Schnellarbeitsstahl

Schnellarbeitsstahl ( HSS )

- Einleitung -

Diesen Schneidstoffen bzw. Werkzeugen kommt speziell in der metallverarbeitenden Industrie eine dominierende Rolle zu. Obwohl selbst nur mit 2-5% an den Gesamtherstellkosten eines Werkstückes beteiligt, beeinflussen sie jedoch durch ihre Leistungsfähigkeit mehr als 50% der Produktionskosten eines Bauteils. Aus diesem Grund sind die Schneidstoffe schon immer Gegenstand intensiver Forschung gewesen.

In diesem Referat befassen wir uns mit den Hochleistungsschnellarbeitsstählen, vor allem bekannt durch das übliche technische Kürzel HSS ( engl.: High Speed Steel ) dieses bezeichnet eine Gruppe Hochlegierter Werkzeugstähle. In der industriellen Fertigung spielen sie inzwischen eine untergeordnete Rolle, jedoch werden sie in absehbarer Zeit in einigen Bearbeitungsfällen nicht durch andere Schneidstoffe zu ersetzen sein.

HSS - Werkstoffe zeichnen sich durch große Härte, Anlassbeständigkeit, Verschleißfestigkeit und Warmfestigkeit aus und lässt Arbeitstemperaturen bis zu 600°C zu. Beschichtungen aus Titannitrid steigern diese Härte und Verschleißfestigkeit noch weiter und erhöhen dabei auch die Korrosionsbeständigkeit. Sie werden hauptsächlich für Werkzeuge zur spanenden Metall Bearbeitung mit Werkzeugmaschinen verwendet. Bei der Abkürzung HSS-G steht das "G" für geschliffen; HSS-E ist ein höherwertiger Werkstoff, der zusätzlich mit Kobalt legiert ist. Er wird für die Bearbeitung von Materialien mit höherer Festigkeit eingesetzt.

- Zusammensetzung -

Hochleistungsschnellarbeitsstahl werden hergestellt mit bis zu 2,2 % Kohlenstoffgehalt und bis zu 30 % Anteil an Legierungselementen wie Kobalt, Wolfram, Molybdän, Nickel, Vanadium und Titan. Diese bilden zusammen mit dem Kohlenstoff die für den Einsatzzweck Maßgeblichen Karbide.

HSS ist ein hochlegierter Stahl mit Verschleiß- und wärmebeständigen Bestandteilen wie Wolfram, Vanadium, Molybdän, Kobalt und Chrom.

PM - HSS sind Pulvermetallurgisch erzeugte Werkzeuge mit besonders gleichmäßig verteilen Karbidkörnern, was hohe Schneidkantenstabilität ergibt. PM- HSS hat im Gegensatz zu HSS im Auslieferungszustand schon eine Härte von ca. 260 HB (880 N/mm²), wobei HSS nur ca. 190 HB (640N/mm² ).

Beide Stahlarten können aber mit dem Verfahren der Wärmebehandlung auf verschiedene Härten gebracht werden.

• bei HSS können Härten von 56-57 HRc** erreicht werden
• bei PM- HSS sind Härten von 64-66 HRc** erreichbar

( **HRc = Härteprüfung nach Rockwell aus der Skale c )

- Wärmebehandlung -

(Stahl sollte vor Entkohlung/Oxidation geschützt werden) Weichglühen: 810 °C, Haltezeit 4 Std, langsame Ofenabkühlung oder Sand Spannungsarmglühen: 650-700 °C, Haltezeit 2 Std, langsame Ofenabkühlung oder Sand Härten: 2- oder 3- stufiges Vorwärmen 700, 800 und evtl. 1050 °C für das Vakuumhärten Austenitisieren: 960-1180 °C je nach erforderlicher Härte Abschrecken: mit Temperaturausgleich bei 540 und 200 °C möglich Anlassen: stets bei 560 °C mindestens 3 mal anlassen

Austernitisierungstemperatur gewünschte Härte: