Werkzeugstähle

Werkzeugstähle im Kunststoffwerkzeugbau

Unter Werkzeugstählen werden Stähle verstanden, die für formgebende, schneidende oder anderweitig hoch beanspruchte Werkzeuge ausgelegt sind. In der Kunststoffverarbeitung betrifft das vor allem Spritzgiessformen, Formeinsätze, Schieber, Kerne, Schneidplatten und ähnliche Bauteile. Gefordert sind je nach Anwendung Verschleissfestigkeit, Druckfestigkeit, Zähigkeit, Masshaltigkeit sowie eine bearbeitbare oder polierfähige Oberfläche. Welche Eigenschaft im Vordergrund steht, hängt stark vom Bauteil und vom Kunststoffsystem ab.

Typische Anwendungen bei der Verarbeitung von Kunststoffen

Werkzeugstähle werden dort eingesetzt, wo Kunststoffe unter Druck geformt, getrennt oder geführt werden. Dazu zählen Formwerkzeuge für Spritzguss, Werkzeuge für thermoformende Prozesse, Schneid- und Stanzwerkzeuge für Kunststoffteile sowie verschleissbeanspruchte Maschinenelemente mit Kontakt zum Materialstrom. Bei glasfaserverstärkten oder mineralisch gefüllten Kunststoffen steigt die abrasive Belastung. Bei feuchte- oder chemikalienkritischen Anwendungen kann zusätzlich Korrosionsbeständigkeit relevant sein, etwa bei kondensationsanfälligen Prozessen oder bestimmten Additivsystemen.

Relevante Werkstoffeigenschaften und Lieferzustände

Für die Auswahl von Werkzeugstählen werden mehrere Eigenschaften gegeneinander abgewogen. Hohe Härte verbessert in vielen Fällen die Verschleissfestigkeit, kann aber die Zähigkeit begrenzen. Für sichtbare Kunststoffteile ist oft eine gute Polierbarkeit gefragt, für strukturierte Oberflächen eine stabile Oberflächenqualität. In der Praxis werden Werkzeugstähle je nach Bedarf in unterschiedlichen Lieferzuständen beschafft, etwa weichgeglüht zur weiteren Bearbeitung oder vorvergütet für kürzere Bearbeitungswege. Auch Wärmebehandlung, Oberflächenbehandlung und die spätere Instandsetzung des Werkzeugs fliessen in die Werkstoffentscheidung ein.

Abgrenzung zu Einsatzstählen, Sonderstählen und anderen Materialien

Innerhalb der Hierarchie gehören Werkzeugstähle zu den Materialien und Rohstoffen und nicht zu Messkomponenten oder Kunststoffrohstoffen wie Granulat. Gegenüber Einsatzstählen für den Werkzeugbau liegt der Schwerpunkt bei Werkzeugstählen auf dem Grundwerkstoff für hoch beanspruchte Werkzeugteile, während Einsatzstähle häufig über eine harte Randschicht und einen zäheren Kern ausgelegt werden. Sonderstähle für den Werkzeugbau sind breiter gefasst und können spezielle Legierungen für besondere Temperatur-, Korrosions- oder Verschleissanforderungen einschliessen. Werkzeugstähle bilden damit eine klar umrissene Werkstoffgruppe innerhalb des Werkzeugbaus für Kunststoffanwendungen.