS1 kann das Wartungs-intervall der Gesenke verlängert werden. Die besondere Analyse des Werkstoffes CS1 erhöht die Anlassbe-ständigkeit, Warmfestigkeit und die Verschleißbeständigkeit. CS1 ermöglicht eine Standzeitverbesserung der Schmiede-gesenke, bei denen abrasiver Verschleiß im Vordergrund steht.
• Gesenke mit flachen Gravuren bei hoher Oberflächenhärte• hoch abrasiv beanspruchte Gesenkgravuren
Druckgießen
Aluminium- bzw. Magnesium-Druckgießen stellt hohe Anforderungen an die eingesetzten Werkzeugstähle in der Druckgussform. Insbesondere bei hohen Fülldrücken und Fließgeschwindigkeiten kommt es zu lokal hoher Be-anspruchung.Diesem Verschleiß lässt sich durch die Verwendung von CS1 entgegenwirken. Mit einer deutlich höheren Einsatz-härte, wie sie mit CS1 erreicht werden kann, verbessern sich maßgeblich die Warmstreckgrenze und die Thermoschock-beständigkeit. Zudem wird durch die sehr gute Dauer-warmfestigkeit ein Härteabfall in den betroffenen Bereichen spürbar reduziert.
• Druckgussformen• Teileinsätze im Bereich Anguss und Anschnitt
4
5
Strangpressen Druckguss
Kunststoffformgebung Gesenkschmieden
6
45 HRC 54 HRC 58 HRC
Rp0,2 in MPa 1170 1500 1760
Rm in MPa 1465 1880 2202
A5 in % 11 8 8
Z in % 36 30 26
Zugfestigkeit bei Raumtemperatur
Physikalische Eigenschaften
Temperatur in °C
Wärmeausdehnung in 10-6m/m x K
Temperatur in °C
Temperatur in °C
Temperatur in °C
Wärmeleitfähigkeit in W/m x K
Dichte in g/cm3
E-Modul in GPa
20 - 100
20
11,8
7,79
20
20
28,8
213
20 - 200
12,5
200
30,0
20 - 400
13,2
400
29,4
20 - 600
13,4
ZTU-Schaubild / Austenitisierung: 1030°C 30 min
1200
800
600
400
200
0
1000
Tem
pera
tur
in °
C
1 10 102 103 104
Ms
M
A+K
Ac1e
Ac1b
P
B
SekundenZeit 1 2 4 8
Minuten15 30 60
769 795 735 757 771 701 693 554 457 385 251 206Härte in HV
Anlassdiagramm
Här
te in
HR
C
68
64
60
56
52
48
44
450400 500 550 600 650 700
Anlasstemperatur in °C
40
7
Daueranlassbeständigkeit 45 HRC
50
15
10
5
0
20
25
30
35
40
45
Här
te in
HR
C
20 40 60 80 100
Zeit in h
0
540°C
580°C
620°C
650°C
45 HRC 50 HRC 55 HRC0
100
75
50
25
Ker
bsch
laga
rbei
t in
%
1.2343
CS1
Zähigkeit im Vergleich
Warmfestigkeitsschaubild 45 HRC
1600 100
200
400
600
50800
1000
751200
1400
25
Zugf
estig
keit
und
0,2%
-Deh
nung
sgre
nze
in M
Pa
Bru
chde
hnun
g un
d B
ruch
eins
chnü
rung
in %
0 100 700600500400300200
Rm
A5
Rp0,2
Z
Prüftemperatur in °C
0
2500 100
500
401000
601500
2000 80
20
Bru
chde
hnun
g un
d B
ruch
eins
chnü
rung
in %
0 100 700600500400300200
Prüftemperatur in °C
Rm
Rp0,2
Z
A5
Warmfestigkeitsschaubild 56 HRC
0
60
0
10
20
30
40
50
Här
te in
HR
C
Zeit in h
0 20 40 60 80 100
540°C
580°C
620°C
650°C
Daueranlassbeständigkeit 56 HRC
Zugf
estig
keit
und
0,2%
-Deh
nung
sgre
nze
in M
Pa
Kind & Co., Edelstahlwerk, GmbH & Co. KGBielsteiner Str. 124-130 . D-51674 Wiehl Tel. +49 (0) 22 62 / 84-0 . Fax +49 (0) 22 62 / 84-175 [email protected] . www.kind-co.de
Impressum: Kind & Co., Edelstahlwerk GmbH & Co. KG . Bielsteiner Str. 124-130 . D-51674 Wiehl . Amtsgericht Köln HRA 16845 . Ust.-Id.-Nr.: DE 122533279
Persönlich haftende Gesellschafterin: Kind & Co., Edelstahlwerk, Verwaltungsgesellschaft mbH . Sitz Wiehl . Amtsgericht Köln HRB 82941Geschäftsführung: Susanne Wildner (Vorsitzende), Dr. rer. nat. Martin LöwendickFotos: Kind & Co., HASCO Hasenclever GmbH + Co KG . Die Angaben in diesem Katalog erfolgen ohne Gewähr. Wenn Ihnen Fehler oder falsche Informationen auffallen, teilen Sie uns dies bitte mit. 11/2016
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