Sammlung Werkzeugschäden*

D. Liedtke

In welcher Form kann man diese Sammlung bekommen?

I. Jung

Auf diesen Punkt bin ich noch nicht näher eingegangen, da die Sammlung Werkzeugschäden noch nicht vollständig abgeschlossen ist. Thematisch sind die wesentlichen Schadensformen erfasst; es fehlen jedoch noch einige Beispiele, da die Sammlung und insbesondere die detaillierte Erfassung sehr aufwendig ist. Nach Abschluss dieser Arbeiten wird die Sammlung in Form eines Kataloges bzw. als CD veröffentlicht, ein endgültiger Termin kann aber noch nicht genannt werden.

U. Reese

Sie führten in Ihrem Vortrag als Ausfallursache bei dem Stahl W.-Nr. 1.2343 ein Überzeiten bei 1020 °C an. Wie haben Sie denn das Überzeiten festgestellt? Spielen hier nicht auch der Materialquerschnitt und die Ausgangskorngröße eine gewisse Rolle?

I. Jung

Sie haben Recht, das kann man nicht ganz ausschließen. Das Überzeiten haben wir an einer Kornvergröberung dünnwandiger Stellen festgestellt. Die Vermutung des Überzeitens lag in unserem Beispiel nahe, da ein Werkzeug mit großen Abmessungen (ca. 400 x 800 500 mm) und gleichzeitig ungünstiger Masseverteilung mit z. T. sehr dünnwandigen Stegen vorlag. Die Härtetemperatur war mit 1020 C angemessen, so dass die Ursache der beobachteten Kornvergröberung auf ein Überzeiten zurückgeführt werden muss, zumal keine auffällig große Ausgangskorngröße festgestellt werden konnte.

K.-O. Prietzel

Mir ist nicht ganz klar, dass bei den ledeburitischen Kaltarbeitsstählen – wie z. B. bei dem genannten Stahl W.– Nr. 1.2379 – der hohe Restaustenitgehalt die Zähigkeit absenken soll. Untersuchungen auf dem Gebiet der Bruchzähigkeit, die allerdings schon rund 20 Jahre zurückliegen, haben bei uns ergeben, dass dort natürlich die Zähigkeit besonders gut ist. Allerdings, wenn ich mich recht entsinne, in einem Anlassbereich, bei dem es zu Ausscheidungen an den Korngrenzen des Restaustenits kommt, und diese könnten dann natürlich die Ursache sein, dass dieser Zähigkeitsabfall eintritt.

I. Jung

Ja, das ist richtig. Zähigkeitsabfälle werden häufig beobachtet in Verbindung mit Korngrenzcarbiden, aber auch mit erhöhten Restaustenitgehalten. Obwohl der Restaustenit selbst weich ist, verhält er sich bei Biegebeanspruchung und vor allem bei Kerbwirkung nicht zähigkeitsfördernd, sondern risseinleitend und damit zähigkeitsmindernd. Da aber fast alle Werkzeuge – vor allem bei hohen Härten oder konstruktiv bedingt – kerbempfindlich sind, beginnt die Risseinleitung meist im weicheren Restaustenit und setzt sich von dort aus fort. Unsere Erfahrungen haben gezeigt, dass aufgrund der komplexen und vor allem dynamischen Beanspruchung von Werkzeugen die Wirkung des Restaustenits zähigkeitsmindernd ist, während sich das Verhalten im statischen Versuch nicht so nachteilig auswirkt.

R. Jönsson

Die meisten sogenannten Härterisse entstehen durch das Zusammenwirken mehrerer Ursachen. Wird nur eine als Erklärung angegeben, kommen Interpreten eventuell zu verschiedenen Aussagen über die Rissursache. Restaustenit muss nicht immer nachteilig sein. Treten im Werkstück Zugbelastungen auf, wandelt er sich zu Martensit um, wobei die damit verbundene Volumenvergrößerung in Richtung Zugspannungen geht, die dadurch abgebaut werden. Das verringert die Rissgefahr. Bei hoher Druckbeanspruchung ist Restaustenit im Kern eines Werkzeuges dagegen schädlich. Bei stoßweiser Beanspruchung, z. B. bei Kaltfließpressstempeln, verläuft die Volumenvergrößerung quer zur Druckrichtung und die Stempel können aufplatzen.

I. Jung

Ich kann es bestätigen - dies ist ein weites Feld und man muss sich tatsächlich immer im Einzelfall ansehen, wie die Beanspruchung des Werkzeugs ist. Ich habe festgestellt, dass das Werkstoffverhalten im Laborversuch und im Werkzeugeinsatz erhebliche Unterschiede aufweist, weil die Beanspruchung der Werkzeuge viel komplexer ist. Ich danke Ihnen für den Kommentar.

G. Borsenberger

Wenn Sie einen Stahl von 5% Chrom für Schmiedegesenke nehmen, so können Sie beim Vergüten ausgeprägte Carbide nicht mehr ausreichend verteilen. Das ist genau dasselbe, wenn Sie den Stahl X200Cr13 nehmen. Wenn das von dem Stahllieferanten nicht in Ordnung ist (Carbide und Seigerungen), können Sie beim Vergüten gar nichts machen, da bekommen Sie Schwierigkeiten im Einsatz.

I. Jung

Das ist richtig. Wir sind auf Unterschiede, die auf der Stahlherstellung oder Ausführung (z. B. Umschmelzungen) beruhen, noch nicht näher eingegangen, da wir uns zunächst auf die Erfassung der auffälligsten Fehler beschränkt haben. Wenn diese Erfassung abgeschlossen ist, könnte man die Sammlung um den Einfluss verschiedener Ausführungen erweitern. Daraus ließen sich z.B. Standzeitoptimierungen ableiten; von echten Fehlern kann dabei jedoch nicht gesprochen werden mit Ausnahme von unzulässigen Carbidseigerungen.

D. Liedtke

Ist Ihre letzte Bemerkung so zu verstehen, dass Sie quasi dazu auffordern, Ihnen Schäden an Werkzeugen für den Katalog zur Verfügung zu stellen?

I. Jung

Über eine möglichst rege Beteiligung würden wir uns sehr freuen! Ich weiß, dass die Erfassung von Schadensfällen eine aufwendige Angelegenheit ist, vor allem, wenn möglichst detailliert auf die Belastungen und Beanspruchungsbedingungen eingegangen wird und nicht nur Daten wie Abmessungen und Arbeitshärten erfasst werden. Es wäre uns daher eine große Hilfe, wenn Sie in Ihren Archiven und Unterlagen Schadensfälle ausfindig machen und uns zur Verfügung stellen könnten. Jede weitere Beteiligung ist uns willkommen. Wir haben zur einfacheren Erfassung Formblätter entworfen, die wir Ihnen gerne zur Verfügung stellen können.

Diskussionsteilnehmer

Dr.-Ing D. Liedtke, Robert Bosch GmbH, Stuttgart.

U. Reese, Härterei Reese GmbH, Chemnitz.

Prof. Dr.-Ing K.-0. Prietzel, Inst. f. Werkstofftechnik u. Werkstoffprüfung, Uni Magdeburg.

R. Jönsson, Fellbach.

G. Borsenberger, ATTT Ass. Technique de Traitement Thermique, Ivry-Sur-Seine, Frankreich.

Dr. rer. nat I. Jung, Fa. Böhler, Düsseldorf.