Werkzeug materialien der konstruktion

Arten von Werkzeugmaterialien für den Bau

Bei den Werkzeugmaterialien für den Bau können die verfügbaren Auswahlmöglichkeiten erhebliche Auswirkungen auf Leistung, Haltbarkeit und Anwendungsgeeignetheit haben. Hier sind einige der häufigsten Typen:

• Hocher Kohlenstoffstahl

  Hocher Kohlenstoffstahl, auch bekannt als Werkzeugstahl, ist eine beliebte Wahl unter den Herstellern von Bauwerkzeugen. Dieser Stahl wird wegen seiner Kosten-Effektivitäts und hervorragenden Schneidkante-Beibehaltung bevorzugt. Darüber hinaus ist er relativ einfach zu schärfen, wenn er stumpf wird. Hocher Kohlenstoffstahl wird in der Regel als Kohlenstoffwerkzeugstahl bezeichnet und enthält Kohlenstoff in einem Bereich von 0,5% bis 1,5%. Er bietet ein ausgewogenes Verhältnis von Härte und Zähigkeit.

• Legierte Werkzeugstähle

  Diese Stähle sind Kohlenstoffstähle mit zugesetzten Elementen wie Chrom, Vanadium, Molybdän und Mangan. Diese zusätzlichen Elemente verbessern die Härte und Verschleißfestigkeit des Stahls. Legierte Werkzeugstähle werden in zwei Kategorien unterteilt: niedriglegierte und hochlegierte Stähle. Letztere enthalten mehr als 5% Legierungselemente, während erstere weniger als 5% enthalten. Die Stähle sind geeignet zur Herstellung von Werkzeugen, die hohe Verschleißfestigkeit und strukturelle Stabilität benötigen.

• Edelstahl

  Dieses Material für Bauwerkzeuge bietet Widerstand gegen Korrosion und Flecken. Es ist langlebig und leicht zu reinigen, was es ideal für Anwendungen macht, in denen Hygiene entscheidend ist. Werkzeuge aus Edelstahl sind teurer als Werkzeuge aus anderen Stählen aufgrund ihrer Legierungselemente.

• Chrom-Vanadium-Stahl

  Dies ist ein beliebter Typ von legiertem Werkzeugstahl, der bei der Herstellung von Handwerkzeugen und Industrieanlagen verwendet wird. Er wird beim Bau von Schraubenschlüsseln, Steckdosen, Zangen und anderen Werkzeugen verwendet. Er bietet ein gutes Gleichgewicht zwischen Härte, Zähigkeit und Verschleißbeständigkeit. Werkzeuge aus Chrom-Vanadium-Stahl können wiederholtem Stress standhalten, ohne abzubrechen oder ihre Schneidgeometrie zu verlieren.

• Pulvermetallurgie-Werkzeugstähle

  Die aus diesen Stählen hergestellten Schneidwerkzeuge verfügen über sehr hohe Verschleißfestigkeit und Schneidkante-Haltekapazität. Die Stähle werden durch ein Verfahren der Pulvermetallurgie hergestellt, das die Erzeugung und Sinterung von Metallpulvern umfasst. Die Materialien sind in der Regel teurer, bieten jedoch eine überlegene Leistung für anspruchsvolle Anwendungen.

• Titanlegierungen

  Titanlegierungen werden in speziellen Werkzeugen verwendet, in denen ein geringes Gewicht und hohe Festigkeit erforderlich sind. Diese Legierungen bieten hervorragenden Korrosionsschutz und sind bei der Arbeit bei erhöhten Temperaturen angenehmer. Sie sind jedoch nicht so hart wie andere Werkzeugstähle und müssen möglicherweise häufig nachgeschärft werden.

• Ceramic

  Ceramic-Materialien, wie Aluminiumoxid oder Zirkoniumdioxid, werden zur Herstellung von Schneidwerkzeugen für spezielle Anwendungen verwendet. Zum Beispiel sind sie nützlich bei der Herstellung von Werkzeugen für das Schneiden von harten Materialien wie Keramiken, Verbundwerkstoffen und einigen Metallen. Keramikwerkzeuge sind extrem hart und verschleißfest, aber sie sind auch spröde und können brechen, wenn sie fallen gelassen oder extremen Kräften ausgesetzt werden.

Funktionen und Eigenschaften von Werkzeugmaterialien für den Bau

Die Funktionen und Eigenschaften von Werkzeugmaterialien für den Bau sind wie folgt:

• Härte

  Werkzeugstähle, die für die Herstellung von Werkzeugen und Formen verwendet werden, haben hohe Härtegrade. Der Härtegrad von Werkzeugen, die aus diesen Materialien hergestellt werden, reicht von 50 bis 65 HRC. Dieser Härtegrad hilft, Abrieb und Abnutzung zu widerstehen. Werkzeuge aus diesen Materialien haben eine lange Lebensdauer und können wiederholtem Gebrauch standhalten.

• Zähigkeit

  Einige Werkzeugstähle haben eine hohe Zähigkeit. Stähle wie D2 und O1-Stahl weisen eine gute Zähigkeit auf. Zähigkeit bezieht sich auf die Fähigkeit des Stahls, Stöße zu absorbieren, ohne zu brechen oder abzubrechen. Werkzeugstähle mit hoher Zähigkeit sind ideal für Werkzeuge, die Stößen standhalten müssen.

• Verschleißfestigkeit

  Einige Werkzeugstähle haben eine hohe Verschleißfestigkeit. Stähle wie D2 und O1-Stahl haben eine gute Zähigkeit. Zähigkeit bezieht sich darauf, wie gut der Stahl Stöße absorbiert, ohne zu brechen oder abzubrechen. Werkzeugstähle mit hoher Zähigkeit sind ideal für Werkzeuge, die Stößen standhalten müssen.

• Schneidkante-Haltekapazität

  Bauwerkzeuge wie Messer, Meißel und Schneidwerkzeuge benötigen Materialien mit hoher Härte und Verschleißfestigkeit. Dies dient dazu, sicherzustellen, dass die Schneide über längere Anwendungen scharf bleibt. Werkzeugstähle wie A2, D2 und M2 sind für diese Anwendung ideal, da sie eine gute Schneidkante-Haltekapazität bieten.

• Edelstahl

  Einige Werkzeugstähle wie 440C und CPM 10V haben hohe Härte und Zähigkeit. Sie sind auch korrosionsbeständig. Diese Stähle sind ideal für Werkzeuge, die in feuchten oder nassen Umgebungen verwendet werden.

• Hitzebeständigkeit

  Werkzeugstahl und Hochgeschwindigkeitsstahl wie M2 und H13 haben gute Härte, Zähigkeit und Verschleißfestigkeit. Sie behalten auch ihre Schärfe und Schneidfähigkeit bei hohen Temperaturen. Diese Stähle sind ideal für Werkzeuge, die in Hochtemperaturanwendungen wie Schmiedewerkzeuge und Holzschneidwerkzeuge eingesetzt werden.

Anwendungsbereiche von Werkzeugmaterialien für den Bau

Es gibt verschiedene Anwendungen für Werkzeuge aus unterschiedlichen Materialien. Zum Beispiel werden Elektrowerkzeuge wie Winkelschleifer und elektrische Bohrmaschinen in Bauprojekten eingesetzt, während Handwerkzeuge in Wartungsarbeiten Verwendung finden. Hier sind einige gängige Anwendungen von Werkzeugmaterialien:

• Bau

  Werkzeuge wie Schraubenschlüssel, Zangen, Schraubendreher und Meißel werden zum Zusammenbauen von Metall- und Holzstrukturen verwendet. Ihre Werkzeugmaterialien sind langlebig und verschleißfest, was sicherstellt, dass sie für wiederholte Aufgaben eingesetzt werden können.

• Elektrische Arbeiten

  Handwerkzeuge wie isolierte Schraubendreher und Zangen werden verwendet, um elektrische Schläge zu verhindern. Die Werkzeuge bestehen aus Materialien wie Stahl, die hohen Drehmoment- und Drehbelastungen standhalten können.

• Automobil

  Handwerkzeuge wie Schraubenschlüssel, Ratschenschlüssel und Zangen werden zur Reparatur und Wartung von Fahrzeugen eingesetzt. Die Werkzeuge bestehen aus hochwertigen Stahllegierungen, die sicherstellen, dass sie langlebig und verschleißfest sind.

• Metallbearbeitung

  Werkzeuge wie Bügelsägen, Feilen und Scheren werden aus Hochgeschwindigkeitsstahl oder Hartmetall hergestellt. Diese Materialien gewährleisten, dass die Werkzeuge eine höhere Härte aufweisen und abriebfest sind.

• Holzbearbeitung

  Werkzeuge wie Meißel, Handsägen und Hobel bestehen aus hochlegiertem Kohlenstoffstahl oder Werkzeugstahl. Dadurch wird sichergestellt, dass sie hart sind und ihre Schneidkanten länger scharf bleiben.

• Schwerlastbau

  Werkzeuge wie Hämmer, Hebel und Abrisskugeln bestehen aus hochlegiertem Kohlenstoffstahl oder legiertem Stahl. Dadurch wird sichergestellt, dass die Werkzeuge hohen Stößen standhalten und deformierungsbeständig sind.

• Heimwerker

  Werkzeuge wie Nägel, Schrauben und Halterungen werden häufig aus Stahl oder verzinktem Stahl hergestellt. Dies verhindert Korrosion und sorgt dafür, dass die Werkzeuge langlebig sind.

• Wartung und Reparaturen

  Handwerkzeuge wie Innensechskantschlüssel, Zangen und Schraubendreher werden häufig für Wartungs- und Reparaturarbeiten verwendet. Die Werkzeuge bestehen aus Stahl oder Chrom-Vanadium, die verschleißfest sind und ihre Form unter Stress behalten.

Wie wählt man die richtigen Werkzeugmaterialien für den Bau aus?

Die Auswahl des richtigen Werkzeugmaterials hängt von der Anwendung, der Arbeitsumgebung und der gewünschten Werkzeuglebensdauer ab. Hier sind einige Möglichkeiten, das richtige auszuwählen:

• Anwendung

  Die Anwendung, für die das Werkzeug verwendet wird, ist der wichtigste Aspekt bei der Auswahl eines Werkzeugmaterials. Verschiedene Materialien eignen sich besser für unterschiedliche Anwendungen. Zum Beispiel sind Werkzeuge aus Hochgeschwindigkeitsstahl eine gute Wahl für die allgemeine Metallbearbeitung, da sie ihre Schärfe bei hohen Temperaturen gut behalten. Im Gegensatz dazu eignen sich Hartmetallwerkzeuge besser zum Schneiden von härteren Materialien wie Stahl und Gusseisen, da sie sehr hart und verschleißfest sind.

• Arbeitsumgebung

  Die Arbeitsumgebung kann auch die Leistung der Werkzeugmaterialien beeinflussen. Wenn das Werkzeug in einer sehr heißen oder kalten Umgebung eingesetzt werden soll, ist es wichtig, ein Material zu wählen, das extremen Temperaturen standhalten kann. Zum Beispiel sind Werkzeuge aus Pulvermetall eine gute Wahl für Hochtemperaturanwendungen, da sie eine hohe Hitzebeständigkeit aufweisen. Edelstahlwerkzeuge hingegen sind eine gute Wahl für kalte Umgebungen.

• Werkzeuglebensdauer

  Wenn die Lebensdauer des Werkzeugs ein wichtiges Anliegen ist, ist es wichtig, ein Material zu wählen, das für seine Haltbarkeit bekannt ist. Hartmetallwerkzeuge haben eine lange Lebensdauer, da sie sehr hart und verschleißfest sind. Eine andere Option ist, Werkzeuge aus Hochgeschwindigkeitsstahl mit Hartmetallspitzen zu verwenden. Diese Werkzeuge kombinieren die scharfe Schneidfähigkeit von Hochgeschwindigkeitsstahl mit der Verschleißfestigkeit von Hartmetall.

• Kosten

  Die Kosten des Werkzeugs sind ebenfalls ein wichtiger Aspekt bei der Auswahl eines Werkzeugmaterials. Einige Materialien, wie Hochgeschwindigkeitsstahl, sind kostengünstiger, bieten jedoch dennoch eine gute Leistung für viele Anwendungen. Andere, wie Hartmetall, sind teurer, bieten jedoch bessere Schneidleistung und Werkzeuglebensdauer. Es ist wichtig, die Kosten des Werkzeugs mit seiner Leistung und Haltbarkeit für die beabsichtigte Anwendung in Einklang zu bringen.

• Wartung

  Werkzeuge müssen ordnungsgemäß gewartet werden, um ihre Lebensdauer zu verlängern und eine optimale Leistung sicherzustellen. Die Wartung, die für verschiedene Werkzeugmaterialien erforderlich ist, kann variieren. Zum Beispiel sind Werkzeuge aus Stahl relativ einfach zu warten und zu schärfen. Hartmetallwerkzeuge hingegen sind schwieriger zu schärfen, erfordern aber weniger Wartung, sobald sie richtig geschärft sind. Berücksichtigen Sie den Wartungsaufwand, der bereitgestellt werden kann, wenn Sie ein Werkzeugmaterial auswählen.

Fragen & Antworten zu Werkzeugmaterialien für den Bau

Q1: Welche Werkzeugmaterialien für den Bau werden häufig verwendet?

A1: Werkzeugmaterialien lassen sich in zwei Gruppen einteilen: eisenhaltige und nichteisenhaltige Materialien. Eisenhaltige Werkzeugmaterialien enthalten Eisen. Dazu gehören Hochgeschwindigkeitsstahl, Werkzeugstahl und Kohlenstoffstahl. Nichteisenhaltige Werkzeugmaterialien enthalten kein Eisen. Dazu gehören Hartmetall, Keramik und kubisches Bornitrid. Die Werkzeuge können auch aus anderen Materialien wie Diamant, Kunststoffen, Holz und Gummi hergestellt werden.

Q2: Was sind die Eigenschaften guter Werkzeugbaumaterialien?

A2: Gute Werkzeugbaumaterialien müssen eine hohe Härte aufweisen. Dies verhindert und minimiert Abrieb und Verschleiß. Sie sollten auch einen hohen Schmelzpunkt haben. Dies gewährleistet, dass die Werkzeuge ihre Form und strukturelle Integrität während des Gebrauchs behalten. Weitere Eigenschaften sind gute Schneidkante-Haltekapazität, Schärfe, Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit.

Q3: Wie wählt man Werkzeugmaterialien für eine bestimmte Anwendung aus?

A3: Die Auswahl des richtigen Werkzeugbaumaterials hängt von der beabsichtigten Nutzung und Anwendung ab. Berücksichtigen Sie das verwendete Material, den Bearbeitungsprozess und das gewünschte Ergebnis. Weitere zu berücksichtigende Faktoren sind Kosten, Werkzeuggeometrie und Wärmebehandlungsprozess.

Q4: Was ist der Unterschied zwischen HSS- und Hartmetallwerkzeugen?

A4: HSS-Werkzeuge bestehen aus Stahl, und ihre Klingen werden von Hand geschärft. Sie sind günstiger, verschleißen jedoch schneller als Hartmetallwerkzeuge. Hartmetallwerkzeuge bestehen aus Wolframkarbid. Sie verfügen über eine härtere Kante, die scharf ist und ihre Schärfe über längere Zeit behält. Sie sind teurer als HSS-Werkzeuge.