PN-EN ISO 4957:2018-09 ist eine harmonisierte europäische Norm, die Anforderungen an Werkzeugstähle für verschiedene Industriezweige festlegt. Sie wurde am 13. September 2018 veröffentlicht und ersetzte die Vorgängerversion PN-EN ISO 4957:2004 . Diese Norm liefert umfassende Informationen zur chemischen Zusammensetzung, den mechanischen Eigenschaften, den Wärmebehandlungsverfahren und den Lieferbedingungen von Werkzeugstählen.
Anwendungsbereich der Norm PN-EN ISO 4957:2018-09 und Stahlklassifizierung:
Die Norm umfasst vier Hauptgruppen von Werkzeugstählen, die sich in ihrer chemischen Zusammensetzung, ihrem Anwendungsbereich und ihren mechanischen Eigenschaften unterscheiden:
1. Unlegierte Kaltarbeitsstähle:
- Konzipiert für Werkzeuge, die bei Temperaturen bis zu ... arbeiten 200-300°C.
- Wird zur Herstellung von Meißeln, Feilen, Schneidwerkzeugen und einfachen Handwerkzeugen verwendet.
- Sie zeichnen sich durch eine hohe Härte nach dem Härten, aber eine mäßige Abriebfestigkeit aus.
Beispielarten
- C45U (1.1730) – unlegierter Stahl von mittlerer Härte, der für einfache Handwerkzeuge verwendet wird.
- C70U (1.1520) – Kohlenstoffstahl mit erhöhter Härte, verwendet für Feilen und Meißel.
- C105U (1.1545) – Stahl mit sehr hohem Kohlenstoffgehalt, vorgesehen für Meißel und Handwerkzeuge mit hoher Härte.
Eigenschaften: Hohe Härte nach dem Abschrecken, mäßige Abriebfestigkeit, begrenzte Härtbarkeit.
2. Legierte Werkzeugstähle für die Kaltverformung PN-EN ISO 4957:2018-09:
- Sie enthalten Legierungszusätze wie Chrom, Wolfram, Molybdän und Vanadium.
- Höhere Abriebfestigkeit und bessere Härtbarkeit als unlegierte Stähle.
- Konzipiert für Schneidwerkzeuge, Stempel und Matrizen.
Beispielarten
- X210Cr12 (1.2080) – hochkohlenstoffhaltiger Chromstahl, der für Stanzwerkzeuge und Stempel verwendet wird.
- X155CrVMo12-1 (1.2379) – Stahl mit erhöhter Härtbarkeit, abriebfest, verwendet für Schneidwerkzeuge und Matrizen.
- 90MnCrV8 (1.2842) - Manganstahl-Chrom mit guter Härtbarkeit, verwendet für Kaltschneidmesser und Drehwerkzeuge.
Eigenschaften: Höhere Abriebfestigkeit als unlegierte Stähle, Legierungszusätze verbessern Härtbarkeit und Haltbarkeit.
3. Legierte Werkzeugstähle für die Warmumformung PN-EN ISO 4957:2018-09:
- Konzipiert für Werkzeuge, die bei hohen Temperaturen (bis zu 600°C).
- Wird in Gießformen, Druckgussformen und Schmiedewerkzeugen verwendet.
- Beständigkeit gegen Anlassen und thermische Rissbildung.
Beispielarten
- X37CrMoV5-1 (1.2343) – Stahl für Gussformen und Druckgussformen.
- X40CrMoV5-1 (1.2344) – Stahl mit erhöhter Abriebfestigkeit, der für Schmiedegesenke und Gießereiwerkzeuge verwendet wird.
- 55NiCrMoV7 (1.2714) – Stahl für Schmiedeformen und große Werkzeuge für den Einsatz bei hohen Temperaturen.
Eigenschaften: Beständigkeit gegen thermische Rissbildung, hohe Festigkeit bei erhöhten Temperaturen, gute Härtbarkeit.
4. Schnellarbeitsstahl (HSS):
- Sie enthalten erhebliche Mengen an Wolfram, Molybdän, Vanadium und Kobalt.
- Konzipiert für Hochgeschwindigkeits-Schneidwerkzeuge wie Bohrer, Fräser und Drehwerkzeuge.
- Beständig gegen hohe Temperaturen (bis zu 600°Cund Abrieb.
Beispielarten
- HS6-5-2C (1.3343) – klassischer Schnellarbeitsstahl, verwendet für Bohrer, Fräser und Drehwerkzeuge.
- HS10-4-3-10 (1.3207) – Stahl mit Kobaltzusatz für erhöhte Hitzebeständigkeit, geeignet für sehr anspruchsvolle Schneidwerkzeuge.
- HS2-9-1-8 (1.3247) – Schnellarbeitsstahl mit erhöhter Abriebfestigkeit, verwendet für Schneid- und Präzisionswerkzeuge.
Eigenschaften: Sehr hohe Härte, Abriebfestigkeit und Hochtemperaturbeständigkeit, verwendet in Hochgeschwindigkeitsschneidwerkzeugen.
PN-EN ISO 4957:2018-09 – chemische Zusammensetzung
Die Norm legt die genauen Bereiche des Elementgehalts für einzelne Stahlsorten fest, z. B.:
- Kohle (C): beeinflusst Härte und Härtbarkeit.
- Chrom (Cr): erhöht die Beständigkeit gegen Verschleiß und Oxidation.
- Molybdän (Mo): verbessert die Härtebeständigkeit.
- Vanadium (V): erhöht die Abriebfestigkeit und die Temperaturstabilität.
- Wolfram (W): Verbessert die Abriebfestigkeit und die Härteerhaltung bei erhöhten Temperaturen.
Mechanische Eigenschaften:
Die Norm PN-EN ISO 4957:2018-09 legt Anforderungen an mechanische Eigenschaften fest, wie zum Beispiel:
- Härte nach dem Anlassen: gemessen in HRC oder HB.
- Zugfestigkeit: Minimum und Maximum.
- Abriebfestigkeit: besonders wichtig für Schnellarbeitsstähle und Kaltarbeitsstähle.
- Härtebeständigkeit: Wichtig für Warmarbeitsstähle.
Lieferbedingungen:
Die Norm legt Lieferstandards für Werkzeugstähle fest, darunter:
- Oberflächenbeschaffenheit: Warmwalzen, Kaltziehen, Schmieden.
- Thermischer Zustand: Lieferung im geglühten, gehärteten oder weichen Zustand.
- Abmessungen und Toleranzen: spezifiziert für verschiedene Materialformen (Stäbe, Bleche, Schmiedestücke).
Wärmebehandlung:
PN-EN ISO 4957:2018-09 enthält Empfehlungen für Wärmebehandlungsverfahren wie zum Beispiel:
- Härten: Durch Erhitzen auf hohe Temperaturen und schnelles Abkühlen wird Härte erzielt.
- Loslassen: Spannungsreduzierung nach der Härtung, erhöhte Rissbeständigkeit.
- Glühen: wird verwendet, um die Härte zu verringern und die Verarbeitbarkeit des Materials zu verbessern.
Anwendung:
Die in der Norm PN-EN ISO 4957:2018-09 beschriebenen Werkzeugstähle werden verwendet in:
- Schneidwerkzeuge: Bohrer, Fräser, Drehwerkzeuge.
- Werkzeuge für die Kunststoffverarbeitung: Matrizen, Stempel, Matrizen.
- Gussformen: Gussformen für Leichtmetalle.
- Handwerkzeuge: Meißel, Feilen, Handschere.
Vergleich mit früheren Standards:
PN-EN ISO 4957:2018-09 ersetzte die vorherigen Normen:
- PN-EN ISO 4957:2004
- PN-86/H-85021
Änderungen gegenüber älteren Standards:
- Höhere Präzision bei der Beschreibung der chemischen Zusammensetzung.
- Harmonisierte Anforderungen in ganz Europa.
- Bessere Definition der mechanischen Eigenschaften und der Prüfmethoden.
- Erweiterte Auswahl an Stahlsorten und Anwendungsbereichen.
PN-EN ISO 4957:2018-09 ist eine detaillierte, aktualisierte Norm für Werkzeugstähle, die sowohl unlegierte Stähle als auch Schnellarbeitsstähle umfasst. Harmonisierte Normen auf europäischer Ebene gewährleisten einheitliche Qualitätsanforderungen für Werkzeugstahlhersteller und -anwender und somit gleichbleibende Eigenschaften und einen sicheren Werkzeugeinsatz.