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Werkstofftechnische Anforderungen an Press-härtewerkzeuge am Beispiel der Werkzeugstähle X38CrMoV5-3, 30MoW33-7 und 60MoCrW28-8-4

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Published/Copyright: December 22, 2014
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HTM Journal of Heat Treatment and Materials
From the journal HTM Journal of Heat Treatment and Materials Volume 69 Issue 6

Kurzfassung

Das Presshärten von Stahlblechen zur Fertigung von Karosserieteilen in der Automobilindustrie stellt hohe Anforderungen an die dafür eingesetzten Werkzeuge. Diese werden mechanisch, thermisch und tribologisch belastet, wobei die Standzeit eines Werkzeuges in vielen Fällen durch abrasiven Verschleiß begrenzt wird. Die Taktzeit des Presshärteprozesses und damit dessen Produktivität hängen zudem von der Wärmeleitfähigkeit der verwendeten Werkzeugwerkstoffe ab, sodass ein Kompromiss zwischen den mechanischen und den thermophysikalischen Eigenschaften zu suchen ist. Industriell etablierte Lösungen für Presshärtewerkzeuge setzen auf hochlegierte Warmarbeitsstähle, von denen sich vor allem der Stahl X38CrMoV5-3 durchgesetzt hat. In diesem Beitrag werden die Auf- und Einhärtung, der abrasive Verschleißwiderstand sowie die Wärmleitfähigkeit zweier neuer Stähle im Vergleich zum X38CrMoV5-3 dargestellt und diskutiert. Es wird gezeigt, dass eine alleinige Auslegung eines Werkzeugstahles auf eine hohe Wärmeleitfähigkeit nicht zielführend ist und dass der Einfluss der Wärmebehandlung sowohl für die mechanischen als auch die thermophysikalischen Eigenschaften berücksichtigt werden muss.

Abstract

Press hardening of low-alloyed sheet steel gained in importance, in particular with respect to the production of body parts in the automotive industry. The press hardening process makes high demands on the tools by mechanical, thermal and tribological loads whereas the lifetime of a tool is limited mainly by abrasive wear. The cycle time of the press hardening process and thus its productivity are furthermore dependent on the thermal conductivity of the tool material. Therefore, a compromise has to be found between the mechanical and thermophysical properties. Industrially established solutions rely on high-alloyed hot work steels of which the grade X38CrMoV5-3 became widely accepted. In this context, hardening capacity, hardness penetration, abrasive wear resistance and thermal conductivity of two new tool steels are presented and discussed with respect to the reference steel X38CrMoV5-3. The authors show that an exclusive optimization of tool steels regarding high thermal conductivity is insufficient. Furthermore, it is shown that the influence of heat treatment must be considered for both, mechanical and thermophysical properties.

Schlüsselwörter: Werkzeugstahl; Presshärten; Verschleißwiderstand; Wärmeleitfähigkeit; Wärmebehandlung; Calphad
Keywords: Tool steel; hot stamping; wear resistance; thermal conductivity; heat treatment; Calphad
5 (Corresponding author/Kontakt)

Literatur

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Online erschienen: 2014-12-22
Erschienen im Druck: 2014-12-11

© 2014, Carl Hanser Verlag, München

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Keywords for this article
Tool steel; hot stamping; wear resistance; thermal conductivity; heat treatment; Calphad

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Downloaded on 12.4.2026 from https://www.degruyterbrill.com/document/doi/10.3139/105.110237/html
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