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PREMIUM 1.2343 ESU Stahl - Werkzeugstahl – X37CrMoV5-1

Präzisionsflachstahl mit Bearbeitungsaufmaß [PFS/BA]

- flach -
Toleranzen
€co-Präz® [€co]

- flach -
Toleranzen

1.2343 ESU RICHTWERTE

Zusammensetzung – Chemische Analyse:

C Si Mn P S Cr Mo V
0,33 - 0,41 0,8 - 1,2 0,25 - 0,5 0,0 - 0,03 0,0 - 0,02 4,8 - 5,5 1,1 - 1,5 0,3 - 0,5

Chemische Bezeichnung:
X37CrMoV5-1

Arbeitshärte:
50-54 HRC

Lieferzustand:
max. 229 HB

1.2343 ESU
PHYSIKALISCHE EIGENSCHAFTEN

Der 1.2343 ESU ist ein hochlegierter Werkzeugstahl, der wegen seiner Warmfestigkeit und hohen Verschleißfestigkeit oft als Kunststoffformenstahl eingesetzt wird. Als Warmarbeitsstahl hat der 1.2343 ESU eine hohe Wärmeleitfähigkeit und ist Brandrissunempfindlich. Der 1.2343 ESU ist vielseitig einsetzbar z.B. als Druckgussformen, Schneidwerkzeuge oder Schmiedegesenke.

• Werkzeugstahl

• Kunststoffformenstahl

• Warmarbeitsstahl

Elektro-Schlacke-Umschmelzen oder ESU, auch bekannt als Elektro-Fluss-Umschmelzen, ist ein Verfahren, bei dem Stahl umgeschmolzen wird und durch eine Schlacke läuft, die Schutt und Verunreinigungen aus dem Stahl entfernt. Zurück bleibt ein Stahl mit einem höheren Reinheitsgrad und einem feineren, homogenen Gefüge. Die Verringerung der Verunreinigungen im Stahl verleiht diesem eine höhere Integrität, da es weniger Schwachstellen gibt. ESU Stahl kann bessere mechanische Eigenschaften aufweisen, wie z. B. eine höhere Zugfestigkeit, Streckgrenze, Zähigkeit, Verschleißfestigkeit, bessere Oberflächenbeschaffenheit und längere Werkzeuglebensdauer.

Als klassischer Edelstahl muss ein Stahl einen Massenanteil von mindestens 10,5 % Chrom enthalten. Der 1.2343 ESU enthält 4,8 – 5,5 % Chrom und ist somit im klassischen Sinn kein Edelstahl.

Der 1.2343 ESU hat eine gewisse Korrosionsbeständigkeit, aber um als korrosionsbeständiger Stahl eingeordnet zu werden, muss ein Werkstoff mindestens 10,5 % Chrom enthalten.

Der Werkstoff 1.2343 ESU ist ein ferromagnetischer Werkstoff und kann magnetisiert werden. Er eignet sich zur Bearbeitung, wie z. B. zum schleifen oder fräsen, auf Magnetspannplatten. 

Der 1.2343 ESU hat eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Temperaturänderungen, was die Rissbildung und Brüche minimiert. Er bleibt auch bei hohen Temperaturen und hohen mechanischen Belastungen beständig.

Der Werkstoff 1.2343 ESU erhält für seine Verschleißfestigkeit, auf einer Skala auf der 1 niedrig und 6 hoch ist, eine 3.

1.2343 ESU TECHNISCHE EIGENSCHAFTEN

Obwohl der Werkstoff 1.2343 ESU eine gewisse Korrosionsbeständigkeit, Zähigkeit und Härte aufweist, ist diese Güte kein idealer Stahl zur Herstellung von Messer. Der 1.2343 ESU wird primär für Warmarbeit und den Werkzeugbau eingesetzt, für Messer sollte eine andere, besser geeignete, Stahlgüte gewählt werden.

Der 1.2343 ESU erreicht eine Arbeitshärte von 50 – 54 HRC.

Die typische Dichte von Edelstahl 1.2343 ESU beträgt 7,7 g/cm3 bei Raumtemperatur.

Der 1.2343 ESU hat eine Zugfestigkeit von ca. 770 N/mm2. Um diesen Wert zu erreichen, wird ein Zugversuch durchgeführt, um zu zeigen, wieviel Kraft erforderlich ist, um eine Probe zu strecken oder zu dehnen, bevor sie bricht. 

Auf einer Skala, auf der 1 niedrig und 6 hoch ist, erhält der 1.2343 ESU für seine Zerspanbarkeit eine 5.

Die Wärmeleitfähigkeit für 1.2343 ESU liegt bei 34,2 W/(m*K) bei Raumtemperatur.

Wärmeleitfähigkeit

Wert geglüht (W/m*K)

Wert vergütet (W/m*K)

Bei einer Temperatur von

29,8

26,8

20 °C

30,0

27,3

350 °C

33,4

30,3

700 °C

Die folgende Tabelle zeigt die Ausdehnung bzw. Kontraktion bei verschiedenen Temperaturen, was für Arbeiten bei hohen Temperaturen oder bei starken Temperaturschwankungen sehr wichtig sein kann.

Mittlerer Wärmeausdehnungskoeffizient

Wert vergütet
10-6m/(m*K)

Bei einer Temperatur von

11,8

20 – 100 °C

12,4

20 – 200 °C

12,6

20 – 300 °C

12,7

20 – 400 °C

12,8

20 – 500 °C

12,9

20 – 600 °C

12,9

20 – 700 °C

Die spezifische Wärmekapazität von Werkzeugstahl 1.2343 ESU beträgt bei Raumtemperatur 0,46 J/kg*K. Dieser Wert gibt an, wieviel Wärme benötigt wird, um eine bestimmte Menge an Material um 1 Kelvin zu erwärmen.

Den spezifischen elektrischen Widerstand können Sie der folgenden Tabelle entnehmen. Die elektrische Leitfähigkeit ist der Gegenwert des spezifischen elektrischen Widerstands.

Spezifischer elektrischer Widerstand

Wert (Ohm*mm²)/m

Bei einer Temperatur von

0,52

20  °C

Das Verhältnis zwischen Spannung und Dehnung von Stahl wird durch das Elastizitätsmodul (Youngscher Modul) beschrieben und liegt für 1.2343 ESU Werkzeugstahl bei 210 kN/mm2.

1.2343 ESU VERFAHREN

Um den 1.2343 ESU zu glühen wird er auf eine Temperatur von 750 – 800 °C erwärmt und ca. 4 Stunden gehalten. Zum abkühlen verbleibt das Material im Ofen bis eine Temperatur von 500 °C erreicht ist, dann kann das Material weiter an der Luft abgekühlt werden.

Um innere Spannungen nach intensiver Bearbeitung abzubauen wird das Material gleichmäßig auf eine Temperatur von 600 – 650 °C erwärmt und mindestens 4 Stunden gehalten und zum Abschluss im Ofen abgekühlt. 

Die Anlasstemperatur wird je nach gewünschter Härte und Eigenschaften gewählt. 

Durch das Anlassen werden innere Spannungen abgebaut, aber auch ein Ausgleich zwischen Festigkeit und Zähigkeit des Materials gezielt hergestellt.

Weitere Informationen finden Sie in der Grafik unten:

Um den Werkstoff 1.2343 ESU zu härten, wird das Material gleichmäßig auf eine Temperatur von 1000 – 1040 °C erhitzt und ca. 15 – 30 Minuten gehalten. Dann sollte das Material abgeschreckt werden.

Der 1.2343 ESU kann in den folgenden Medien abgeschreckt werden:

• Luft

• Öl

• Warmbad (500 – 550 °C)

Dieses Diagramm zeigt Mikro-Veränderungen im Laufe der Zeit bei verschiedenen Temperaturen an. Diese sind bei der Wärmebehandlung wichtig, da sie Aufschluss über die optimalen Bedingungen für Prozesse wie Härten, Glühen und Normalisieren geben.

Dieses Diagramm zeigt die strukturellen Veränderungen auf Mikroebene im Laufe der Zeit bei einer konstanten Temperatur an. Es zeigt, bei welcher Temperatur und nach welcher Zeit sich verschiedene Phasen, z. B. Perlit, Martensit oder Bainit, zu bilden beginnen.

1.2343 ESU OBERFLÄCHENBEHANDLUNG

1.2343 ESU OBERFLÄCHEN-
BEHANDLUNG

Durch das Einbringen von Stickstoff in die Materialoberfläche entsteht eine harte und verschleißfeste Schicht, die die Verschleißfestigkeit und die Standzeiten erhöht. Um der jeweiligen Anwendung gerecht zu werden, sollte die Dicke der Nitrierschicht gut überlegt sein.

Durch das brünieren von Werkstoff 1.2343 ESU erhalten Werkzeuge und Werkstücke eine schwarze Mischoxidschicht, die ihnen einen gewissen Korrosionsschutz verleiht.  

Das Brünieren wird aber meist aus ästhetischen Gründen vorgenommen. Es verleiht den Werkstücken eine blauschwarze Färbung, die die Lichtreflexion auf der Oberfläche verringert.

Beide Verfahren, das PVD- und CVD Beschichten, bringen eine dünne Schicht auf die Oberfläche des Materials auf. Diese dünn aufgetragene harte Schicht verleiht dem Material eine verschleißfeste Beschichtung.

 

• PVD – physikalische Gasphasenabscheidung

• CVD – chemische Gasphasenabscheidung

Durch das Polieren kann die Materialoberfläche geglättet und auf Hochglanz gebracht werden. Dadurch kann die Korrosionsbeständigkeit erhöht werden, denn an einer glatten Oberfläche wird die Haftung von Verunreinigungen, wie Staub oder Bakterien, reduziert. 

1.2343 ESU BEARBEITUNG

Mit dem Erodieren lassen sich verschiedene Oberflächenbeschaffenheiten erzielen, es wird jedoch vor allem zur Herstellung komplizierter Formen, kleiner Details und komplexer Geometrien in hartem Material eingesetzt. Da sich der Werkstoff 1.2343 ESU im oberen Härtebereich befindet, kann das Erodieren erfolgreich eingesetzt werden. Bei der Auswahl der Elektroden, der dielektrischen Flüssigkeit und der Schnittgeschwindigkeit sollten die Oberflächengüte und die spätere Anwendung berücksichtigt werden.

Wie für alle Metalle gilt: der 1.2343 ESU dehnt sich bei Erwärmung aus und zieht sich beim Abkühlen zusammen. Durch eine kontrollierte Erwärmung während des Härte- und Anlassvorgangs, sowie während der Abkühlphase, können Verformungen und andere Maßänderungen minimiert werden. Darüber hinaus sollte die Reduzierung von Spannungen und/oder Maßänderungen durch das Hinzufügen von Toleranzen zu den Abmessungen in Betracht gezogen werden. 

Der Werkstoff 1.2343 ESU sollte auf eine Temperatur von 600 – 700 °C gleichmäßig vorgewärmt werden, um das Risiko von Rissen und Spannungen zu minimieren. Dann wird das Material auf eine Schmiedetemperatur von 1050 °C gebracht und geschmiedet. Die Temperatur sollte nicht unter 850 °C fallen.

Zum Abschluss sollte eine Wärmebehandlung zum Abbau von inneren Spannungen und für eine gleichmäßige Mikrostruktur angewendet werden.

1.2343 ESU
ANWENDUNGSMÖGLICHKEITEN

1.2343 ESU
ANWENDUNGS-
MÖGLICHKEITEN

Der Werkstoff 1.2343 ESU findet in verschiedenen Industrien und Anwendungen seinen Einsatz. Durch seine guten Warmfestigkeitseigenschaften ist er der ideale Stahl für die folgenden Anwendungen.

• Schmiedewerkzeuge

• Schmiedegesenke

• Warmscherenmesser

• Warmfließpresswerkzeuge

• Strangpresswerkzeuge

• Formteilpressgesenke

• Blockaufnehmer

• Druckgießwerkzeuge

• Leichtmetalldruckguss

• Pressdorne

• Pressmatrizen

• Lochdorne

• Schraubenerzeugung

• Nietenerzeugung

• Bolzenerzeugung

• Auswerfer

• Kunststoffformen

1.2343 ESU FAZIT

Der Werkstoff 1.2343 ESU kann für Warmarbeit eingesetzt werden, er ist brandrissunempfindlich und hat eine gute Zähigkeit, eine gute Wärmeleitfähigkeit und kann wassergekühlt werden. Er hat eine hohe Zähigkeit und gute Verschleißbeständigkeit.

• Werkzeugstahl
• Warmarbeitsstahl
• Hohe Warmverschleißbeständigkeit
• Gute Zähigkeit
• Gute Wärmeleitfähigkeit
• Wasserkühlbar
• Brandrissunempfindlich
• Nitrierbar
• Erodierbar
• Ätzbar
• Polierbar

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