A New Cold Work PM-Grade Combining High Wear Resistance with High Ductility

Abstract

Abrasive wear, cracking, and chipping are the most critical failure mechanisms in cold work tooling operations, such as blanking and forming, fine blanking, deep drawing, cold forging, powder compacting, and more. A good combination of wear resistance and ductility is needed to meet the requirements for long tool life and avoid breakage of tools.

An altered chemical composition of a PM-produced cold work steel resulted in a product with the optimized carbide size and type and high wear resistance combined with high ductility. Moreover, machinability of the developed steel increased as a result of the refined microstructure. The properties of the new steel were illustrated with the un-notched impact testing and pin-on-disc test as well as machining trials in comparison with the existing cold work grades from Uddeholm.

The performance of the new grade Uddeholm Vanadis 8 SuperClean was verified in several application tests. The combination of ductility, wear resistance, hardness, and compressive strength makes it an ideal tool steel for long run tooling.

Zusammenfassung

Der Abrasivverschleiß, der Bruch und das Spanen sind die kritischsten Ausfallmechanismen bei Kaltbearbeitungswerkzeugen, wie Stanzen und Biegen, Feinschneiden, Tiefziehen, Kaltschmieden, Pulververpressen, und mehr. Eine gute Kombination von Verschleißwiderstand und Duktilität ist erforderlich, um eine lange Lebensdauer zu gewährleisten und um einen Bruch der Werkzeuge zu vermeiden.

Eine veränderte chemische Mischung eines PM-hergestellten Kaltarbeitsstahls führte zu einem Produkt mit der optimierten Karbidgröße und -art und hohem Verschleißwiderstand kombiniert mit hoher Duktilität. Darüber hinaus nahm die Bearbeitbarkeit des entwickelten Stahls infolge der verfeinerten Mikrostruktur zu. Die Eigenschaften des neuen Stahls wurden an Schlagbiegeversuchen, Pin-on-Disc-Tests, sowie mittels Bearbeitungsversuchen im Vergleich zu den bestehenden Kaltarbeitsgüten von Uddeholm veranschaulicht.

Die Leistung der neuen Klasse Uddeholm Vanadis 8 SuperClean wurde in mehreren Applikationstests abgestimmt. Die Kombination von Duktilität, Verschleißwiderstand, Härte und Druckfestigkeit macht ihn zu einem idealen Werkzeugstahl für langlebige Werkzeuge.