A. Schulz, V. Uhlenwinkel, C. Bertrand, C. Escher, R. Kohlmann, A. Kulmburg, M.C. Montero-Pascual, R. Rabitsch, R. Schneider, D. Stocchi, D. Viale
May 8, 2013
Abstract
Kurzfassung Für Werkzeugstähle und besonders für die hochlegierten Sorten lassen sich die vom Anwender geforderten Eigenschaften nur dadurch erreichen, dass Kompromisse in Bezug auf die Legierungszusammensetzung und die Ausbildung der Gefügebestandteile eingegangen werden. Beispielsweise erfordert eine gute Duktilität kleine und feinverteilte Carbide, während ein hoher Widerstand gegen abrasiven Verschleiß große Carbide wünschenswert erscheinen lässt. Bisher bestand mit der Pulvermetallurgie (PM) die einzige Möglichkeit, um entsprechende, ständig komplexer werdende Legierungen mit hohen Hartstoffanteilen herzustellen. Mit dem Sprühkompaktieren hat sich eine Herstellungsvariante entwickelt, die einen Kompromiss zwischen Gießen und Pulvermetallurgie darstellt: Gaszerstäubung mit rascher Abkühlung der Schmelze zum einen, direkte Urformung ohne Kokille zum anderen. Aus dieser Technik ergibt sich eine kurze Herstellungsroute; wesentlich ist aber, dass bereits das Erstarrungsgefüge einen Zwischenzustand zwischen Guss und Pulvermetallurgie einnimmt. Daraus resultieren sowohl modifizierte Verarbeitungseigenschaften bei der Halbzeugherstellung als auch Variationen im Eigenschaftsprofil der Werkstoffe. In der Arbeit werden Gefüge, Homogenität der chemischen Zusammensetzung sowie Bruch- und Verschleißverhalten sprühkompaktierter hochlegierter Stähle (u.a. X153CrMoV12, X290Cr12, HS6-5-2C) vorgestellt. Ferner werden direkte Vergleiche mit stranggegossenen und pulvermetallurgischen Varianten diskutiert. Es zeigt sich, dass sprühkompaktierte hochlegierte Werkzeugstähle den konventionellen Varianten in allen Bereichen überlegen sind. Bezüglich der Relation von Verschleiß zu Zähigkeit sind Unterschiede sichtbar, die den PM-Stahl noch überlegen erscheinen lassen. Der sprühkompaktierte „SF-Stahl“ bietet aber andere Schwerpunkte im Vergleich zu den Eigenschaften des PM-Stahls, was seine Eigenständigkeit begründet.