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HOCHLEISTUNGSSTÄHLE FÜR DIE STANZTECHNIK HIGH PERFORMANCE STEELS FOR THE PUNCHING AND BLANKING INDUSTRY

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HOCHLEISTUNGSSTÄHLE FÜR DIE STANZTECHNIK

HIGH PERFORMANCE STEELS FOR THE PUNCHING

AND BLANKING INDUSTRY

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2

BESTE EIGENSCHAFTEN DES WERKZEUGSTAHLES THE BEST PROPERTIES OF TOOL STEEL

Die Anforderungen an Umform-, Schneid- und Stanz-

werkzeuge steigen permanent. Heute werden von vielen

Werkzeugen – vor allem wegen des ständig steigenden

Kostendruckes – erheblich höhere Standzeiten erwartet,

als noch vor einigen Jahren. Dementsprechend steigen die

Anforderungen an Werkzeugstähle.

Für höchste Leistungsmerkmale sind hohe Festigkeit bei

gleichzeitiger Zähigkeit des Werkzeugstahles gefordert.

Stahltechnologisch ist eine Erhöhung der Zähigkeit durch

eine Verbesserung der Homogenität und des Reinheitsgrades

möglich. Dies kann durch eine Elektroschlacke-Umschmel-

zung (ESU), oder die Herstellung über den pulvermetallur-

gischen Prozess erfolgreich umgesetzt werden. Bei beiden

Technologien ist BÖHLER Edelstahl Innovationsführer.

Die BÖHLER Top-Güten für hoch-beanspruchte Werkzeuge:

The demands on forming, cutting, punching and blanking

tools are ever increasing. These days there is a considerably

longer service life expectation for many tools than there was

some years ago, mostly due to the constantly increasing cost

pressure. Consequently the demands on tool steels are also

increasing.

The highest performance characteristics demand high

strength and ductile tool steels at the same time. In steel

technology increasing the ductility is possible by improving the

homogeneity and the degree of purity. This can successfully

be done by means of electro-slag-remelting (ESR), or by

production in a powder metallurgical process. BÖHLER

Edelstahl is the innovative leader in both technologies.

BÖHLER Top grades for high performance tools:

Kaltarbeitsstähle in ESU-Güte Cold work tool steels in ESR quality

Warmarbeitsstähle in ESU-Güte Hot work tool steels in ESR quality

Pulvermetallurgische Stähle Powder metallurgical steels

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33

S290

S390

S690

K890

K390

K490

K110

S600

K305

K353

K600K329

K340

K360

W360

Die Entscheidung, hochwertige Werkzeugwerkstoffe zu ver-

wenden, liegt auf der Hand, beträgt doch der Materialanteil

eines Hochleistungswerkzeuges oft nur 5% des Gesamt-

wertes eines Werkzeuges und verlängert um ein Vielfaches

die Lebenszeit der Werkzeuge. Mit einem Wort – ein

direkter wirtschaftlicher Vorteil in der Produktion.

The reason for using quality tool materials is obvious, as the

material amount of a high performance tool is often only 5% of

the total value of a tool, yet it extends the lifetime of tools

many times. In a word, it’s a direct commercial advantage in

production.

Eigenschaftsprofi l von BÖHLER Kaltarbeitsstählen in Abhängigkeit der Herstelltechnologien /

Property profi le of BÖHLER cold work steels according to manufacturing technologies

Vers

chle

ißw

iders

tand

/ W

ear

resis

tance

Zähigkeit, Duktilität / Toughness, ductility

Pulvermetallurgie / Powder Metallurgy

ESU / ESR

konventionell / conventional

K455

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Gefügestruktur konventioneller 12%-iger Cr-Stahl /

Microstructure of conventional 12% Cr steel

Konventionelle Erzeugung

Gegenüber ESU- und PM-Güten

verminderte Standzeit durch:

• Grobe Gefügestruktur

• Unzufriedenstellende Karbidverteilung

• Ausgeprägte Seigerungen

• Geringere Homogenität

• Augesprägte Karbidzeilen, vor allem

im Zentrum großer Abmessungen

• Große Einzelkarbide

• Geringerer Reinheitsgrad

• Unterschiedliche Maßänderung in

Längs- und Querrichtung

• Verminderte Zähigkeit

Conventional Manufacture

As opposed to ESR and PM grades

there is reduced service life due to:

• a coarse microstructure

• unsatisfactory carbide distribution

• pronounced segregation

• less homogeneity

• distinct carbide lines particularly in

the center of larger diameters

• large single carbides

• a lower degree of purity

• differing dimensional stability in lon-

gitudinal and transverse directions

• reduced toughness

DESU-Erzeugung

Verbesserte Standzeit durch:

• Geringste Nichtmetallische Einschlüsse

• Geringe Mikro- und Makroseigerung

• Gute Homogenität und hoher

Reinheitsgrad

• Homogenes Gefüge über gesamten

Querschnitt und gesamte Stablänge

• Herstellung großer Stababmessungen

bei gleichbleibender Karbidverteilung

• Gleichmäßige Maßänderung

• Breites Anwendungsspektrum durch

hohe Zähigkeit

Gefügestruktur von 8%-igem Cr-Stahl in ESU-Qualität /

Microstructure of an 8% Cr steel in ESR quality

3 GÜTEKLASSEN – 3 TECHNOLOGIEN 3 QUALITY LEVELS – 3 TECHNOLOGIES

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PESR Manufacture

Improved service life due to:

• the least possible inclusion content

• lower micro and macro segregation

• good homogeneity and a higher

degree of purity

• a homogenic structure throughout the

entire cross-section and bar length

• producing larger bar dimensions at

a constant carbide distribution

• uniform dimensional stability

• a broad range of application owing

to a high degree of toughness

Gefügestruktur PM-Werkstoffe /

Microstructure PM materials

Pulvermetallurgische Erzeugung

Für höchste Anforderungen:

• Seigerungsfreier Hochleistungsstahl

• Feinste Karbidverteilung

• Höchste metallurgische Reinheit

• Isotrope Eigenschaften

• Maximale Verschleißfestigkeit bei

gleichzeitig hoher Zähigkeit

• Hohe Härte

• Sehr gute Maßbeständigkeit

• Hohe Druckbeständigkeit

• Gute Polierbarkeit

Powder metallurgical manufacturing

For the highest demands:

• segregation free high performance steel

• the finest carbide distribution

• the highest metallurgical purity

• isotropic properties

• maximum wear resistance with a

simultaneously higher toughness

• a high degree of hardness

• very good dimensional stability

• high compressive strength

• good polishability

Erschmelzen /

Melting

Verdüsen /

Atomisation

Kapsel

füllen /

Capsule

filling

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WERKSTOFFEMPFEHLUNGEN RECOMMENDED MATERIALS

Schwerpunktprogramm / Core Product Program

BÖHLER Marke Chemische Zusammensetzung in % / Chemical composition in % Normen / Standards

BÖHLER grade C Cr Mo V W Sonstige / Others DIN / EN AISI

Weitere legierte Kaltarbeitsstähle / Other alloyed cold work tool steels

1,00 5,20 1,10 0,25 – – < 1.2363 >

A2 X100CrMoV5-1

0,82 8,00 1,60 0,60 – + Al Eigenpatent /

– Patent

0,63 1,10 – 0,18 2,00 – < 1.2550 >

~ S1 60WCrV7

0,45 1,30 0,25 – – Ni = 4,00 < 1.2767 >

– 45NiCrMo16

12% Cr-Stähle / 12% Cr steels

K100

K110

K340

K360

K305

K353

K600

K455

2,00 11,50 – – – – < 1.2080 >

~ D3 X210Cr12

1,55 11,50 0,75 0,75 – – < 1.2379 >

D2 X155CrVMo12-1

1,10 8,30 2,10 0,50 – + Al Eigenpatent /

– + Nb Patent

1,25 8,75 2,70 1,18 – + Al Eigenpatent /

– + Nb Patent

S290

S390

S690

S600

BÖHLER Marke Chemische Zusammensetzung in % / Chemical composition in % Normen / Standards

BÖHLER grade C Cr Mo V W Sonstige / Others DIN / EN AISI

0,90 4,10 5,00 1,80 6,40 – < 1.3343 > ~ M2

HS6-5-2 reg.C

2,00 3,75 2,50 5,00 14,30 Co = 11,00 Eigenpatent /

Patent

1,60 4,80 2,00 5,00 10,50 Co = 8,00 – –

1,33 4,30 4,90 4,10 5,90 – – ~ M4

In der Kaltarbeit verwendete Schnellarbeitsstähle / High speed steels used in cold working

BÖHLER Marke Chemische Zusammensetzung in % / Chemical composition in % Normen / Standards

BÖHLER grade C Cr Mo V W Sonstige / Others DIN / EN AISI

0,50 4,50 3,00 0,55 – – Eigenpatent /

– Patent

In der Kaltarbeit verwendeter Warmarbeitsstahl / Hot work tool steel used in cold working

W360

BÖHLER Marke Chemische Zusammensetzung in % / Chemical composition in % Normen / Standards

BÖHLER grade C Cr Mo V W Sonstige / Others DIN / EN AISI

2,45 4,15 3,75 9,00 1,00 Co = 2,00 Eigenpatent /

Patent

1,40 6,40 1,50 3,70 3,50 + Nb Eigenpatent /

Patent

0,85 4,35 2,80 2,10 2,55 Co = 4,50 Eigenpatent /

– Patent

In der Kaltarbeit verwendete pulvermetallurgische Stähle / Powder metallurgical steels used in cold working

K390

K490

K890

8% Cr-Hochleistungsstähle / 8% Cr-high performance steels

BÖHLER Marke Chemische Zusammensetzung in % / Chemical composition in % Normen / Standards

BÖHLER grade C Cr Mo V W Sonstige / Others DIN / EN AISI

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BÖHLER Marke

BÖHLER grade

Verschleißbeständigkeit Zähigkeit Druckbelastbarkeit Maßbeständigkeit bei

abrasiv adhäsiv der Wärmebehandlung

Wear resistance Toughness Compressive strength Dimensional stability

abrasive adhesive during heat treatment

★★★

★★★

★★★

★★

★★★★

★★★★★

★★★★

★★★

★★

★★★★★

★★★★★

★★★★

K390

K100

K340

K353

K360

★★★★

★★★

★★★★

★★★★★

★★★★

★★★

★★

★★★★★

★★★★

★★★

★★★★

★★★

★★★★★

★★

★★★★

★★★★★

★★★★★

★★★★★

★★★★★

★★

★★★

★★★★

★★★★★★

★★

★★★

★★

★★★

★★★★

★★★

★★★

★★★

★★★★★

★★★★

★★★

★★

★★

★★★

★★

★★★

★★★★

★★★★

★★★★

★★

★★★★

★★★★

★★★★

★★

K110

K455

K305

S290

S390

S690

S600

Achtung: Die Bewertung der Eigenschaftsmerkmale bezieht sich ausschließlich auf das Segment Stanzen und Schneiden und die hier angeführten Stähle.

Vergleichsbewertung ist stark abhängig von der Wärmebehandlung. Für detaillierte Materialauswahl bitten wir Sie um Rücksprache mit Ihrem BÖHLER Vertreter.

Important: This evaluation is solely intended for use in blanking and cutting and for the steel grades mentioned above.

Comparison is strongly dependent on the heat treatment conditions. For detailed material selection please contact your local BÖHLER sales agent.

K600

K490

K890

W360

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WIRTSCHAFTLICHE WERKSTOFFEMPFEHLUNGEN

8

Stahlbleche und -bänder,

Al und Al-Legierungen,

Cu und Cu-Legierungen

bis Festigkeiten von

max. 600 N/mm2 /

Steel sheet/plate and

strip, Al and Al alloys,

Cu and Cu alloys of

tensile strengths values

of 600 N/mm2

K110

K340

K360

bis 3 mm /

up to 3 mm

60

K390

60

61

62

K110

K305

K340

K360

K353

3 – 6 mm 58

K390

58

60

60

60

61

55W360

62

61

59

K340 586 – 12 mm

K390

K490

K890

K353

60

60

54W360

52

61

60

K455

über 12 mm /

over 12 mm

K890

K490

50

58

52

W360

K353

58

58

K600

Stahlbleche und -bänder

sowie Metalllegierungen

mit Festigkeiten von

600 – 1000 N/mm2 /

Steel sheet/plate and

strip and metal alloys of

tensile strengths values

of 600 – 1000 N/mm2

K110

K340

K360

bis 3 mm /

up to 3 mm

58

K390

60

60

61

62

63

63

64

62

62

62

62

62

63

57

64

63

62

60

62

62

56

56

63

62

54

60

54

60

60

62

62

62

63

60 63

K490

K890

59 62S600

S600

S600

Zu schneidender Materialdicke / BÖHLER Marke Richtwerte für die Einbauhärte der Stempel und Matrizen in HRc

Werkstoff / Material BÖHLER grade Av. values for the work hardness of the punches and dies in HRc

Material to be cut thickness Komplexe Formen und/oder einfache Formen und/oder

hohe Blechdicke / Complex dünne Blechdicke / Simple

shapes and/or thick sheets shapes and/or thin sheets

K110

K340

K360

3 – 6 mm 56

K390

58

58

60

60

60

60

62

K490

K890

60

60

62

62

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PROFITABLE MATERIAL RECOMMENDATIONS

Zu schneidender Materialdicke / BÖHLER Marke Richtwerte für die Einbauhärte der Stempel und Matrizen in HRc

Werkstoff / Material BÖHLER grade Av. values for the work hardness of the punches and dies in HRc

Material to be cut thickness Komplexe Formen und/oder einfache Formen und/oder

hohe Blechdicke / Complex dünne Blechdicke / Simple

shapes and/or thick sheets shapes and/or thin sheets

Stahlbleche und -bänder

sowie Metalllegierungen

mit Festigkeiten von

600 – 1000 N/mm2 /

Steel sheet/plate and

strip and metal alloys of

tensile strengths values

of 600 – 1000 N/mm2

K3406 – 12 mm 54

K390

K490

K890

K353

58

58

52W360

50

58

58

K455

über 12 mm /

over 12 mm

K890

K490

58

58

52

57

W360

K353

48K455

48K600

56

60

60

54

54

60

60

60

60

54

59

52

52

Feinschneidwerkzeuge

für Bleche und Bänder

aus metallischen

Werkstoffen /

Precision blanking tools

for sheets and strips

made of metallic materials

60S600

K110

K305

K340

K360

K353

bis 4 mm /

up to 4 mm

K390

K490

60

60

61

61

60

62

62

S290 63

S390 62

S690 60

62

62

61

63

63

62

64

64

67

64

62

K110

K305

K340

K360

K353

4 – 8 mm 58

K390

K490

58

60

60

60

61

61

59S600

S390 61

S690 60

60

60

62

62

62

63

63

62

64

62

K890 60 63

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Zu schneidender Materialdicke / BÖHLER Marke Richtwerte für die Einbauhärte der Stempel und Matrizen in HRc

Werkstoff / Material BÖHLER grade Av. values for the work hardness of the punches and dies in HRc

Material to be cut thickness Komplexe Formen und/oder einfache Formen und/oder

hohe Blechdicke / Complex dünne Blechdicke / Simple

shapes and/or thick sheets shapes and/or thin sheets

Feinschneidwerkzeuge

für Bleche und Bänder

aus metallischen

Werkstoffen /

Precision blanking tools

for sheets and strips

made of metallic materials

8 – 12 mm K340

K390

58

60

54W360

58S600

S390 60

S690 58

50W360über 12 mm /

over 12 mm

58

58

58

K890

K490

S690

60

62

56

62

63

62

54

62

62

62

K360 58 60

K490

K890

60

59

62

62

bis 1 mm /

up to 1 mm

63

62

62

63

Trafo- und Dynamo-

bleche und Bänder

(hochabrassiv) /

Sheet/plate and strips

for dynamos and trans-

formers

K100

K390

K490

S290

62S390

65

64

64

68

66

60K110 62

61 63K360

62S690 64

1 – 3 mm

3 – 6 mm

59

61

60

61

K390

K490

S390

58

60

60

60

K390

K490

S390

62

63

63

63

60

62

63

62

K360

K340

60K890 63

WIRTSCHAFTLICHE WERKSTOFFEMPFEHLUNGEN

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Zu schneidender Materialdicke / BÖHLER Marke Richtwerte für die Einbauhärte der Stempel und Matrizen in HRc

Werkstoff / Material BÖHLER grade Av. values for the work hardness of the punches and dies in HRc

Material to be cut thickness Komplexe Formen und/oder einfache Formen und/oder

hohe Blechdicke / Complex dünne Blechdicke / Simple

shapes and/or thick sheets shapes and/or thin sheets

bis 3 mm /

up to 3 mm

62

62

3 – 6 mm

6 – 12 mm

Austenitische Stähle /

Austenitic steels

K390

K490

58

61

61

59

60

K390

K490

K353

S390

54

58

W360

K353

56

58

59

58

K340

K390

K490

S390

60K890

über 12 mm /

over 12 mm 54

57

W360

K353

58S690

58

58

K890

K490

64

64

60

63

63

61

64

56

60

58

60

61

60

62

56

59

60

60

60

60 62K340

60

60

63

62

K360

K353

S600 61 63

K340

60K890 63

60S690 62

63S390 65

61S690 63

PROFITABLE MATERIAL RECOMMENDATIONS

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SCHNEIDEN/STANZEN VON HOCH- UND HÖCHSTFESTEN BLECHEN CUTTING/PUNCHING AND BLANKING OF HIGH-STRENGTH AND ULTRA HIGH-STRENGTH SHEETS

Zur Gewichtseinsparung und Erhöhung der Crashsicherheit

von Fahrzeugen werden zunehmend hoch- und höchstfeste

Stahlbleche eingesetzt. Die Werkstoffvielfalt reicht dabei

von DP- (Dualphasen) über TRIP- (Transformation Induced

Plasiticity) bis hin zu pressgehärteten (22MnB5) Stählen. Dabei

erreichen die Bauteile Zugfestigkeiten von bis zu 1500 MPa.

Häufig werden Blechdicken über 1,5 mm derzeit durch das

zeit- und kostenintensive Laserschneidverfahren beschnitten,

da aufgrund geringer Werkzeugstandzeiten ein Scherschneid-

prozess noch nicht wirtschaftlich erscheint.

In Kombination mit der hohen Werkstofffestigkeit und -härte

führt dies bei Schneidoperationen an hoch- und höchstfesten

Blechbauteilen bei Verwendung herkömmlicher mechanischer

Scherschneidkonzepte zu extremen Werkzeugverschleiß.

Diese neuartigen Hochleistungsbleche weisen in diesem

Zusammenhang ein überaus großes Zukunftspotential auf.

Dieses lässt sich jedoch nur dann erschließen, wenn es

gelingt, dem hohen Funktionalitätsanspruch mit geeigneten

Fertigungstechnologien zu begegnen.

High-strength and ultra high-strength sheet steels are being

used more and more for two reasons: They save weight and

they increase the crash safety of vehicles. The great variety

of materials ranges from DP steels (dual phase steels), TRIP

steels (transformation induced plasticity steels) to press-

hardened (22MnB5) steels. Such components reach a tensile

strength of up to 1,500 MPa. Sheets thicker than 1.5 mm are

still cut by time and cost intensive laser cuts because a shear-

cutting operation seems not to be profitable enough due to a

lower tool service life.

In combination with a high tool strength and hardness, an

extremely high tool wear is produced when high-strength and

ultra high-strength sheet parts are cut in conventional mecha-

nical shear-cutting operations. These new high-performance

sheets have considerable potential for the future, which can

only be tapped when the best-suited production technology

complies with the very high functional demand.

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13

Die Einflussfaktoren beim Schneiden und Stanzen von

hoch- und höchstfesten Blechen sind u. a.:

• Schnittschlagdämpfung

• Kantenverrundung

• Schneidspalt

• Werkzeugstahl

• Blechdicke

• Blechbeschichtung

• Komplexität der Schnittlinie

• Beschneiden / Lochen

• Stabilität der Presse

Schadensmechanismen und Vermeidung

Beim Kaltumformen wird die Werkzeuglebensdauer bei ein-

fachen Massenteilen meist durch den Verschleiß bestimmt.

Bei komplizierten Formteilen wird die Werkzeugstandzeit

wegen der hohen Kontaktspannungen durch den Ermüdungs-

bruch von Werkzeugaktivelementen begrenzt. Vorzeitiger

Werkzeugausfall durch Ermüdungs- oder Gewaltbruch verur-

sacht unerwartete Störungen im Fertigungsprozess. Neben

den Ersatzkosten für die gebrochenen Werkzeuge können

auch erhebliche Maschinenstillstandskosten anfallen.

In der Kaltumformung versagen 80% aller Werkzeuge beim

Herstellen einfacher Massenteile durch Verschleiß.

The influencing factors during cutting, punching and

blanking of high-strength and ultra high-strength sheets are:

• dampening of the cutting shock

• edge rounding

• blade clearance

• tool steel

• sheet thickness

• sheet coating

• complexity of the cutting line

• trimming/punching

• stability of the press

Types of wear and how to avoid them

Tool service life of simple parts is most frequently determined

by the wear produced during cold forming. Tool service life

of complicated formed parts is limited by fatigue fracture of

active tool elements due to high contact stresses. An early

tool break produced by a fatigue fracture or a forced fracture

causes unexpected delays in the production process.

Machine standstills and the replacement for the broken tool

incur considerable costs.

80 % of all the tools in cold forming fail due to wear during

simple mass parts manufacture.

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14

SCHADENSMECHANISMEN UND DEREN VERMEIDUNG TYPES OF WEAR AND HOW TO AVOID THEM

Abrasiver Verschleiß

Verschleiß ist der fortschreitende Materialverlust aus der

Oberfläche eines festen Körpers, hervorgerufen durch mecha-

nische Ursachen, im Wesentlichen durch Reibung. Unter

Abrasion versteht man den pflügenden, spanenden oder

brechenden Materialabtrag beim Kontakt zweier Werkstoffe.

Bei Werkzeugen für die Kaltumformung kommt es dabei

hauptsächlich zur Erosion der Matrix des Werkzeugwerk-

stoffes. Karbide verlangsamen diesen Prozess.

Abrasive wear

Wear is the continuous loss of material from a solid’s surface

subjected for instance to constant mechanical rubbing.

Abrasion is the process of wearing down of material by

plowing, fracture, chipping of two materials during contact.

Erosion of the material’s matrix is generally produced in tools

used in cold forming. Carbides slow down this process.

Abrasiver Verschleiß – Erosion der Matrix / Abrasive wear – erosion of the matrix

Lösungsansatz:

Hochfeste Matrix – Hartphasen (Karbide)

Approach to solve the problem:

High-strength matrix – hard phases (carbides)

Schneidkante / Cutting edge

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Adhäsiver Verschleiß

Adhäsion umfasst die Ausbildung und Trennung von Haft-

punkten in der Grenzfläche. Eine Adhäsion von Stahl ist bei

metallischen Gegenkörpern besonders dann zu erwarten,

wenn trennende Schichten fehlen. Um die Neigung zum Kalt-

verschweißen eines Werkzeugstahles zu verbessern, ist es

einerseits notwendig, eine höhere Härte/Festigkeit der vergü-

teten martensitischen Stahlmatrix zu entwickeln. Andererseits

kommt es zwischen den im Werkzeugstahl vorhandenen

Karbiden und dem umzuformenden Werkstoff nicht zur Adhä-

sion, sodass höherer Anteil und gleichmäßige Verteilung der

Karbide die Beständigkeit gegen adhäsiven Verschleiß erhöhen.

Adhesive wear

Adhesion is the forming and disjoining of adhesive contact

points on bounding surfaces. Adhesion in steels is especially

expected when metallic counter bodies do not have any

separating layers. In order to improve the tendency towards

cold welding of tool steels it is first necessary to develop a

higher hardness/strength of the heat-treated martensitic steel

matrix. Then, no adhesion develops between the carbides in

the tool steel and the material to be formed. Consequently,

the carbides’ higher content and uniform distribution increase

the adhesive wear resistance.

Adhäsiver Verschleiß – Kaltaufschweißung, Materialauftragung / Adhesive wear – cold depositing, material application

Schneidkante / Cutting edge

Lösungsansatz:

Hochfeste Matrix – Minimaler Karbidabstand (feine

Karbide, gleichmäßige Verteilung, hoher Karbidgehalt)

Approach to solve the problem:

High-strength matrix – minimum carbide distance (fine

carbides, uniform distribution, high carbide content)

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SCHADENSMECHANISMEN UND DEREN VERMEIDUNG TYPES OF WEAR AND HOW TO AVOID THEM

Ermüdung

Unter Werkstoffermüdung versteht man Rissinitiation und

Risswachstum aufgrund zyklischer Beanspruchung. Obwohl

die Werkzeuge für die Kaltumformung in den meisten Fällen

durch die Armierung unter Druck vorgespannt sind, können

zum Beispiel beim Verpressen Ermüdungsbrüche auftreten.

Fatigue

Fatigue of materials is the crack initiation and crack growth

in materials subjected to cyclic loading. In most of the cases,

though, tools used in cold forming are pretensioned under

pressure by reinforcement. They may, nevertheless, break by

fatigue fracture when being injected.

Ermüdung – Oberfl ächenzerrüttung, plast. Deformation

Fatigue – spalling, plastic deformation

Tribooxidation – chemische Reaktion Werkzeug – Werkstück

Tribo-oxidation – chemical reaction between tool and workpiece

Lösungsansatz:

Hohe Streckgrenze & Duktilität – feines, gleich-

mäßiges Gefüge – Reinheitsgrad (minimale innere

Defektgrößen ––> Karbide, NME)

Approach to solve the problem:

High stretching limit & ductility – fine, uniform micro-

structure – degree of purity (minimum inner defective

sizes ––> carbides, NME)

Lösungsansatz:

Feines und gleichmäßiges Gefüge – Fähigkeit zur

Oberflächenpassivierung (Legierungselemente

Cr, Al, …)

Approach to solve the problem:

Fine and uniform microstructure – ability of surface

passivation (alloys Cr, Al, …)

Tangentialrisse /

Tangential cracks

Kantenausbruch

aufgrund zyklischer

plast. Deformation /

Edge chipping due

to cyclical plastic

deformation

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Die zuvor betrachteten Werkstoffe haben gemeinsam dass sich ihre Umform-

barkeit und Duktilität mit Zunahme der härtenden Phasen verringert.

All the materials mentioned above have decreasing formability and ductility

properties with increasing hardening phases.

Die zuvor betrachteten Werkstoffe haben gemeinsam dass sich ihre Umform-

barkeit und Duktilität mit Zunahme der härtenden Phasen verringert

All the materials mentioned above have decreasing formability and ductility

properties with increasing hardening phases

Zu schneidender Materialdicke / BÖHLER Marke Richtwerte für die Einbauhärte der Stempel und Matrizen in HRc

Werkstoff / Material BÖHLER grade Av. values for the work hardness of the punches and dies in HRc

Material to be cut thickness Komplexe Formen und/oder einfache Formen und/oder

hohe Blechdicke / Complex dünne Blechdicke / Simple

shapes and/or thick sheets shapes and/or thin sheets

Stahlbleche und -bänder

sowie Metalllegierungen

mit Festigkeiten über

1000 N/mm2 /

Steel sheet/plate and

strip and metal alloys of

tensile strengths values

over 1000 N/mm2

bis 2 mm /

up to 2 mm

über 2 mm /

over 2 mm

K340

K360

K390

60

60

62

K340 58

K490

K890

55

60

60

W360

K490

K890

62

60

S390 62

S690 60

S390 60

S690

60

62

62

64

60

57

62

64

64

64

64

64

62

62

60 62S600

60 64

S600

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1818

ANWENDUNG VON HOCH- UND HÖCHSTFESTEN BLECHEN APPLICATION OF HIGH-STRENGTH AND ULTRA HIGH-STRENGTH SHEETS

Anwendung / Applications

Low-strength steels: Mild steels 29%

High-strength steels (HSS): 28%

High-strength interstitial-free steels (HSIF),

Bake hardening steels (BH),

High-strength low alloy steels (HSLA)

Advanced high-strength steels (AHSS): 13%

Dual phase steels (DP), Transformation induced

plasticity steels (TRIP)

Stainless steels: Austenitic stainless steels

Ultra high-strength steels (UHSS):

Complex phase steels (CP), Martensitic steels (MS)

Press hardened steels (PHS) 11%

Aluminium sheets: 7xxx series

Aluminium sheets: 6xxx series 14%

Aluminium sheets: 5xxx series

Aluminium extrusion profi les 3%

Cast aluminium 2%

29%

28%

13%

11%

14%

3% 2%

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19

Bru

chd

ehnung A

80 (%

) /

Fra

ctu

re s

train

A8

0 (%

)

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Zugfestigkeit (MPa) / Tensile strength (MPa)

Gusswerkzeuge /

Cast iron tools

ULC Ultra low carbon steels

LC Low carbon steels

HSIF High strength IF steels

Isotrop Isotropic steels

BH Bake-hardening steels

HSLA High-strength low alloyed steels

TRIP Transformation induced plasiticity steels

CMn Carbon manganese steels

DP Dual phase steels

PM Partial martensitic steels

PHS Presshardened steels

ULC

(IF)

LC

Isotrop

HSLA

TRIP

DP

PM

HSIF

BH

CMn

PHS

22MnB5

50

40

30

20

10

0

Werkzeugstähle – Blechwerkstoffe / Tool steels – sheet materials

Werkstoffe für das Schneiden und Stanzen von hoch- und höchstfesten Blechen

Materials used for cutting, punching and blanking of high-strength and ultrahigh-strength sheets

K340K340K110

K390

K490

S390

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BW 051 DE - 09.2012 - 1.000 CD - NOS

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