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PREMIUM 1.2767 ESU Stahl - Werkzeugstahl – 45NICrMo16 ESU

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- flach -
Toleranzen

1.2767 ESU RICHTWERTE

Zusammensetzung – Chemische Analyse:

C Si Mn P S Cr Mo Ni
0,4 – 0,5 0,1 – 0,4 0,2 – 0,5 0,0 – 0,03 0,0 – 0,03 1,2 – 1,5 0,15 – 0,35 3,8 – 4,3

Chemische Bezeichnung:
45NiCrMo16

Arbeitshärte:
50-54 HRC

Lieferzustand:
max. 260 HB

1.2767 ESU
PHYSIKALISCHE EIGENSCHAFTEN

1.2767 ESU (ESU = Elektroschlacke-Umschmelzverfahren) hat durch die Zugabe von Nickel die Fähigkeit, auch für große Querschnitte sehr gut durchgehärtet zu werden. Mit ihrer hohen Druckfestigkeit eignet sich diese Werkzeugstahlgüte zum Beispiel für Stanz- oder anspruchsvolle Prägewerkzeuge. 

Er weist eine sehr hohe Biegefestigkeit auf, was ein Vorteil bei Verwendung als Biegeeinsätze ist. 1.2767 ESU Stahl (45NiCrMo16 ESU) lässt sich außergewöhnlich gut auf eine hochglänzende Oberfläche polieren und eignet sich daher hervorragend zur Bearbeitung von Kunststoffen, die eine hohe Oberflächengüte erfordern.

Durch seinen Nickelgehalt hat der 1.2767 ESU eine hohe Zähigkeit. Er hat eine gute Durchhärtbarkeit, die eine gleichmäßige Härteannahme auch bei großen Querschnitten aufweist. Zusätzlich hat der Werkstoff 1.2767 ESU eine hohe Schlagzähigkeit und Druckfestigkeit, ist gut polierbar, ätzbar und erodierbar. Durch das Elektroschlacke-Umschmelzverfahren verfügt der 1.2767 ESU eine besondere Reinheit und ein homogenes Gefüge.

• Werkzeugstahl
Kaltarbeitsstahl
• Kunststofformenstahl
• 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.

Um als rostfreier Stahl eingestuft zu werden, muss eine Stahlsorte einen Massenanteil von mindestens 10,5 % Chrom aufweisen. Der 1.2767 ESU hat einen Massenanteil von 1,2–1,5 % Chrom und kann daher in korrosiven oder nassen Umgebungen anlaufen.

Um korrosionsbeständig zu sein, sollte der 1.2767 ESU mindestens 10,5 % Chrom enthalten. Da er nur 1,2 – 1,5 % Chrom enthält, gilt er nicht als korrosionsbeständiger Stahl.

Wie die meisten Werkzeugstähle besteht der 1.2767 ESU aus Eisen und Kohlenstoff, das Eisen macht die Stahlgüte magnetisierbar, sogenannte ferromagnetische Stähle. Schleifen, Fräsen und Erodieren können zum Beispiel auf Maschinen mit magnetischer Haftung durchgeführt werden.

Kaltarbeitsstähle werden für Arbeitstemperaturen bis zu 200 °C verwendet und eignen sich beispielsweise für Anwendungen wie z. B. Formen, Schneidwerkzeuge und Kaltumformung.

Die Verschleißbeständigkeit des Werkzeugstahls 1.2767 ESU wird mit 2 auf einer Skala bewertet, wobei 1 niedrig und 6 hoch ist.

1.2767 ESU TECHNISCHE EIGENSCHAFTEN

Werkzeugstahl 1.2767 ESU kann zur Herstellung von Messern verwendet werden, da er eine hohe Härte, Verschleißfestigkeit und Zähigkeit aufweist, die für die Messerherstellung erforderlich sind. Aufgrund seiner hohen Härte ist er schwieriger zu schärfen, aufgrund seiner geringen Korrosionsbeständigkeit sollte er regelmäßig gewartet werden, um Korrosion vorzubeugen.

ESU-Material hat weniger Einschlüsse und seine Karbide sind gleichmäßiger verteilt, was dem Messer möglicherweise ein besseres Finish und eine schärfere Schneide verleihen kann.

Die Arbeitshärte für den Werkzeugstahl 1.2767 ESU liegt bei maximal 54 HRC. 

Typischerweise beträgt die Dichte von Werkzeugstahl 1.2767 ESU 7,85 g/cm3 bei Raumtemperatur.

Der Werkstoff 1.2767 ESU erhält auf einer Skala, auf der 1 niedrig und 6 hoch ist, eine 4 für seine Zerspanbarkeit.

1.2767 ESU hat eine Zugfestigkeit von ca. 880 N/mm2 im Lieferzustand. Die Zugfestigkeit gibt die maximale Belastbarkeit an. Um diese Erkenntnisse zu gewinnen, wird ein Zugversuch durchgeführt, der zeigt, wie viel Kraft erforderlich ist, um eine Probe zu strecken oder zu dehnen, bevor sie bricht. 

Die folgende Tabelle zeigt die Wärmeleitfähigkeit von Werkzeugstahl 1.2767 ESU bei verschiedenen Temperaturen an.

Wärmeleitfähigkeitstabelle

Wert W/(m*K)

Nach Temperatur

31,0

 23 °C

34,0

150 °C

33,9

300 °C

34,1

350 °C

33,2

400 °C

31,2

500 °C

Die folgende Tabelle zeigt die Ausdehnung oder Kontraktion bei verschiedenen Temperaturen, die für Arbeiten bei hohen Temperaturen oder bei Arbeiten mit hohen Temperaturschwankungen sehr wichtig sein können.

Mittlerer Wärmeausdehnungskoeffizient

Wert 10-6m/(m*K)

Bei einer Temperatur von

11,3

20 – 100 °C

11,9

20 – 200 °C

12,5

20 – 300 °C

12,2

20 – 350 °C

12,0

20 – 400 °C

12,1

20 – 450 °C

12,4

20 – 500 °C

Die spezifische Wärmekapazität beträgt bei Raumtemperatur 0,46 J/kg*K. Dieser Wert gibt an, wie viel 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

0,3

20 °C

Das Spannungs- und Dehnungsmodul bzw. Elastizitätsmodul (Youngscher Modul) für 1.2767 ESU liegt bei 210 kN/mm2

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1.2767 ESU VERFAHREN

Bei der Wärmebehandlung werden Werkstoffeigenschaften festgelegt. Daher sollte diese immer mit Bedacht durchgeführt werden. Es werden Eigenschaften wie Festigkeit, Zähigkeit, Oberflächenhärte und Temperaturbeständigkeit festgelegt, die wiederum die Lebensdauer von Bauteilen, Werkzeugen und Komponenten verlängern/verbessern können. 

 

Zur Wärmebehandlung gehören das Lösungsglühen, Weichglühen, Normalisieren, Spannungsarmglühen aber auch das Anlassen, Härten und Abschrecken oder Vergüten.

Erhitzen Sie das Material 1.2767 ESU auf eine gleichmäßige Temperatur von 610 – 650 °C, halten Sie es 2 – 5 Stunden lang und kühlen Sie es dann langsam mit einer Geschwindigkeit von 10 – 20 °C auf etwa 600 °C im Ofen ab, danach setzen Sie die Abkühlung an der Luft fort.

Nach der Vorbearbeitung, dem Schleifen oder Formen werden die Werkstücke gleichmäßig auf eine Temperatur von 650 °C erhitzt und 2 Stunden lang in einer neutralen Atmosphäre gehalten. Zum Abschluss lassen Sie die Werkstücke im Ofen langsam abkühlen. Durch die gleichmäßige und kontrollierte Erwärmung und Kühlung des 1.2767 ESU können neue thermische Spannungen und mögliche Maßänderungen vermieden werden.

Erwärmen Sie die Werkstücke unmittelbar nach dem Härten langsam auf die gewählte Anlasstemperatur. Es empfiehlt sich, die Werkstücke zweimal anzulassen und die Werkstücke zwischen den Anlass Vorgängen auf Raumtemperatur abzukühlen.

 

Die gewählte Temperatur sollte mindestens 2 Stunden, oder 1 Stunde pro 25 mm Dicke, gehalten werden.

Um unerwünschte Verformungen bei Kunststoffformen zu vermeiden, sollte die Anlasstemperatur nach dem Aushärten um 50 °C höher sein als die Betriebstemperatur.

Erhitzen Sie das 1.2767 ESU Material gleichmäßig auf 650 °C, erhöhen Sie die Temperatur dann auf 840 °C und halten Sie diese 15 – 30 Minuten lang, bis die Temperatur gleichmäßig ist.

Nachfolgend sind einige Abschreckmethoden aufgeführt, die sorgfältig und unter Berücksichtigung der Eigenschaften und Anwendungen, denen sie nachkommen müssen, ausgewählt werden.

• Luft
Warmes Öl (ca. 80 °C)
• Salzbad (300 – 400 °C)
• Gas

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. Es zeigt, bei welcher Temperatur und nach welcher Zeit sich verschiedene Phasen, z. B. Perlit, Martensit oder Bainit, zu bilden beginnen.

1.2767 ESU OBERFLÄCHEN-
BEHANDLUNG

1.2767 ESU OBERFLÄCHENBEHANDLUNG

Für den 1.2767 ESU Werkzeugstahl stehen verschiedene Oberflächenbehandlungen zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit, Härte und Korrosionsbeständigkeit zur Verfügung. Die Oberflächenbehandlung sollte sorgfältig ausgewählt und dabei berücksichtigt werden, wo und wofür das Material verwendet wird. Nachfolgend finden Sie einige Beispiele für Oberflächenbehandlungen für 1.2767 ESU.

Beim Nitrieren diffundiert Stickstoff in die Oberfläche des Stahls und verleiht ihm eine härtere und verschleißfestere Oberfläche. Es kann die Ermüdungslebensdauer und die Korrosionsbeständigkeit des 1.2767 ESU verbessern.

Beim Aufkohlen diffundiert Kohlenstoff in die Oberfläche des Materials, was der Oberfläche eine höhere Härte und Verschleißfestigkeit verleiht.

Durch diesen Prozess diffundieren Stickstoff und Kohlenstoff in die Oberfläche des Metalls, was ihm eine höhere Härte und Verschleißfestigkeit verleiht.

Beim Borieren wird die Materialoberfläche mit einer sehr harten Boridschicht überzogen. Diese Praxis wird bei Werkzeugen oder Bauteilen mit hohem abrasivem Verschleiß angewendet. 

Bei diesem Verfahren wird eine Chromschicht auf die Oberfläche des Stahls aufgebracht. Die Verchromung verbessert die Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit.

Bei beiden Verfahren wird das Material mit einer dünnen, harten Schicht überzogen. Der Prozess kann die Härte erhöhen, die Verschleißfestigkeit verbessern und die Reibung verringern.

• PVD – physikalische Gasphasenabscheidung

• CVD – chemische Gasphasenabscheidung

Es ist möglich, dieses Material auf Hochglanz zu polieren.

1.2767 ESU BEARBEITUNG

Erodieren wird bei Werkstücken verwendet, die aus einem einzelnen Stück gefertigt sind, zum Schneiden von Formen, oder bei der Herstellung komplizierter und filigraner Formen und scharfer Kanten. Durch die Auswahl des richtigen Erodier-Prozesses, der richtigen Elektrode und der richtigen Parameter können die vorher genannten Formen und Kanten erreicht werden. Die Recast-Schicht kann durch Schleifen und Polieren vollständig entfernt werden.

Diese Stahlsorte kann sich, wie die meisten Metalle, beim Erhitzen oder Abkühlen zusammenziehen und ausdehnen. Auch bei Phasenwechseln, aufgrund von Eigenspannungen und bei der Entkohlung kann es zu Maßänderungen kommen, die sich auf die Eigenschaften dieser Stahlsorte auswirken können.

 

Kontrolliertes Erhitzen und Abkühlen, Spannungsabbau und die Vermeidung von Überhitzung können das Risiko von Thermoschocks und unerwünschten Maßänderungen, wie Verzug oder Verformung, aber auch Rissbildung verringern, was möglicherweise dazu führt, dass ein Projekt von vorne begonnen werden muss.

Erhitzen Sie das Material langsam und gleichmäßig auf einen Temperaturbereich von 850 – 1050 °C. Halten Sie die Temperatur, danach im Ofen langsam auf 600 °C abkühlen. Dann kann der 1.2767 ESU weiter an der Luft abgekühlt werden. 

Aufgrund von Rissbildung und mechanischen Eigenschaftsveränderungen im Schweißbereich sollte das Schweißen dieser Werkstoffgüte vermieden werden. Wenn das Schweißen unvermeidbar ist, sollte das Material im geglühten Zustand geschweißt werden. Es wird eine Wärmevor- und -nachbehandlung empfohlen.

Wählen Sie die richtige Schleifscheibe aus und stellen Sie mit geeigneten Abrichtwerkzeugen sicher, dass sie immer in gutem Zustand ist. 

1.2767 ESU
ANWENDUNGS-
MÖGLICHKEITEN

1.2767 ESU
ANWENDUNGSMÖGLICHKEITEN

Mit seiner Beständigkeit, Langlebigkeit, hohen Härte und Zähigkeit sowie seiner Widerstandsfähigkeit gegen thermische Ermüdung und Rissbildung eignet sich der 1.2767 ESU für viele Anwendungen und Branchen wie die Fertigungs-, Bearbeitungs-, Automobil-, Kunststoff-, Werkzeug- und Medizinindustrie.

• Schneidwerkzeuge

• Besteckstanzen

• Prägewerkzeuge

• Biegewerkzeuge

• Kalteinsenkwerkzeuge

• Einsenkpfaffen

• Druckleisten

• Knüppelscherenmesser

• Kaltscherenmesser
(dickstes Schneidgut)

• Kunststoffformen

• Warmpresswerkzeuge
(komplizierte Gravuren)

• Leichtmetallverarbeitung

• Schwermetallverarbeitung

• Ziehbacken

• Armierungen

1.2767 ESU FAZIT

Als ESU-Stahl mit besonderer Reinheit und Homogenität verfügt der 1.2767 ESU über eine einzigartige Kombination aus Verschleißfestigkeit, Zähigkeit und Härte. Diese Eigenschaften machen ihn zu einer großartigen Wahl für Anwendungen, die anspruchsvoll sind und hochbeanspruchte Komponenten verwenden. Um unerwünschte Veränderungen oder Risiken zu reduzieren, ist eine sorgfältige Abwägung der Verwendung, der erforderlichen Eigenschaften sowie eine angemessene Wärmebehandlung und Wartung erforderlich.

Konkret bedeutet das:
• Hohe Druck- und Biegefestigkeit
• Gute Durchhärtbarkeit, auch bei großen Querschnitten
• Gut polierbar
• Gut ätzbar
• Gut erodierbar
• Hohe Zähigkeit
• Arbeitshärte liegt bei maximal 54 HRC
• 1.2767 ist geeigneter Stahl zum Damast schmieden (Feuerschweißen)
• Nitrieren nicht üblich

1.2767 ESU ALTERNATIVEN

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