Wir wollen Ihnen heute wieder ein spannendes Thema aus unserem Alltag näherbringen. Mit diesem Artikel erhalten Sie alle wichtigen Fakten zu Kaltarbeitsstahl. Dabei gehen wir natürlich auf die Zusammensetzung, die Verwendungsmöglichkeiten und auch den Unterschied zu Warmarbeitsstahl ein.
In unserem Alltag begegnet uns Kaltarbeitsstahl an vielen Orten und wir nutzen ihn wie selbstverständlich. Ob es sich um einen geeigneten Werkstoff handelt, bestimmen die Eigenschaften von Kaltarbeitsstahl, die durchaus ihre Besonderheiten haben.
Wie der Name schon vermuten lässt, handelt sich bei Kaltarbeitsstahl um einen Werkstoff, der nicht für die Anwendung bei großen Temperaturen geeignet ist. Im Allgemeinen spricht man von einer Temperatur-Obergrenze von 200° Celsius, wenn man dieses Material verwenden möchte. Im Gegensatz dazu kann Warmarbeitsstahl auch bei einer Oberflächentemperatur von bis zu 400° Celsius verwendet werden.
Wichtige Eigenschaften: Kaltarbeitsstahl erklärt
Die hervorstechenden Eigenschaften von Kaltarbeitsstahl sind Härte, Zähigkeit und Verschleißbeständigkeit. Darum wird der Werkstoff auch gerne für anspruchsvolle Werkzeuganwendungen in Industrie und Handwerk verwendet. Allerdings gibt es wesentliche Unterschiede zwischen legiertem und unlegiertem Kaltarbeitsstahl. Darum an dieser Stelle ein kurzer Exkurs:
Unlegierter Kaltarbeitsstahl
Dieser Stahl zeichnet sich durch einen weichen Kern aus. Dieser entsteht, obwohl man ihn zum Härten schnell mittels eines Wasserbads abkühlt. Ursächlich hierfür ist der Kohlenstoffanteil, der zwischen 0,45 und 1,50% liegt. Dieser führt dazu, dass unlegierter Kaltarbeitsstahl schon bei relativ geringer Materialstärke nicht mehr vollständig durchhärtet.
Legierter Kaltarbeitsstahl
Diesen Werkstoff erhält man, wenn man die einzelnen Komponenten der Zusammensetzung aufeinander abstimmt. Man erreicht durch die richtige Mischung aus Mangan, Silizium, Molybdän, Chrom, Nickel, Wolfram und Vanadium einen Arbeitsstahl mit einer hohen Gesamtfestigkeit. Legierter Kaltarbeitsstahl überzeugt je nach Legierung durch hohe Härte oder Zähigkeit. Diese beiden Materialeigenschaften sind einander gegenläufig, so dass eine höhere Zähigkeit zwangsläufig zu einer geringeren Härte führt. Das ist auch der Grund dafür, warum es zahlreiche unterschiedliche Legierungen für Kaltarbeitsstahl gibt.
Kaltarbeitsstahl vs. Warmarbeitsstahl
An dieser Stelle wollen wir noch einmal darauf eingehen, worin sich Warmarbeitsstahl und Kaltarbeitsstahl unterscheiden. Das soll Ihnen dabei helfen, sich bei der Auswahl für einen Werkstoff richtig zu entscheiden. Als Erstes wäre da natürlich die unterschiedliche Zusammensetzung, die für die unterschiedlichen Eigenschaften sorgt.
Die unterschiedlich hohe Temperaturtoleranz von Kaltarbeitsstahl und Warmarbeitsstahl führt dazu, dass diese für verschiedene Werkzeuge geeignet sind. Beim Einschlagen eines Nagels mit einem Hammer entsteht schließlich eine sehr viel geringere Oberflächentemperatur als beim Sägen oder beim Bohren von Edelstahl. Weil es dabei aber auch zu Temperaturen größer als 400° Celsius kommen kann, gibt es noch eine weitere Art von Werkzeugstahl, den sogenannten Schnellarbeitsstahl, der bis zu einer Temperatur von 600° Celsius verwendet werden kann.
Häufige Verwendung von Kaltarbeitsstahl
Auch hier müssen wir wieder zwischen legiert und unlegiert unterscheiden. Unlegierter Kaltarbeitsstahl wird für Handwerkzeuge und Tiefziehwerkzeuge verwendet. Zangen sind fast immer aus Kaltarbeitsstahl gefertigt. Zumindest dann, wenn sie nur im Temperaturbereich bis 200° Celsius eingesetzt werden sollen. Durch den weichen Kern ist unlegierter Kaltarbeitsstahl auch sehr gut für Schlagwerkzeuge wie zum Beispiel Hämmer geeignet.
Legierter Kaltarbeitsstahl wird sehr gerne im Formenbau und in der Lebensmittelindustrie verwendet. Weiterhin werden Werkzeuge zum Schneiden und Umformen oft aus diesem Werkstoff gefertigt.
So können Sie Kaltarbeitsstahl bearbeiten
Kaltarbeitsstahl ist auf viele Arten zu bearbeiten. Sie können ihn problemlos bohren, damit Sie ihn befestigen können. Auch für das Schweißen und Löten ist dieser Werkstoff gut geeignet, so dass Sie verschiedene Optionen für die Montage haben.
Es gibt aber auch ein paar Verfahren der Metallverarbeitung, für die Kaltarbeitsstahl nicht so gut geeignet ist. Dazu zählen Polieren, Erodieren, Ätzen und Hartverchromen. Das müssen Sie bei der Wahl Ihres Werkstoffes unbedingt beachten. Wenn diese Bearbeitungsmethoden für Ihr Vorhaben wichtig sind, dann müssen Sie auf Warmarbeitsstahl zurückgreifen.
Kaltarbeitsstahl Härten
Wie Sie schon gelesen haben, ist die Härte eine der besonderen Materialeigenschaften von Kaltarbeitsstahl. Wir wollen Ihnen darum erklären, wie man Kaltarbeitsstahl härten kann. Hierzu muss man das Werkstück zunächst auf eine Temperatur von 780 bis 840° Celsius bringen und diese Temperatur für mindestens 15 und höchstens 30 Minuten halten. Anschließend muss das erhitzte Werkstück in Wasser oder Öl abgeschreckt werden, um eine schnelle Abkühlung zu erreichen.
Anlassen
Anschließend muss das Werkstück auf die richtige Anlasstemperatur gebracht und diese in einem Ofen gehalten werden. Als Faustregel gilt hier, dass pro 20 mm Werkstoffdicke eine Stunde im Ofen verbracht werden muss.
Weichglühen
Für das Weichglühen muss Ihr Werkstück aus Kaltarbeitsstahl auf eine Temperatur zwischen 710 und 740° Celsius gebracht werden. Über einen Zeitraum von 2 bis 5 Stunden muss dann über den Ofen die Temperatur langsam um 10 bis 20° Celsius pro Stunde reduziert werden. Sobald eine Temperatur von 600° Celsius erreicht ist, erfolgt die weitere Abkühlung an der Raumluft.
Sie brauchen für Ihr Projekt Werkstücke aus Kaltarbeitsstahl?
Nachdem Sie nun wissen, was Kaltarbeitsstahl ist, können Sie sicherlich entscheiden, ob es sich dabei um den richtigen Werkstoff für Sie handelt. Leider müssen wir Ihnen aber sagen, dass es sich dabei nicht um ein Produkt aus dem Standardsortiment der Baumärkte handelt. Mit Glück kann man dort Bleche in der benötigten Materialstärke bestellen. Wahrscheinlich werden Sie diese dann aber zu Hause selber auf das richtige Maß bringen müssen. Dazu sei gesagt, dass der Blechzuschnitt sehr viel schwieriger ist als der Holzzuschnitt.
Um Fehler beim Zuschnitt zu vermeiden, können Sie sich natürlich auch an einen Profi wenden. Neben Metallbauern vor Ort sind das zum Beispiel auch wir von ESC Burg. Bei uns können Sie telefonisch individuelle Bleche aus verschiedenen Stahlsorten bestellen. Die professionelle Beratung ist dabei immer inklusive. Unsere erfahrenen Mitarbeiter beraten Sie unverbindlich und kostenlos am Telefon.
Wir liefern maßgefertigte Produkte
Unsere Produktion haben wir weitestgehend automatisiert und unsere Mitarbeiter gut geschult. Darum können wir die angestrebte Produktionsdauer von 48 Stunden ab Auftragseingang auch bei fast jeder Bestellung einhalten.
Sie müssen also nur ein paar Tage warten, bis Sie ein nach Ihren Vorgaben gefertigtes Blech aus Kaltarbeitsstahl oder hitzebeständigem Stahl in Ihren Händen halten können. Wir arbeiten dabei aber nicht nur schnell, sondern auch exakt. Ihr Auftrag wird millimetergenau umgesetzt. Es spielt für uns nämlich keine Rolle, ob Sie damit ein Modell bauen wollen oder große Platten für den Fahrzeugbau benötigen. Unser eigener Qualitätsanspruch sorgt dafür, dass wir uns keine Abweichung vom Kundenauftrag erlauben.
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