Werkzeugstähle

Werkzeugstähle, -stahlsorten, Materialien zur Anfertigung von Schneidwerkzeugen.

Man benutzt Stahlsorten, die man in 1. gewöhnliche Werkzeugstähle, 2. selbsthärtende oder naturharte Stähle, 3. Schnellschnittstähle einteilen kann.

Der gewöhnliche Werkzeugstahl enthält in der Hauptsache zwischen 0,65 bis 1,5% Kohlenstoff. Seine Herstellung erfolgt im Tiegelofen oder neuerdings auch im elektrischen Ofen (s. Oefen für technische Zwecke). Die Höhe des Kohlenstoffgehalts muß sich nach dem Verwendungszweck richten; Thallner [2] gibt folgende Zahlen an:

Ueber das Härten s. Bd. 4, S. 743.

Die selbsthärtenden oder naturharten Werkzeugstähle wurden zuerst von Mushet hergestellt; sie weisen einen ziemlichen Gehalt an Wolfram neben einem etwas höheren Mangangehalt als üblich und einen hohen Kohlenstoffgehalt auf; Taylor [4] gibt folgende Zusammensetzung eines solchen Stahls an: 5,4 Wolfram, 0,4 Chrom, 2,15 Kohlenstoff, 1,0 Silicium, und seine Schnittgeschwindigkeit bei mittelhartem Stahl zu 7,92 m in der Minute an. Diese Stähle nehmen bei langsamer Abkühlung in der Luft eine größere Härte an als bei rascher Abkühlung und als die im Wasser abgekühlten Kohlenstoffstähle. Statt Mangan wird auch Chrom angewendet. – Als durchschnittliche Zusammensetzung gibt Taylor [4] 4–11% Wolfram, 1¹/₂–3¹/₂% Mangan, 1¹/₄–2¹/₄% Kohlenstoff, bisweilen Ersatz für Mangan, oder als Zusatz 0,3–3% Chrom.

Die Schnellschnittstähle wurden zuerst von Taylor-White in die Praxis eingeführt. Die ersten Schnellschnittstähle waren Chromwolframstähle, denen durch eine besondere Behandlung die Eigenschaft verstehen wurde, auch bei starker Erhitzung (selbst bis zur Rotglut) ihre Schneidefähigkeit zu bewahren. Taylor bezeichnet diese Eigenschaft als Rotwarmhärte. Ihre Härte selbst ist aber kaum größer als die der gewöhnlichen Werkzeug- oder der naturharten Stähle. Das Wesentliche der Behandlung der Schnelldrehstähle, um ihnen die Rotwarmhärte zu verleihen, besteht darin, daß die Stähle bis nahe an den Schmelzpunkt erhitzt werden. Nach Taylor haben die Schnellschnittstähle einen Gehalt von ¹/₂% oder mehr Chrom in Verbindung[919] mit 1% oder mehr Wolfram oder dessen Aequivalent Molybdän. Ein Zusatz von Vanadium zeigte einen günstigen Einfluß. Die beste chemische Zusammensetzung, die Taylor fand, war 18,91% Wolfram, 5,47% Chrom, 0,67% Kohlenstoff, 0,11% Mangan, 0,29% Vanadium, 0,043% Silicium; bei diesem Stahl konnte eine Schnittgeschwindigkeit bis zu 30,2 m in der Minute erzielt werden. S.a. die Angaben über Schnellschnittstähle im Art. Härten, Bd. 4, S. 745. Die Herstellung der Schnellschnittstähle erfolgt im Tiegel- oder im elektrischen Ofen.

Literatur: [1] Reiser, Fr., Das Härten des Stahls in Theorie und Praxis, 4. Aufl., Leipzig 1906. – [2] Thallner, Werkzeugstahl, 2. Aufl., Freiberg 1904. – [3] Guillet, A., Etude industrielle des alliages métalliques, Paris. – [4] Taylor-Wallichs, Dreharbeit und Werkzeugstähle, Berlin 1908. – [5] Giesen, W., Die Spezialstähle in Theorie und Praxis, Freiberg 1909.

A. Widmaier.