Hochleistungsschnellstahl M35 (Kobalt-Schnellstahl): Warum beeinflusst die Prozesswahl die Werkzeugstandzeit?

M35 wird auf Basis des allgemeinen Schnellarbeitsstahls M2 (W6Mo5Cr4V2) durch Zugabe von etwa 5 % Kobalt (Co) entwickelt. Seine typische chemische Zusammensetzung ist wie folgt:

Kernmerkmale:

1) Hervorragende Warmhärte: Die Zugabe von Kobalt erhöht den Schmelzpunkt und die Hochtemperaturhärte des Stahls deutlich. M35 behält seine Härte bei hohen Temperaturen (ca. 600 °C), die durch die Schnittwärme entstehen, besser als M2, widersteht der Erweichung und ermöglicht höhere Schnittgeschwindigkeiten.

2) Hohe Verschleißfestigkeit: Ein angemessener Kohlenstoff- und Vanadiumgehalt sorgt dafür, dass das Material über ausreichend harte Carbide verfügt und seine Verschleißfestigkeit besser ist als die von gewöhnlichem Schnellarbeitsstahl.

3) Gute Zähigkeit: Im Vergleich zu M42 mit höherem Kobaltgehalt erzielt M35 ein besseres Gleichgewicht zwischen Warmhärte und Zähigkeit, besitzt eine höhere Schlagfestigkeit und eignet sich besonders für Arbeitsbedingungen, die mit leicht unterbrochenem Schneiden einhergehen können.

4) Schleifbarkeit: Seine Schleifbarkeit ist besser als die von Stählen mit höherem Vanadiumgehalt, was die Herstellung und das Nachschärfen komplexer Werkzeuge erleichtert.

Hauptanwendungen: Weit verbreitet bei der Herstellung von Bohrern, Fräsern, Gewindebohrern, Räumnadeln, Zahnradfräsern und Klingen zur Bearbeitung schwer zerspanbarer Werkstoffe (wie Edelstahl, hochfester Stahl und Hochtemperaturlegierungen).

Um das volle Potenzial von Stahl auszuschöpfen, sind fortschrittliche metallurgische Verfahren erforderlich. Reinheit und Gleichmäßigkeit der Karbidverteilung sind entscheidende Faktoren für die Bestimmung der maximalen Leistungsfähigkeit.

1) Elektroofenschmelzen + Elektroschlacke-Umschmelzen (ESR)

Dies ist das gängige Produktionsverfahren für hochwertigen Schnellarbeitsstahl und eine deutliche Verbesserung gegenüber dem traditionellen Elektrolichtbogenofenverfahren.

Der Prozess beginnt mit dem Schmelzen von flüssigem Stahl in einem Elektrolichtbogenofen (EAF), bis die erforderliche Zusammensetzung erreicht ist, und dem Gießen zu Elektroden. Diese Elektroden dienen dann als Verbrauchselektroden in einem Elektroschlacke-Umschmelzofen. Beim Durchströmen eines leitfähigen Schlackenbades erzeugt der Strom hohe Temperaturen, die das flüssige Metall schmelzen lassen. Anschließend durchdringt das flüssige Metall die Raffinationsschlacke in Form von Tröpfchen und erstarrt in einem wassergekühlten Kristallisator zu Stahlblöcken.

Kernvorteile:

a. Hohe Reinheit: Die Schlacke kann schädliche Einschlüsse wie Oxide und Sulfide im Stahl effektiv absorbieren und entfernen, wodurch die Reinheit des Stahls erheblich verbessert wird.

b. Dichte Struktur: Durch die sequentielle Erstarrungsmethode werden innere Schrumpfung und Porosität reduziert, wodurch die Blockstruktur gleichmäßiger und dichter wird.

c. Leistungsverbesserung: Im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren sind die Zähigkeit, die Dauerfestigkeit, die thermische Festigkeit und die Poliereigenschaften des mittels ESR-Verfahrens hergestellten M35 deutlich verbessert, und die Werkzeugstandzeit ist stabiler.

2) Strahlmetallurgie (PM) / Pulvermetallurgie

Hierbei handelt es sich um eine Spitzentechnologie zur Herstellung von hochwertigem Schnellarbeitsstahl, die das globale Problem der Karbidsegregation grundlegend löst.

Verfahren: Der flüssige Stahl wird mittels Hochdruck-Inertgas (z. B. Argon) zu extrem feinen, schnell erstarrenden, kugelförmigen Pulverpartikeln zerstäubt, wodurch die Homogenität der Mikrostruktur erhalten bleibt. Das Pulver wird anschließend in einen verschlossenen Behälter gegeben und unter hohem Druck und hoher Temperatur einer Heißisostatischen Pressung (HIP) unterzogen. Dadurch diffundieren und verbinden sich die Partikel und bilden einen nahezu 100 % dichten Block. Das Endprodukt wird geschmiedet und gewalzt.

Kernvorteile:

Keine Karbidsegregation: Dies ist der entscheidende Vorteil des PM-Verfahrens. Unabhängig von der Querschnittsgröße sind die Karbidpartikel perfekt klein, gleichmäßig und ohne Ausrichtung verteilt.

Außergewöhnliche Gesamtleistung: Das Werkzeug PM M35 vereint außergewöhnliche Verschleißfestigkeit mit beeindruckender Robustheit und beweist so eine beispiellose Zuverlässigkeit bei starken Stößen, unterbrochenen Schnitten und hohen Belastungen. Dadurch wird das Risiko von Absplitterungen und Brüchen deutlich reduziert.

Isotrop: Das Material weist in alle Richtungen sehr gleichmäßige Eigenschaften auf, und es lassen sich unabhängig von der Verarbeitungsrichtung einheitliche Eigenschaften erzielen.

Wie treffen Sie kluge Entscheidungen für Ihr Unternehmen?

Wir empfehlen die ESR M35: Sie eignet sich für über 90 % aller Anwendungen im Bereich der Hochleistungszerspanung. Wenn Sie die Werkzeugstandzeit dauerhaft und zuverlässig verlängern und schwer zerspanbare Werkstoffe bearbeiten müssen (z. B. in der Serienfertigung von Edelstahlteilen), bietet die ESR M35 das beste Preis-Leistungs-Verhältnis. Sie ist die Basis und die zuverlässige Wahl für die Fertigung hochwertiger Werkzeuge.

Wir empfehlen die PM M35: Für anspruchsvolle Bearbeitungsaufgaben. Wenn Ihre Produktion hohen Stoßbelastungen, komplexen unterbrochenen Schnitten (wie z. B. Kavitätenfräsen und Profilfräsen) ausgesetzt ist oder wenn das zu bearbeitende Material besonders hart und teuer ist und unerwartete Ausfälle nicht toleriert werden, ist die PM M35 die optimale Lösung. Obwohl sie in der Anschaffung kostspielig ist, bieten ihre extreme Stabilität, die außergewöhnlich lange Lebensdauer und die reduzierten Ausfallzeiten einen überragenden Gesamtnutzen.

Mit M35 treffen Sie die optimale Balance zwischen Leistung und Kosten. Die Wahl zwischen ESR und PM bestimmt die Ausgangsbasis für die Leistungsfähigkeit Ihres Werkzeugs. Unser Unternehmen bietet Ihnen nicht nur ein umfassendes Sortiment an M35-Schnellarbeitsstählen (für beide Verfahren – ESR und PM) sondern verfügt auch über ein erfahrenes technisches Team, das Ihre Bearbeitungsherausforderungen genau versteht und Ihnen die passendsten Materiallösungen empfiehlt. So erhalten Sie garantiert einen hervorragenden Gegenwert für Ihre Investition.