Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Auswirkung einer Tiefsttemperaturbehandlung im Wärmebehandlungsprozess von Werkzeugstählen auf Korrosionsbeständigkeit, Maß- und Formhaltigkeit und Bruchzähigkeit

In einem vorherigen Projekt wurden hochlegierte Stähle aus den Bereichen Warmarbeit, Kaltarbeit und Kunststoffformung einer angepassten Wärmebehandlung unterzogen und dabei eine Tiefsttemperaturbehandlung so in die Schritte aus Austenitisieren, Abschrecken und Anlassen integriert, dass eine vergleichbare Härte bei Härten und Anlassen bzw. Härten, Tiefkühlen und Anlassen erreicht wurde. Haupteffekte des Tiefstkühlens sind bei den höher kohlenstoffhaltigen legierten Stählen die Reduzierung des Restaustenitgehalts schon während des Abkühlens und die Ausscheidung feinerer Sekundärcarbide beim Anlassen. Drei Aspekte wurden dabei bisher nicht oder nur wenig untersucht. Zum einen ist dies der Einfluss auf die Korrosionsbeständigkeit. Erste Vorarbeiten deuten darauf hin, dass durch die Tiesttemperaturbehandlung die Korrosionsbeständigkeit verbessert werden kann. Durch diese kommt es zur Bildung von feinen homogen verteilten Sekundärkarbiden beim Anlassen. Es wird vermutet, dass so die Korrosionsbeständigkeit positiv beeinflusst wird, da die lokale Bindung korrosionhemmender Elemente in großen Karbiden reduziert wird. Ein weiterer Aspekt sind die Maß- und Formänderungen, die während des Härtens und beim Anlassen auftreten. Die Integration der Tiefsttemperaturbehandlung in die Wärmebehandlung kann zu einer verbesserten Maßbeständigkeit führen. Daher sind weitere, hieraus aufgerichtete Untersuchungen geplant. Aufgrund der veränderten Maß- und Formänderungen beim Einsatz der Tiefsttemperaturbehandlung ist zudem von veränderten Eigenspannungszuständen im vergüteten Zustand auszugehen. Diese können die Neigung zur Wasserstoffversprödung beeinflussen, die daher ebenfalls Untersuchungsgegenstand des Projekts ist. Die industrielle Umsetzung der Forschungsergebnisse qualifiziert kleine und mittelständische Unternehmen eine Tiefsttemperaturbehandlung zur Behandlung von Werkzeugstählen einzusetzen und damit gezielt die Effizienz ihrer Wärmebehandlungsprozesse zu steigern.