Vad är verktygsstål – definition

Verktygsstål är en typ av höghållfast stål med speciella egenskaper som används för tillverkning av olika typer av verktyg, inklusive skärverktyg, formar, matriser, knivar, borrar, tänger samt verktyg för värmebehandling och formning. Verktygsstål kännetecknas framför allt av hög hårdhet, slitstyrka och förmåga att behålla sina egenskaper under höga temperaturer.
Verktygsstål för varmbearbetning är perfekt för verktyg som utsätts för frekventa och plötsliga temperaturförändringar. Stålet klarar också stora tryck och slitage perfekt. Medelhöglegerat stål har god värmeledningsförmåga, vilket gör att det inte uppstår så stora problem med sprickbildning. Dessa stål används främst för tillverkning av presshammare och pålitliga smidesmatriser. Höglegerade stål används främst för pressmatriser eller formar för högtrycksgjutning. Vid tillverkningen av dessa verktyg är kontakten med het material ganska lång.

Verktygsstål kännetecknas av mycket hög hårdhet (även över 60 HRC), vilket gör att verktyg tillverkade av detta material klarar bearbetningen av material mycket bra. Legerat verktygsstål ger lämplig seghet, sprickmotstånd och hög slitstyrka. Verktygen behåller sina användningsegenskaper även vid mycket hög friktion, där det förekommer betydande tryck per ytenhet. De största fördelarna är lämplig härdbarkhet och hög motståndskraft mot avkopplande effekter av höga temperaturer.

De mest populära typerna av verktygsstål

När det gäller verktygets yttemperatur kan man skilja mellan legerat verktygsstål för kall- och varmbearbetning. Om verktygen ska användas vid temperaturer under 200 grader Celsius används legerat stål för kallbearbetning. Vid temperaturer över denna gräns används stål för varmbearbetning. Man kan också skilja på icke-legerade verktygsstål som är avsedda för kallbearbetning. För närvarande kan man skilja på sex typer av icke-legerat stål som skiljer sig åt i kolhalt (C45U, C70U, C80U, C90U, C105U, C120U). De mest populära verktygsstålen för varmbearbetning är:

1.2367/X38CrMoV5-3
WNL/1.2713/55NiCrMoV6
WLV/1.2365/32CrMoV12-28
WCLV/1.2344/X40CrMoV5-1
WCL/1.2343/X37CrMoV5-1

Vilken sammansättning har verktygsstål för varmbearbetning?

Den viktigaste rollen i alla verktygsstål spelar naturligtvis kol, som har störst inverkan på stålets hårdhet. Verktygsstål är vanligtvis högkolhaltiga. Medelhögkolhaltiga stål används endast för verktyg som kräver betydligt högre motståndskraft mot dynamiska belastningar. Förutom kol innehåller verktygsstål också många legeringsämnen. Det handlar främst om karbiderande ämnen: Mo, CR, W, V. Genom värmebehandling (härdning och anlöpning) är det möjligt att kombinera dessa ämnen med kol. Legeringarnas huvudsakliga uppgift är att öka slitstyrkan och förbättra härdbarheten. Tack vare dessa grundämnen är det också möjligt att förbättra motståndskraften mot värmens mjukgörande effekt, vilket gör det möjligt att bibehålla en otrolig hårdhet även vid mycket höga temperaturer. Tack vare den ökade härdbarkheten kan mindre intensiva kylmedel användas utan problem. På detta enkla sätt är det möjligt att minska spänningen och begränsa förekomsten av så kallade härdningssprickor.

Användning av olegerade verktygsstål

Olegerade stål används främst för tillverkning av handverktyg med enkla former. Stål med lägre kolhalt används bland annat för tillverkning av pålitliga slagverktyg (hammare, stansar, mejslar, yxor, stämjärn etc.). Olegerat stål med hög kolhalt används i sin tur för tillverkning av verktyg för metallbearbetning med låg skärhastighet (gängborrar, borrar, fräsar, gängskärare etc.).

Verktygsstål för kallbearbetning

Stål för kallbearbetning har, till skillnad från olegerade stål, ökad härdbarkhet. Ur praktisk synvinkel innebär detta att de kan användas för tillverkning av verktyg med betydligt mer komplicerade former. Ökad slitstyrka säkerställs av fina karbider av element som t.ex. Mo, V, W och Cr. Stål med lägre kolhalt kännetecknas av hög slaghållfasthet, varför de är perfekta för tillverkning av mejslar och hylsborrar. Stål med hög kolhalt används i sin tur för tillverkning av verktyg med ganska komplicerade former (valsrullar, skärplattor, dragringar).