CH265583A - Stanzwerkzeug. - Google Patents

Description

      Stanzwerkzeug.            Stanzwerkzeuge    werden bekanntlich ausser  ordentlich hohen Beanspruchungen ausgesetzt,  die sich in erster Linie     als        Verschleiss    aus  wirken. Hinzu kommt aber noch, je nach der  Wirkungsweise der verwendeten Presse, eine  verhältnismässig hohe     Schlagwirkung,    vor  nehmlich beim     endgültigen    Abtrennen der aus  gestanzten Werkstücke aus dem Ausgangs  werkstück. Besonders hoch sind die Beanspru  chungen beim Verarbeiten von Werkstücken  aus hochschmelzenden Werkstoffen, z. B. Wolf  ram,     Molybdän    und dergleichen, sowie Legie  rungen aus diesen Werkstoffen.

   Wolfram  bleche werden beispielsweise durch Stanzen zu  Ronden verarbeitet. Die     Stanzarbeit    kann da  bei nur bei Rotglut, das heisst also bei Tem  peraturen zwischen 800 und     l.000 ,    vorgenom  men werden, so dass ein ausserordentlich hoher       Werkzeugverschleiss    auftritt.  



  Zur Herstellung der     Stanzstempel    und der       Stanzmatrizen    für derartige Beanspruchungen  werden bisher hochlegierte     Wolframschnell-          arbeitsstähle    oder auch     hochchromlegierte     Stähle verwendet. Diese Stähle weisen im ge  härteten Zustand hohe Härte und damit. Ver  schleissfestigkeit auf und besitzen anderseits  eine genügend hohe     Zähigkeit    zur Aufnahme  der schlagartigen Beanspruchungen, die beim       Stanzvorgang    eintreten.

   Der gesamte     Matri-          zenblock    und der gesamte Stempel sind aus  einem solchen Werkstoff hergestellt, da nur  so eine Gewähr dafür vorhanden ist, dass die       Beanspruchungen    ertragen werden und die    höchstmögliche Standzeit der Werkzeuge er  reicht wird. Trotzdem. befriedigen die     tatsäcll-.     lieh erzielten Standzeiten vom wirtschaftlichen  Standpunkt aus nur wenig. Schon nasch weni  gen     Stanzungen    ist der Stempel stark ver  schlissen.

   Er bekommt Riefen, nimmt im       -Durchmesser    ab, die untere Kante stumpft  rasch, und     zwischen        Matrizenöffnung        und     Stempel wird das Spiel stets grösser, mit. der  Folge,     dass    die Werkstücke beim Stanzen nicht  mehr     abgeschert,    sondern mehr oder weniger  abgerissen werden. Beim Stanzen von Ronden  aus     Wolframblech        beispielsweise    führt dies  dazu,     da.ss    ihre     Oberflächen    nicht mehr plan  sind und keine scharfen Kanten mehr erzielt  werden.

   Die Ronde ist mehr oder weniger :stark       bombiert    und die Kanten sind ausgerissen  und     unscharf    und schliesslich entstehen auch  Risse im gesamten     Rondenkörper.    Mit einem       Stanzwerkzeug,    dessen Stempel und Matrize  aus einem     18%igen        Wolframstahl    mit etwa  4     %    Chrom und 1     %        Vanadin    besteht,

   können  bei     sorgfältiger    Arbeit nur etwa 60 bis<B>80</B>  Ronden von 10 bis 25 mm     Durchmesser    aus  2 bis 4 mm     starkem        Wolframblech    ausgestanzt  werden, wenn eine einwandfreie Beschaffen  heit der     Erzeugnisse    gewährleistet sein soll.  Schon die letzten Ronden einer Serie von 60  bis 80 Stück weisen nicht mehr die Masshaltig  keit auf, die bei :den ersten Ronden erzielt  wird, und. bei Anfertigung einer grösseren  Serie, von mehr     als    etwa 80 Stück, müssten  die letzten Ronden aus den oben     angeführten         Gründen überhaupt weggeworfen werden.

         Diese    Tatsachen     sind    bisher als     unabänderlich          feststehend    hingenommen worden.  



  An die Verwendung von Hartmetall zur  Herstellung derartiger     Stanzwerkzeuge    ist bis  her nicht gedacht worden,     Lind    zwar aus der  Überlegung     heraus,    dass Hartmetall     sehlag-          artigen        Beanspruchungen,        insbesondere    an den       Schneidkanten,    nach geltender Auffassung  nicht gewachsen sei, obwohl eine     gewisse    Wahr  scheinlichkeit dafür bestand, dass die reinen  Verschleissbeanspruchungen in     einem    Stanz  werkzeug von Hartmetall würden ertragen  werden können.  



  Überraschenderweise wurde nun gefunden,  dass es möglich ist,     Stanzwerkzeuge    für hohe  Beanspruchungen, insbesondere     zur    Verarbei  tung von Werkstücken aus     hochschmelzenden     Werkstoffen,     wie        Vrolfram        und        Mdlybdän,     unter     Verwendung    von Hartmetall herzustel  len.

   Gemäss der Erfindung wird ein Stanz  werkzeug     vorgeschlagen,    bei dem sowohl der  Matrizen- wie auch der     Stempelkörper    aus       Kohlenstoffstahl    hergestellt und mit     Hart-          metall    aus     Wolframkarbid,    10 bis 20     %    Kobalt  und einem Rest von höchstens<B>3%,</B> der     min-          destens    aus einem andern Karbid besteht, ar  miert sind.

   Es kann     urlegierter    oder mit Wolf  ramkarbid legierter     Kohlenstoffstahl    verwen  det und in der     Hartmetallarmierung    minde  stens ein Karbid der Metalle Titan,     Vanadin,          1\Tiob,        Tantal,        Zirkon,        Molybdän    in Mengen bis  zu 3     %    enthalten sein. So hat sich z.

   B. ein       Stanzwerkzeug,    dessen     Hartmetallarmierung     aus 13     %    Kobalt, 2     %        Titankarbid,        Rest        Wolf-          ramkarbid    besteht, besonders bewährt.  



       Iii    der     Zeichnung    sind     einige        beispielsweise          Ausführungsformen    der Erfindung dar  gestellt.     Abb.1    zeigt in teilweisem Schnitt bzw.  Ansicht einen     Pressstempel    zum Stanzen von.       Ronden,    die     Abb.2    die     Hartmetallarmierung     und die     Abb.    3 eine Einzelheit der     Herstelhmg     des     Stempels.    Der Stempelkörper 1 des Stem  pels besteht aus     einem        Kohlenstoffstahl     mit z.

   B. 0,55 bis 0,65 % Kohlenstoff.  Am vordern Ende des Stempelkörpers ist  zu seiner     Armierung    der     Hartmetallring     2 aufgelötet.. Der     Hartmetallring    hat die    Form, wie in     Abb.    2 dargestellt. ist, bei  welcher die vordere Kante der Innen  wandung, wie bei 3 angedeutet, abgeschrägt  ist.

   Der zur Aufnahme des Ringes entspre  chend     abgesetzte        Teil    des     Stempelkörpers    1  wird, wie aus     Abb.    3 ersichtlich, so lang aus  gebildet, dass er mit seinem Ende 4 aus     de.a     aufgesetzten Ring 2     vorsteht.    Nachdem     dass     Löten beendet ist, wird das leicht     überstehende     Ende 4     des    Stempelkörpers in die     Abschrä-          gung    3 durch -leichte Hammerschläge hinein  gestaucht.

   Auf diese Weise wird sichergestellt,  dass die Lötfuge von den Kräften entlastet ist,  die auftreten, wenn der Stempel nach beende  tem     Stanzvorgang        aus    dem gestanzten Blech  herausgezogen wird. Es ergeben sich     sonst    in  dieser Arbeitsphase     starke        Beanspruchungen     in der Lötfuge, weil das Blech um den Stem  pel herum infolge der     Abkühlung    fest  schrumpft.  



  In     Abb.4    ist ein weiterer     Pressstenipel     dargestellt. Der Stempelkörper 1 besteht auch .  hier     aus    einem urlegierten     Kohlenstoffstahl     mit z. B. 0,55 bis 0,65 % Kohlenstoff. Das un  tere Ende des Schaftes trägt einen Hartmetall  bolzen 5     als        Armierung    des     Stempelkörpers.     Dieser     Bolzen    ist mittels eines Zapfens 6 in  den Schaft eingesetzt und verlötet. Auch diese  Verbindung hält den     Abreisskräften    stand,  die beim Herausziehen. des Stempels aus dem  gestanzten Werkstoff auftreten.  



  Stempel gemäss     Abb.    1 und 4 arbeiten zu- ;  summen mit Matrizen gemäss     Abb.5.    Der       Matrizenkörper    7 besteht ebenfalls aus dem  bereits erwähnten     Kohlenstoffstahl.    An der       Matrizenöffnimg    ist ein     Hartmetallming    8     als          Armierung    in den     Matrizenkörper        eingesetzt.,     Die     Befestigung    des     Ringes    erfolgt vorzugs  weise dadurch, dass er warm eingeschrumpft  Wird.

   Zu diesem Zweck wird der     Matrizen-          körper    7 auf etwa 400 bis 500  erwärmt. Das       Einschriuupfen    hat den Vorteil, dass dem       Hartmetallring    eine gleichmässige     Vorspan-          nimg    gegeben wird, die ihn dazu     instandsetzt,     die Druckbeanspruchungen, die beim Stanzen  auftreten,     aufzunehmen.    Es kann aber auch so  vorgegangen werden, dass der Ring 8 ein  gelötet wird.

        Die     Arniierungsteile    2     (Abb.    1), 5     (Abb.        4;1     und 8     (Abb.5)    bestehen jeweils aus Hart  metall einer Zusammensetzung von     Wolfram-          karbid,    10 bis 20% Kobalt und einem Rest  von höchstens 3%, der aus Titan-,     Vanadium-,          Niob-,        Tantal-,        Zirkon-    oder     Molybdänkarbid     oder zweier oder mehrerer dieser Karbide be  stehen kann.  



  Als besonders zweckmässig hat es sieh er  wiesen, den     Stempelquarschnitt    und die     Matri-          zenöffnung    nicht so aufeinander     abzuistimmen.     dass sie saugend     ineinanderpassen,    sondern  dass zwischen Stempel und     Matrizenöffnung     ein Spiel von 0,15 bis 0,30 mm besteht. Auf  diese Weise wird vermieden, dass sich der  Stempel in dein Blech, aus dem die Werk  stücke     aasgestanzt    werden, festklemmt.

   Wird  ein     solches    Spiel zwischen Stempel und     Matri-          zenöffnung    nicht eingehalten, so ergeben sich  unter Umständen sehr starke     Abreisskräfte,     wenn der Stempel nach beendetem     Stanzvor-          gang    aus dem Blech wieder     herausgezogen     wird. Dies gilt besonders dann, wenn, wie bei  spielsweise beim Verarbeiten von Wolfram,  das     Stanzmaterial    zum Stanzen erhitzt wird.

         Bemerkenswert.    ist, dass die Werkstücke, bei  spielsweise     Ronden,    genalt mit dem Mass der       Matrizenöffnung    anfallen, obwohl der Stempel  ein geringeres Mass     ausweist.    Es ist daher     mÖg-          lich,    trotz Anwendung des als vorteilhaft er  kannten Spiels zwischen Stempel und     Matri-          zenöffnuhl1    genau masshaltige Werkstücke zu    erzeugen.

    Abgesehen von den Vorteilen, die sich bei  Verwendung des beschriebenen     Stanzwerkzeii-          ges    für das Erzeugnis ergeben, wird noch eine  erhebliche     Werkstoffersparnis    erzielt. Wäh  rend bisher der gesamte Stempel und der ge  samte     Matrizenbloek    aus einem     hochlegierten     Werkzeugstahl hergestellt werden mussten, ge  nügt nunmehr eine verhältnismässig geringe  Menge an hochwertigem Hartmetall für beide  Teile.

   Nimmt man     beispielsweise    an, dass bis  her ein 1.0 %     iger        Wolframstahl    verwendet wer  den musste, so wurden für die Herstellung  eines Werkzeuges bestimmter Abmessung 1 kg       Werkzeugstahl    mit etwa 100 g     Wolfram    be  nötigt. Bei der Herstellung eines entsprechen-    den     Werkzeuges    in der oben     beschriebenen     Ausführung wird nur 60g Hartmetall be  nötigt., das zu etwa 80 % aus Wolfram besteht.  



  Mit einem Werkzeug, das mit Schnell  drehstalil armiert ist, können bis zu 150     Ron-          den    einer     Abmessung    hergestellt werden. Es  kann dann die Matrize ausgeschliffen     werden,     worauf     noch    einmal etwa 500 bis 600     Ronden          mit.    jeweils grösserem Durchmesser hergestellt  werden können. Mit einem mit Hartmetall  armierten Werkzeug, wie beschrieben,     dagegen          lassen    sich über 5000     Stanzungen    durchfüh  ren, ohne     da.ss    das Werkzeug auch nur einmal  nachgearbeitet zu werden braucht.

   Hinzu  kommt noch, dass beim     Zubruchgehen    des       hartmetallarmierten    Werkzeuges das Hart  metall     wiedergewonnen    und     erneut    zu Hart  metallwerkzeugen verarbeitet werden kann,  was bei     Schnelldrehstahlwerkzeugen    nicht  ohne weiteres möglich ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Stanzwerkzeug, gekennzeichnet durch Ma trizen- und Stempelkörper aus Kohlenstoff stahl mit einer Hartmetallarmierung der Zu sammensetzung Wolframkarbid, 10 bis 20 Kobalt und einem Rest von höchstens 3 %, der mindestens aus einem andern Karbid besteht. UNTERANSPRüCHE 1.. Stanzwerkzeug nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Kohlenstoff stahl unlegiert ist.

   2. Stanzwerkzeug nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Hartmetall- armierung bis zu 3 % Titankarbid enthält. 3. Stanzwerkzeug nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass .die Hartmetall armierung bis zu 3 % Vanadinkarbid enthält. 4. Stanzwerkzeug nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Hartmetall- armiemung bis zu 3 % Niobkarbid enthält.

   5. Stanzwerkzeug nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Hartmetall armierung bis zu 3 % Tantalkarbid enthält. 6. Stanzwerkzeug nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Hartmetal_- armierung bis zu 3 % Zirkonkarbid enthält. 7. - Sta-nzwerkzeug nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Hartmetall:. armierung bis zu 3 70 Molpbdänkarbid enthält.

   B. Stanzwerkzeug nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch eine Hartmetallarmie- rLmg aus 13 7, Kobalt, 2 % Titankarbid und Rest Wolframkarbid. 9. Stanzwerkzeug nach Patentanspruch, zum Stanzen von Ronden, gekennzeichnet durch eine Armierung des Stempelkörpers mittels eines aufgelöteten I-lartmetaJlringes. 10.

   Stanzwerkzeug nach Patentanspruch und Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand des Trägerwerkstoffes in den Hartmetallring eingestaucht ist. 11. Stanzwerkzeug nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch eine Hartmetallarinie- rung in Form eines Bolzens, der mit einem Zapfen in den Stempelkörper eingelötet ist.

   12. Stanzwerkzeug nach. Patentanspruch, zum Stanzen von Ronden, gekennzeichnet durch eine Armierung des Matrizenkörpers mittels eines an der Matrizenöffnung warm in den Matrizenkörper eingeschrumpften Hart- metallliörp!exs. 13. Stanzwerkzeug nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch ein Spiel von 0,15 bis 0,30 mm zwischen Stempel und Matrizen- öffnung.