Skip to main content
Article
Licensed
Unlicensed Requires Authentication

Optimierte Eigenschaften von Werkzeugstahl für Presshärtewerkzeuge*

  • , , , and
Published/Copyright: February 16, 2016
Become an author with De Gruyter Brill
Submit Manuscript Author Information
HTM Journal of Heat Treatment and Materials
From the journal HTM Journal of Heat Treatment and Materials Volume 71 Issue 1

Kurzfassung

Das Presshärten von hochfesten Karosseriebauteilen stellt eine Schlüsseltechnologie dar, mit der moderne Leichtbaukonzepte und hohe Sicherheitsstandards in der Automobilindustrie realisiert werden können. Die Fertigung derartiger Bauteile erfordert jedoch einen hohen technischen Standard bzgl. der Prozessführung, der Wärmeführung und der Auslegung der Presshärtewerkzeuge. Die Warmumformung der heißen Bleche verursacht dabei sowohl mechanische als auch thermische Beanspruchungen an den Werkzeugen und führt aufgrund der Relativbewegung zwischen Werkzeug und Bauteil zu Verschleiß an der Werkzeugoberfläche. Aktuelle Forschungsvorhaben haben daher zum Ziel, neue Werkzeugstähle zu entwickeln, welche in Bezug auf Presshärtewerkzeuge optimierte Eigenschaften besitzen. Eine dieser Entwicklungen ist der neue Sonderwerkstoff CP2M®, ein Werkzeugstahl mit erhöhter Wärmeleitfähigkeit und sehr gutem Verschleißwiderstand.

Abstract

In the automotive industry, hot stamping of high-strength automotive body parts is a key technology to fulfill the requirements given by lightweight constructions and safety concepts. To produce such parts, the process and heat control as well as the design of hot stamping tools are of major importance. Stamping of the hot sheet metal blanks leads to high thermal, mechanical, and tribological impact on the tool which decreases its lifetime. Therefore, current research projects deal with the development of new tool steels which show better performance with respect to hot stamping tools. One of these developments is the new special steel grade CP2M® which offers high thermal conductivity and excellent wear resistance.

Schlüsselwörter: Presshärten; Werkzeugstahl; Wärmebehandlung; Wärmeleitfähigkeit; Verschleißwiderstand
Keywords: Hot Stamping; Tool Steel; Heat Treatment; Thermal Conductivity; Wear Resistance
*

Vortrag von Jens J. Wilzer auf dem HK 2015, dem 71. HärtereiKongress, 28.–30. Oktober 2015 in Köln. Dieser Vortrag wurde mit dem Paul-Riebensahm-Preis 2015 ausgezeichnet.

6 (Kontakt/Corresponding author)

Literatur

1. Patent GB1490535: Manufacturing a hardened steel article. Norrbottens Jaernverk AB, Schweden, 1977Search in Google Scholar

2. Karbasian, H.; Tekkaya, A. E.: A review of hot stamping. J. Mater. Process. Technol.210 (2010), S. 2103–2118, 10.1016/j.jmatprotec.2010.07.019Search in Google Scholar

3. Bartos, R.: Automobiler Leichtbau mit Stahl – Heißes Eisen: warmumgeformte Stähle. Stahl-Informations-Zentrum Medieninformationen, 2011Search in Google Scholar

4. Kleimann, M.; Schorn, T.: Konsequenter Leichtbau. ATZ extra17 (2012) 6, S. 38–4710.1365/s35778-012-0756-xSearch in Google Scholar

5. Merklein, M.; Lechler, J.: Investigation of the thermo-mechanical properties of hot stamping steels. J. Mater. Process. Technol.177 (2006) 1–3, S. 452–455, 10.1016/j.jmatprotec.2006.03.233Search in Google Scholar

6. Naderi, M.; Ketabchi, M.; Abbasi, M.; Bleck, M.: Analysis of microstructure and mechanical properties of different boron and non-boron alloyed steels after being hot stamped. Procedia Eng.10 (2011), S. 460–465, 10.1016/j.proeng.2011.04.078Search in Google Scholar

7. Hoffmann, H.; So, H.; Steinbeiss, H.: Design of Hot Stamping Tools with Cooling System. CIRP Ann. Manuf. Techn.56 (2007) 1, S. 269–272, 10.1016/j.cirp.2007.05.062Search in Google Scholar

8. Abdulhay, B.; Bourouga, B.; Dessain, C.; Brun, G.; Wilsius, J.: Development of Estimation Procedure of Contact Heat Transfer Coefficient at the Part-Tool Interface in Hot Stamping Process. Heat Transfer Eng.32 (2011) 6, S. 497–505, 10.1080/01457632.2010.506362Search in Google Scholar

9. Hardell, J.; Prakash, B.: High-temperature friction and wear behaviour of different tool steels during sliding against Al-Si-coated high strength steel. Tribol. Int.41 (2008) 7, S. 663–671, 10.1016/j.triboint.2007.07.013Search in Google Scholar

10. Boher, C.; Le Roux, S.; Penazzi, L.; Dessain, C.: Experimental investigation of the tribological behavior and wear mechanisms of tool steel grades in hot stamping of high-strength boron steel. Wear294–295 (2012), S. 286–295, 10.1016/j.wear.2012.07.001Search in Google Scholar

11. Valls, I.; Casas, B.; Rodriguez, N.; Paar, U.: Benefits from using high thermal conductivity tool steels in the hot forming of steels. La Metallu. Ital.11–12 (2010), S. 23–28Search in Google Scholar

12. Gelder, S.; Jesner, G.: New high performance hot work tool steel with improved physical properties. Proc. 9th Int. Tooling Conf., Tool 2012, 11.–14.09.12, Leoben, Österreich; H.Leitner, R.Kranz, A.Tremmel (Hrsg.), 2012, S. 199–206Search in Google Scholar

13. Meurisse, E.; Ernst, C.; Bleck, W.: Improvement of thermal conductivity of hot-work tool steels by alloy design and heat treatment. Proc. 9th Int. Tooling Conf., Tool 2012, 11.–14.09.12, Leoben, Österreich; H.Leitner, R.Kranz, A.Tremmel (Hrsg.), 2012, S. 215–224Search in Google Scholar

14. Terada, Y.; Ohkubo, K.; Mohri, T.; Suzuki, T.: Effects of Alloying Additions on Thermal Conductivity of Ferritic Iron. ISIJ Int.42 (2002) 3, S. 322–32410.2355/isijinternational.42.322Search in Google Scholar

15. Valls, I.; Casas, B.; Rodriguez, N.: Importance of Tool Material Thermal Conductivity in the Die Longevity and Product Quality in HPDC. Proc. 8th Int. Tooling Conf., Tool 2009, 02.–04.06.09, Aachen, Deutschland; P.Beiss, C.Broeckmann, S.Franka, B.Keysselitz (Hrsg.), 2009, S. 127–140Search in Google Scholar

16. Wilzer, J.: Wärmeleitfähigkeit martensitischer Stähle – Physikalische Zusammenhänge, Einflussfaktoren und technischer Nutzen. Dissertation, Ruhr-Universität Bochum, 2014, 10.13140/2.1.2482.0001Search in Google Scholar

17. Wilzer, J.; Weber, S.; Escher, C.; Theisen, W.: Werkstofftechnische Anforderungen an Presshärtewerkzeuge am Beispiel der Werkzeugstähle X38CrMoV5–3, 30MoW33–7 und 60MoCrW28–8–4. HTM J. Heat Treatm. Mat.69 (2014) 6, S. 325–332, 10.3139/105.110237Search in Google Scholar

18. Wilzer, J.; Lüdtke, F.; Weber, S.; Theisen, W.: The influence of heat treatment and resulting microstructures on the thermophysical properties of martensitic steels. J. Mat. Sci.48 (2013) 24, S. 8483–8492, 10.1007/s10853-013-7665-2Search in Google Scholar

19. Bungardt, K.; Spyra, W.: Wärmeleitfähigkeit unlegierter und legierter Stähle und Legierungen bei Temperaturen zwischen 20 und 700°C. Arch. Eisenhüttenwes.36 (1965) 4, S. 257–26710.1002/srin.196504080Search in Google Scholar

20. Kohlhaas, R.; Kierspe, W.: Wärmeleitfähigkeit von reinem Eisen und einigen ferritischen und austenitischen Stählen zwischen der Temperatur der flüssigen Luft und Raumtemperatur. Arch. Eisenhüttenwes.36 (1965) 4, S. 301–30910.1002/srin.196504085Search in Google Scholar

21. Wilzer, J.; Küpferle, J.; Weber, S.; Theisen, W.: Temperature-dependent thermal conductivities of non-alloyed and high-alloyed heat-treatable steels in the temperature range between 20 and 500°C. J. Mat. Sci.49 (2014) 14, S. 4833–4843, 10.1007/s10853-014-8183-6Search in Google Scholar

22. Wilzer, J.; Küpferle, J.; Weber, S.; Theisen, W.: Influence of Alloying Elements, Heat Treatment, and Temperature on the Thermal Conductivity of Heat Treatable Steels. Steel Res. Int. (2014), 10.1002/srin.201400294Search in Google Scholar

23. Hafenstein, S.; Werner, E.; Wilzer, J.; Theisen, W.; Weber, S.; Sunderkötter, C.; Bachmann, M.: Influence of Temperature and Tempering Conditions on Thermal Conductivity of Hot Work Tool Steels for Hot Stamping Applications. Steel Res. Int.86 (2015), S. 1628–1635, 10.1002/srin.201400597Search in Google Scholar

24. Lampke, T.; Friesen, E.: Miller-Test (Dreikörperabrasivverschleiß). Institut für Werkstoffwissenschaften und Werkstofftechnik der Technischen Universität Chemnitz, 2008Search in Google Scholar

Online erschienen: 2016-02-16
Erschienen im Druck: 2016-01-20

© 2016, Carl Hanser Verlag, München

Articles in the same Issue

  1. Veranstaltungen/Events
  2. Veranstaltungen
  3. HTM-Praxis
  4. HTM-Praxis
  5. Inhalt/Contents
  6. Inhalt
  7. Kurzfassungen/Abstracts
  8. Kurzfassungen
  9. Fachbeiträge/Technical Contributions
  10. Prozessintegration der Wärmebehandlung in die Fertigung*
  11. Martensitbildung in Fe-basierten Legierungen während der Erwärmung von Stickstoff- Siedetemperatur*
  12. Bearing steels for induction hardening – Part I
  13. Optimierte Eigenschaften von Werkzeugstahl für Presshärtewerkzeuge*
  14. FE-Simulation des induktiven Härtens am Beispiel einer Kalanderwalze*
  15. Carbonitrieren von Einsatz- und Vergütungsstählen für Lageranwendungen
https://doi.org/10.3139/105.110278
Keywords for this article
Hot Stamping; Tool Steel; Heat Treatment; Thermal Conductivity; Wear Resistance

Articles in the same Issue

  1. Veranstaltungen/Events
  2. Veranstaltungen
  3. HTM-Praxis
  4. HTM-Praxis
  5. Inhalt/Contents
  6. Inhalt
  7. Kurzfassungen/Abstracts
  8. Kurzfassungen
  9. Fachbeiträge/Technical Contributions
  10. Prozessintegration der Wärmebehandlung in die Fertigung*
  11. Martensitbildung in Fe-basierten Legierungen während der Erwärmung von Stickstoff- Siedetemperatur*
  12. Bearing steels for induction hardening – Part I
  13. Optimierte Eigenschaften von Werkzeugstahl für Presshärtewerkzeuge*
  14. FE-Simulation des induktiven Härtens am Beispiel einer Kalanderwalze*
  15. Carbonitrieren von Einsatz- und Vergütungsstählen für Lageranwendungen
Downloaded on 17.4.2026 from https://www.degruyterbrill.com/document/doi/10.3139/105.110278/html
Scroll to top button