1.2311: Kunststoffformenstahl mit guter Zähigkeit, Verschleißfestigkeit, Druckfestigkeit und Formstabilität
1.2311 bzw. 40CrMnMo7 ist ein legierter Kunststoffformenstahl, der sowohl dem Kaltarbeitsstahl als auch dem Warmarbeitsstahl zugeordnet wird. Gemäß Richtanalyse beinhaltet 1.2311 Anteile von 0,35-0,45 % Kohlenstoff, 0,20-0,40 % Silizium, 1,30-1,60 % Mangan, max. 0,035 % Phosphor, max. 0,035 % Schwefel, 1,80-2,10 % Chrom und 0,15-0,25 % Molybdän. Der schwefelarme Kunststoffformenstahl zeichnet sich nicht nur durch eine gute Zähigkeit aus, sondern auch durch eine gute Verschleißfestigkeit und Druckfestigkeit. Eine hohe Formstabilität zählt ebenso zu den Vorteilen von 1.2311, wohingegen die Korrosionsbeständigkeit lediglich als mittelmäßig zu bewerten ist. Die mechanischen Eigenschaften von 1.2311 liegen außerdem in einem für Werkzeugstahl relativ hohen Bereich. So wird der Kunststoffformenstahl 1.2311 standardmäßig im vergüteten Lieferzustand mit einer Lieferhärte von etwa 280 HB bis 320 HB eingesetzt. Die gewöhnliche Arbeitshärte des vorvergüteten 1.2311 entspricht mit ca. 52 HRC dem Anlieferungszustand. Die Zugfestigkeit von 1.2311 reicht im Lieferzustand von 950 MPa bis 1.150 MPa. Zu beachten ist, dass die Kernfestigkeit mit zunehmender Materialstärke abnimmt.
Zum Lieferumfang der Georg Grimm Edelstahlgroßhandlung GmbH bei der Güte 1.2311 gehören Stabstahl in der Ausführung rund und Sondermaße.
1.2311: Hohe Durchvergütung sorgt für gleichmäßige Festigkeit
Die Warmformgebung von 1.2311 erfolgt im Temperaturbereich zwischen 1.050 °C und 850 °C. Grundsätzlich wird 1.2311 bereits vorvergütet angeliefert, sodass im Allgemeinen keine weitere Wärmebehandlung erforderlich ist. Soll 1.2311 dennoch gehärtet werden, so empfehlen sich Temperaturen von 830 °C bis 870 °C, gefolgt von einer Abkühlung in Öl oder in einem Warmbad bei Temperaturen von ca. 180 °C bis 220 °C. Durch das Anlassen bei Temperaturen von 500 °C bis 650 °C lässt sich der Härtewert von ca. 51 HRC im gehärteten Zustand auf ca. 42 HRC senken. Bei Materialstärken bis 400 mm verfügt 1.2311 über eine gute Durchvergütbarkeit, sodass die gefertigten Teile eine einheitliche Festigkeit über den gesamten Querschnitt hinweg aufweisen. Eine zusätzliche Wärmebehandlung wie das Weichglühen ist für den Werkstoff ungewöhnlich, aber bei Temperaturen von 580 °C bis 600 °C dennoch möglich, obgleich das Werkstück pro 25 mm Durchmesser für 1 Stunde spannungsarmgeglüht werden sollte. Die Glühhärte erreicht dadurch max. 230 HB. Ebenso ist das Spannungsarmglühen empfehlenswert, um Restspannungen abzubauen, wenn ein Werkstück aus 1.2311 vor der Fertigbearbeitung zu mindestens 30 % zerspant wurde. Dabei sollte eine Temperatur von max. 480 °C für etwa 4 Stunden gehalten und wegen der Zundergefahr nicht überschritten werden. Daran sollte sich eine langsame Abkühlung im Ofen anschließen.
1.2311: Hervorragende Polierbarkeit und gute Zerspanbarkeit
In den meisten Fällen findet die Verarbeitung von 1.2311 direkt im vorvergüteten Lieferzustand ohne weitere Wärmebehandlung statt. Den Kunststoffformenstahl kennzeichnet allen voran eine sehr gute Polierbarkeit, die technische Polituren ermöglicht. Infolge seines geringeren Schwefelanteils ist der Werkstoff deutlich besser polierbar als der ähnliche, aber schwefelreichere Werkstoff 1.2312. Im Gegenzug führt der höhere Schwefelanteil bei 1.2312 zu einer besseren Zerspanbarkeit, wenngleich auch 1.2311 gut zerspanbar ist. Außerdem eignet sich der Kunststoffformenstahl nicht nur zum Schweißen, sondern auch zum Ätzen, Erodieren, Narben, Gasnitrieren und Badnitrieren. Da sich 1.2311 zudem verchromen lässt, können seine Korrosionsbeständigkeit und Verschleißfestigkeit durch das Hartverchromen gesteigert werden. Im Anschluss an das Hartverchromen sollte der Anwender das Werkstück aus 1.2311 bei einer Temperatur von ca. 180 °C für etwa 3 bis 4 Stunden anlassen, damit das Risiko der Wasserstoffversprödung minimiert wird. Um die Verschleißfestigkeit zu verbessern, lässt sich der Werkstoff ferner nitrieren. Zuvor sollte der gasnitrierbare und badnitrierbare Kunststoffformenstahl jedoch bei einer Temperatur von ca. 580 °C spannungsarmgeglüht werden.
1.2311: Einsatz im vorvergüteten Lieferzustand im Kunststoffformenbau, Maschinenbau und Werkzeugbau
Der Anwendungsbereich von 1.2311 besteht hauptsächlich im Kunststoffformenbau. Da dieser Kunststoffformenstahl meistens ohne zusätzliche Wärmebehandlung auskommt und eine hohe Maßbeständigkeit aufweist, kommt er im Formenbau überall dort zum Einsatz, wo eine hohe Festigkeit und Formstabilität gefordert wird. Diese Eigenschaften gewährleistet 1.2311 für mittlere bis große Kunststoffformen in Materialstärken von bis zu 400 mm. Bei größeren Abmessungen ist dagegen der Werkstoff 1.2738 zu erwägen. Aus 1.2311 werden im Kunststoffformenbau indes hochfeste Formen, Formplatten, Formrahmen oder auch Matrizenhalter und Matrizeneinsätze produziert. Dabei treten die Formbauteile in Kontakt mit Kunststoffen wie Duroplaste und Thermoplaste. Neben Kunststoffformen wird der druckfeste 1.2311 auch für Druckgießformen, beheizte Rezipientenmäntel, Zwischenbüchsen in Rohrpressen oder Strangpressen sowie Teile für photochemische und funkenerosive Gravuren verarbeitet. Als Kaltarbeitsstahl wird 1.2311 außerdem verwendet für Spritzgussformen, die dem Härteverzug ausgesetzt sind, z. B. bei der Produktion von Eimern, Wannen, Flaschenkästen oder Sitzmöbeln. Im allgemeinen Maschinenbau bewährt sich der Werkstoff weiterhin für hochfeste Maschinenbauteile, einfache Konstruktionsteile, Vorrichtungen und Hydraulikbauteile. Nicht zuletzt fertigt der Werkzeugbau aus 1.2311 Schmiedewerkzeuge und Gesenke.
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