Schnellarbeitsstahl vs. Wolframstahl: Vergleich der Leistungsmaterialien

Stellen Sie sich hochpräzise Werkzeugmaschinen vor, die mit unglaublicher Geschwindigkeit arbeiten und mit fliegenden Funken durch harte Metalle schneiden. Was ermöglicht es diesen Schneidwerkzeugen, solch extremen Bedingungen standzuhalten und gleichzeitig ihre Schärfe und Haltbarkeit beizubehalten? Die Antwort liegt oft in ihrer Materialzusammensetzung – Schnellarbeitsstahl oder Wolframstahl. Beide sind unverzichtbare Werkzeugstähle in der modernen Industrie, aber was genau zeichnet sie aus und wie sollte man für bestimmte Anwendungen zwischen ihnen wählen? Dieser Artikel bietet eine detaillierte Analyse ihrer Eigenschaften, Anwendungen und Auswahlkriterien.

Schnellarbeitsstahl (HSS) ist ein komplexer legierter Stahl, der für seine außergewöhnliche Härte, Verschleißfestigkeit und Hitzebeständigkeit bekannt ist. Es handelt sich nicht um ein Einkomponentenmaterial, sondern um eine Legierung, die mehrere karbidbildende Elemente wie Wolfram, Molybdän, Chrom, Vanadium und Kobalt enthält, wobei der Gesamtlegierungsgehalt typischerweise zwischen 10 % und 25 % liegt. Diese strategische Kombination von Elementen verleiht HSS seine einzigartigen Eigenschaften.

• Hohe Härte:Nach dem Abschrecken und Anlassen bei niedriger Temperatur erreicht HSS eine bemerkenswerte Härte, die ein effektives Schneiden verschiedener Metalle ermöglicht.
• Verschleißfestigkeit:HSS behält die Schärfe bei längerem Gebrauch bei minimalem Werkzeugverschleiß.
• Hitzebeständigkeit (rote Härte):Selbst bei hohen Temperaturen (500 °C/932 °F) beim schnellen Schneiden behält HSS seine erhebliche Härte bei, ohne zu erweichen – sein charakteristischstes Merkmal.
• Gute Zähigkeit:Im Vergleich zu anderen Materialien mit hoher Härte bietet HSS eine bessere Schlagfestigkeit und verringert so das Risiko von Absplitterungen.

HSS wird hauptsächlich zur Herstellung komplexer, dünnkantiger Werkzeuge, schlagfester Metallschneidwerkzeuge, Hochtemperaturlager und Kaltfließpressmatrizen verwendet, darunter:

• Schneidwerkzeuge:Drehwerkzeuge, Bohrer, Fräser, Räumnadeln, Wälzfräser, Sägeblätter
• Stirbt:Hochpräzise, ​​langlebige Werkzeuge wie Kaltfließpressformen
• Lager:Komponenten, die in Hochtemperaturumgebungen betrieben werden

HSS beseitigt die Einschränkungen von Kohlenstoff-Werkzeugstahl, der über 200 °C (392 °F) schnell an Härte verliert und bei 500 °C (932 °F) wirkungslos wird. Dank seiner überlegenen roten Härte behält HSS die Schneidfähigkeit bei hohen Temperaturen bei und ermöglicht so eine Hochgeschwindigkeitsbearbeitung.

Wolframstahl oder Hartmetall ist ein gesinterter Verbundwerkstoff, der hauptsächlich aus Wolframkarbid (WC) besteht. Es bietet außergewöhnliche Härte, Verschleißfestigkeit, Festigkeit, Zähigkeit, Hitzebeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit – behält seine Stabilität bis zu 500 °C (932 °F) bei und behält auch bei 1000 °C (1832 °F) eine beträchtliche Härte bei.

Wolframstahl besteht hauptsächlich aus Wolframkarbid (70–95 %) und Bindemetallen wie Kobalt (5–30 %). Zur Leistungssteigerung können zusätzliche Karbide (Titan, Tantal oder Niob) hinzugefügt werden.

• Extreme Härte:Mit Härtewerten von HRA86-93 übertrifft Wolframstahl HSS bei weitem und ermöglicht die Bearbeitung härterer Materialien.
• Überragende Verschleißfestigkeit:Wolframstahl hält um ein Vielfaches länger als HSS, wodurch die Häufigkeit des Werkzeugwechsels verringert wird.
• Ausgezeichnete Hitzebeständigkeit:Behält hohe Härte und Festigkeit bei erhöhten Temperaturen.
• Einstellbare Zähigkeit:Änderungen der Zusammensetzung und der Korngröße können die Biegefestigkeit und Schlagfestigkeit verbessern.

Wolframstahl, bekannt als „die Zähne der modernen Industrie“, wird häufig verwendet in:

• Schneidwerkzeuge:Drehwerkzeuge, Fräser, Bohrer, Bohrstangen, Reibahlen, Gewindebohrer, Matrizen
• Stirbt:Drahtziehmatrizen, Kaltstauchmatrizen, Stanzmatrizen
• Bergbauwerkzeuge:Bohrer, Gesteinsbohrer
• Verschleißteile:Düsen, Führungen, Dichtungsringe
• Geologische Werkzeuge:Bohrer für die Öl-/Gasexploration

Berücksichtigen Sie diese Faktoren bei der Auswahl zwischen HSS- und Wolframstahl:

• Werkstückmaterial:Wählen Sie Wolframstahl für harte Materialien (gehärteter Stahl, Edelstahl); HSS reicht für weichere Materialien (Kohlenstoffstahl, legierter Stahl) aus.
• Schnittgeschwindigkeit:Entscheiden Sie sich für Wolframstahl für Hochgeschwindigkeitsschneiden; HSS eignet sich für niedrigere Geschwindigkeiten.
• Werkzeuggeometrie:HSS eignet sich besser für komplexe Formen, die Zähigkeit erfordern; Wolframstahl eignet sich für einfachere Geometrien.
• Kosten:HSS ist kostengünstiger; Wolframstahl bietet eine längere Werkzeuglebensdauer und eine höhere Effizienz.

Sowohl Schnellarbeitsstahl als auch Wolframstahl sind wichtige Werkzeugmaterialien mit unterschiedlichen Eigenschaften und Anwendungen. HSS bietet eine gute Zähigkeit und geringere Kosten für Allzweckwerkzeuge, während Wolframstahl extreme Härte und Verschleißfestigkeit für anspruchsvolle Anwendungen bietet. Durch sorgfältige Bewertung der betrieblichen Anforderungen können Hersteller die Bearbeitungseffizienz und Kosteneffizienz optimieren.