Stahllexikon
Toolox 33

Chemische Zusammensetzung %
C Si Mn P S Cr Mo V Ni
max. 0,24 1,1 0,8 0,01 0,003 1,2 0,3 0,11 1,0
min. 0,22 0,6 1,0 0,10

Toolox 33 ist ein gehärteter und angelassener Werkzeugstahl, der auf geringste Restspannungen ausgelegt ist. Dieser Werkstoff hat deshalb eine sehr gute Formstabilität bei der Bearbeitung. Toolox 33 kombiniert sehr gute Bearbeitungseigenschaften mit einer Härte von 300 HBW.
Der Werkzeugstahl ist speziell vorgesehen für Kunststoffformen und ist hervorragend polier- und narbungsgeeignet.
Andere Einsatzbereiche: Gummiformen, Biegewerkzeuge, Verschleißteile und Konstruktionsteile im Maschinenbau.

Toolox 33 ersetzt die Werkstoffe 1.2311 / 1.2312 / 1.2738 / 1.7225 und ungehärteten 1.2842.
Härte
(Garantierter Wert)
HBW 275 - 325 (entspricht ca. 26 - 32,5 HRC)
Kerbschlagarbeit
(Garantierter Wert)
Prüftemperatur
20°C
Kerbschlagarbeit
Charpy-V in Querrichtung ≤ 130mm mind. 35 J
Zugfestigkeit
(Umgerechneter Wert)
Zugfestigkeit ca. 860 - 1010 MPa
Ultraschallprüfung
(Garantierter Wert)
Nach EN 10 160 (Bleche) oder EN 10 228-3 (Schmiedeteile) und zusätzlichen Anforderungen gemäß SSAB V6.
Ätzeneigenschaften
(Garantieverpflichtung)
Toolox 33 erfüllt die Anforderungen gemäß NADCA 207–2006.
Abmessungen Toolox 33 wird in Blechdicken 6 - 130mm geliefert.
Lieferzustand Gehärtet und angelassen bei mind. 590°C.
Wärmebehandlung Nitrieren oder Beschichten ist bei Temperaturen unter 590°C möglich. Toolox 33 ist für weitere Wärmebehandlung nicht vorgesehen. Wenn dieser Werkstoff nach der Lieferung weiterer Wärmebehandlung über 590°C unterzogen wird, sind die Eigenschaften nicht mehr garantiert.
Prüfung Prüfung gemäß EN 10 025 und EN ISO 6506-1. Härtegeprüft an abgefräster Oberfläche 0,5 - 2mm unter der Blechoberfläche.
Toleranzen Blech: Gemäß EN 10 029 und SSAB AccuRollTech.
Rundstahl: EN 10 060
Produkte Präzisionsflachstahl (Standard- und Sonderabmessungen), EcoPlan, P-Platten, VarioPlan und Rohmaterialzuschnitte. Maschinenbauteile und Führungsleisten individuell nach Ihren Angaben und Zeichnungen.
Metallurgische Information
Härteverlauf

Ermittlung der Nitriertiefe NHD nach DIN 50190-3 bei Kernhärte +50 HV

Härteverlauf - Toolox 33
Einschlussgehalt (Typenwerte)
Einschlussquote (äquival. Durchmesser) 6µm
Flächenanteil 0,015%
Länge-Breite-Verhältnis 1,2
Physikalische Eigenschaften (Typenwerte)
Wärmeausdehnungskoeffizient [10-6/K]
bei +20 – 200°C:
13,1
Wärmeleitkoeffizient:
+20°C 35,0 W/mK
+200°C 35,0 W/mK
+400°C 30,0 W/mK
Kurzzeit
Kurzzeit - Toolox 33

Diffusionszone,
keine Verbindungsschicht

Langzeit
Langzeit - Toolox 33

Diffusionszone,
Verbindungsschicht 36 µm

Oberflächentechnik
Oberflächentechnik - Toolox 33
Werkzeugstandzeit beim Planfräsen
Planfräsen Werkzeugstandzeit - Toolox 33
Mechanische Eigenschaften (typische Werte*)
garantierte Härte [HBW] garantierte Kerbschlagarbeit Min [J] Kerbschlagarbeit typ. [J]* Dehngrenze typ. Rp0,2 [MPa]* Zugfestigkeit typ. Rm [MPa]* Bruchdehnung typ. As [%]* Stauchgrenze typ. MPa* Dicke [mm]
-40°C 27 6 - 130
-20°C 45
+20°C 275 - 325 35 100 850 980 16 800
+200°C 170 800 900 12 750
+300°C 180 700
+400°C 180 590
+500°C 560

Toolox wird bei Raumtemperatur auf Härte und Kerbschlagarbeit geprüft.

Alle anderen angegeben Werte stammen aus ergänzenden Prüfungen und dienen nur zur Information, sind jedoch nicht garantiert.

* Richtwerte nur zur Information.

Ultraschallprüfung

Jedes Blech wird aufwendig geprüft, Zeugnisse 3.1 sind verfügbar, die internen Standards sind vielerorts strenger als der Industriestandard.

Oberflächenprüfung1)

Gemäß
EN 10 160
Abstand zwischen parallelen Prüflinien [mm] Zu beachtende minimale Fehlerfläche [mm²] Maximal zulässige Fehlerfläche [mm²] Maximale Anzahl lokaler Fehler [Anzahl/m²] Entsprechende Stahl-Eisen- Lieferbedingungen
- 100 1000 10000 1 SEL 072 Klasse 5
S0 100 1000 5000 20 -
S1 100 100 1000 15 SEL 072 Klasse 3
S2 50 50 100 10 SEL 072 Klasse 2
S3 50 20 50 10 SEL 072 Klasse 1

Randzonenprüfung2)

Gemäß
EN 10 160
Randzonenbreite2) [mm] Zu beachtende minimale Fehlerlänge [mm] Maximal zulässige Fehlerlänge [mm] Maximal zulässige Fehlerfläche [mm²] Maximale Anzahl Fehler pro m Länge Entsprechende Stahl-Eisen- Lieferbedingungen
E0 50 - 100 50 100 2000 6 -
E1 50 - 100 25 50 1000 5 SEL 072 Klasse 3
E2 50 - 100 20 40 500 4 SEL 072 Klasse 2
E3 50 - 100 15 30 100 3 SEL 072 Klasse 1
E4 50 - 100 10 20 50 2 -

1) Die Prüfung kann bestellt und durchgeführt werden als Gesamtprüfung, beispielsweise E1S1 oder E2S2, oder als Nur-Randzonen oder Nur-Oberflächenprüfung, beispielsweise E1 oder S1.

2) Die Breite der Randzone bei der Randzonenprüfung variiert in Abhängigkeit von der Dicke des Blechs.

Die Dickentoleranzen der Bleche gemäß AccuRollTech™ sind enger als DIN EN 10 029.

Nenndicke [mm] Toolox Toleranzklasse C [mm] Maximaler Dickenunterschied im Blech [mm]
min max
- 4,9 -0,0 +0,7 0,5
5,0 - 7,9 -0,0 +0,8 0,6
8,0 - 14,9 -0,0 +1,0 0,7
15,0 - 24,9 -0,0 +1,2 0,8
25,0 - 39,9 -0,0 +1,5 1,0
40,0 - 79,9 -0,0 +2,4 1,1
80 - -0,0 +3,2 1,2

Toolox-Bleche haben eine erstaunliche Ebenheit.

5,0-7,9 8,0-14,9 15,0-24,9 25,0-99,9 100,0-155,0
Toolox 33 Quartoblech Klasse S
Messlänge 1.000mm
4mm 3mm 3mm 3mm 4mm
Quartoblech Klasse S
Messlänge 2.000mm
8mm 6mm 6mm 6mm 8mm
Rostschutzanstrich - SSAB

Bleche aus Toolox haben standardmäßig einen Rostschutzanstrich sowie eine Einzelblech-Kennzeichnung.

Ebenheit - SSAB
Bearbeitung von Toolox

Alle bedeutenden Werkzeughersteller sind heute auf die Bearbeitung von Toolox vorbereitet. Es empfiehlt sich, sich über geeignete Werkzeuge und Schnittwerte beraten zu lassen. Diese Empfehlungen sollten lehrbuchmäßig eingehalten werden, um ein optimales Ergebnis und produktive Leistung zu erzielen. Es ist unbedingt zu vermeiden, aus falsch verstandener Vorsicht den Vorschub zu reduzieren. Gute Spanbildung führt zum Erfolg, Toolox dankt es Ihnen mit langer Werkzeugstandzeit und schnellerer Bearbeitung.

Bohren

Das Bohren mit HSS-Werkzeugen ist weniger stabilen Maschinen sowie geringen Stückzahlen vorbehalten. Bewährt haben sich HSS-Co-Werkzeuge mit den unten angegebenen Schnittwerten. Achten Sie auf kontinuierlichen maschinellen Vorschub und scharfe Werkzeuge. Eine ausgespitzte Querschneide wäre vorteilhaft um optimale Spanbildung zu gewährleisten.

Toolox 33
Schnittgeschwindigkeit: v [m/min] ∼ 15
Durchmesser [mm] Vorschub: f [mm/U] / Drehzahl [1/min]
5 0,10/950
10 0,10/475
15 0,16/325
20 0,23/235
25 0,30/195
30 0,35/165
*35 0,40/136
*40 0,45/119
 

Bohren mit VHM-Werkzeugen ist produktiv und effizient. Dabei ist eine innere Kühlmittelzufuhr mit fetterer Konzentration zu empfehlen. Achten Sie darauf, mit kontinuierlichem Vorschub zu bohren (nicht geringer als die Empfehlung des Werkzeugherstellers).

Toolox 33
Schnittgeschwindigkeit: v [m/min] 65–90
Durchmesser [mm] Vorschub [mm/U]
min.-max. Startwert
3,0 – 5,0 0,08 – 0,15 0,10
5,01 – 10,0 0,09 – 0,16 0,12
10,01 – 15,0 0,16 – 0,22 0,18
15,01 – 20,0 0,22 – 0,28 0,25

HM-Wechselschneidköpfe oder gelötete Schneiden kommen bei mittleren Durchmessern zum Einsatz. Schnittwerte entnehmen Sie der Tabelle.

Toolox 33
Schnittgeschwindigkeit: v [m/min] 50-80
Durchmesser [mm] Vorschub [mm/U]
min.-max. Startwert
7,5 – 12,0 0,10–0,16 0,13
12,01 – 20,0 0,15–0,23 0,20
20,01 – 25,0 0,18–0,27 0,22
25,01 – 30,0 0,20–0,30 0,24

Überlange Bohrungen bis zu über 50 x D können auch auf Bearbeitungszentren mit IKZ sehr produktiv hergestellt werden, wenn man VHM-Bohrer mit spezieller Geometrie verwendet. Typische Schnittwerte zeigt die nachstehende Tabelle.

Bohrer - Toolox 33
Werkstoff Härte Drm. Tiefe rel. Tiefe Schnittdaten Kühlung
d [mm] l [mm] l/d vc [m/min] f [mm] vf [mm/min] Emulision
Toolox 33 300 HB 5 10 20 50 0,15 477 IK, p=20bar
Werksangaben Titex
Bohrdiagramm - Toolox 33

Tiefbohren in Toolox stellt eine besondere Herausforderung dar, die der renommierte Hersteller Botek mit einer besonderen Schneidengeometrie beherrschbar macht und wirtschaftlich löst. Die Einlippen-Vollbohrwerkzeuge Typ 110 mit Sondergeometrie für Durchmesser bis 12,0mm sowie Einlippen-Tiefbohrwerkzeuge Typ 01 mit wechselbaren Schneidplatten und Führungsleisten in Sonderausführung ab Durchmesser 12,0mm haben sich als hervorragende Lösung bewährt.

Für weitere Informationen kontaktieren Sie bitte Fa. Botek und beziehen sich gerne auf uns.

Bohr-∅ 3 4 5 6 7-8 9-10 11-12 >12
Schnittgeschwindigkeit [m/min] 50 50 50 50 40-50 40-50 40-50 40-50
Vorschub [mm/U] 0,005 0,01 0,015 0,0175 0,02 0,03 0,04 0,1
Kühlschmierstoffdruck [bar] 100 100 100 90 80 70 60 40
Anbohr-Strecke [mm] 40 40 50 60 60 70 70 70
Anbohr-Vorschub [mm/U] 0,0025 0,005 0,0075 0,009 0,01 0,015 0,02 0,05
Werksangaben Botek

Erreichbarer Standweg mit Öl: ca. 10 – 12 Meter bei optimalen Prozessbedingungen

Fräsen

Toolox ist aufgrund äußerst geringer Eigenspannungen besonders verzugsarm, wenn man mit optimalen Parametern zerspant und keine unnötige Wärme ins Werkstück bringt. Lange Standzeiten erreicht man durch geschickte Frässtrategie und stabile Aufspannung sowie stets hinreichende Spandicke. Toolox hat eine besondere Gefügestruktur, die die Bearbeitung trotz der hohen Härte erleichtert. Karbide sind sehr harte und verschleißbeständige Gefügebestandteile. Deren mikroskopisch feine, kugelige Form im Toolox-Gefüge vermeidet die bei anderen Werkzeugstählen typische Schneidenschädigung. Ein hinreichend hoher Zahnvorschub sichert das Abtragen der Karbide gemeinsam mit dem Span, ein zu geringer Vorschub würde dagegen zu intensivem Abrasivverschleiß an der Schneide führen. Scharfe Schneiden mit positiver Geometrie sind optimal für Toolox. Wählen Sie Werkzeuge für die Bearbeitung hochvergüteter Stähle. Werkzeuge für die Hartbearbeitung (bis 60 HRC) sind ungeeignet, deren Schneiden haben meist negative Spanwinkel.

Fräsen - Toolox 33

Einfahrt per "Roll-In" Verfahren

Verschleiß nach 800 Bearbeitungsgängen

Roll-In Verfahren - Toolox 33

Gerade Einfahrt ins Werkstück

Verschleiß nach 390 Bearbeitungsgängen

Gerade Einfahrt - Toolox 33
Fräsen - Toolox 33

Einführen in das Schneideverfahren per "Roll-In" Verfahren

Fräsen - Roll-In - Toolox 33
Planfräsen

Unterbrochene Schnitte fräsen sich besser mit runden Wendeplatten. Besonders hohe Produktivität erreicht man mit HPC-Werkzeugen. Auch Eckmesserköpfe sind für Toolox geeignet.

Empfehlung für 45°-Fräser

Toolox 33
Schnittgeschwindigkeit: v [m/min] 180-220
Vorschub: fz [mm/Zahn] min. – max. Startwert
Wendeplattegüte P30 0,15–0,35 0,25

Empfehlung für Planfräser mit runden Platten

Toolox 33
Schnittgeschwindigkeit: v [m/min] 180-220
Vorschub: fz [mm/Zahn] min. – max. Startwert
Wendeplattegüte P30 0,10–0,25 0,15

Empfehlung für Eckfräser / Eckmesserköpfe

Toolox 33
Schnittgeschwindigkeit: v [m/min] 180-220
Vorschub: fz [mm/Zahn] min. – max. Startwert
Wendeplattegüte P30 0,12–0,25 0,17
Schnittwerte für HPC-Kopier- und Planfräser
Werk- stoff- gruppe Werkstoff- bezeichnung Festigkeit N/mm2 Kopierfräsen Tauch- / Bohrzirkularfräsen
Trockenbearbeitung Nassbearbeitung Trockenbearbeitung Nassbearbeitung
Schneid- stoff 1. Wahl Vc [m/min] Schneid- stoff 1. Wahl Vc [m/min] Schneid- stoff 1. Wahl Vc [m/min] Schneid- stoff 1. Wahl Vc [m/min]
min Start max min Start max min Start max min Start max
8.2 Toolox 33
Werkzeugstähle
900–1100 F25M 120 140 160 F25M 110 130 150 F25M 80 90 100 F25M 70 85 100
Schaftfräsen

Beim Schlitzfräsen hat sich eine Tiefenzustellung ap von 0,5 x D bewährt, hinreichender Spanraum sollte vorhanden sein. Schaftfräsen bis hin zum Trochoidalfräsen ist mit ap in voller Schneidenlänge und ae von ca. 0,1 x D sehr produktiv. Trockenfräsen mit Druckluftkühlung zur Abfuhr von Spänen vermeidet Thermoschock und Überlast infolge eingezogener Späne.

Gewinde

Beide Toolox-Werkstoffe können mit Maschinengewindebohrern bearbeitet werden. Erfahrene Schlosser bohren das Kernloch etwas größer. Besonders bewährt haben sich Schneidpaste, Schneidöl oder eine fettere Emulsion.

Toolox 33
Schnittgeschwindigkeit:
v [m/min]
7-10
Größe Drehzahl [1/min]
M5 445–635
M6 370–530
M8 270–400
M10 220–320
M12 185–265
M16 140–200
M20 110–160
 

Gewindefräsen ist ein produktives Verfahren für hohe Fertigungssicherheit, auch bei sehr kleinen Durchmessern und gerade dort, wo Gewindeschneiden schwierig ist.

Toolox 33
Schnittgeschwindigkeit:
v [m/min]
80-110
Vorschub: fz [mm/Zahn] 0,03 – 0,06
 

Flachsenken sowie Kegelsenken sind mit Wendeplattenwerkzeugen problemlos auf Bearbeitungszentren möglich. Für weniger stabile Maschinen haben sich Senker mit mitlaufenden Führungszapfen bewährt.

Toolox 33
Schnittgeschwindigkeit:
v [m/min]
0,10-0,20
Durchmesser [mm] Drehzahl [1/min]
19 670–1340
24 530–1060
34 375–750
42 300–600
57 225–440
Polieren von Toolox
  1. Feinschliff mit einem groben Schleifmittel (z.B. Korngröße 120). Alle Spuren der Verarbeitung oder des Erodierens werden hierbei komplett abgeschliffen. Vorzugsweise sollte hierbei die flache Seite des Schleifmittels zum Einsatz kommen. Variieren Sie die Schleifrichtung in X-Form, um eine absolut flache Oberfläche zu erzielen, Ihre Arbeit effizienter zu gestalten und gleichzeitig Zeit zu sparen.
  2. Feinschliff wie in Schritt 1, jedoch mit einer feineren Korngröße wie z.B. 320. Alle nach dem vorherigen Schliff noch verbliebenen Spuren werden hierbei komplett beseitigt.
  3. Grobpolierung mit Diamantpaste auf einem Stück Messing. Korngröße 45μm. Diese Grobpolierung wird durchgeführt bis alle verbliebenen Spuren und Kratzer des vorangegangenen Arbeitsschritts (Schritt 2) gänzlich beseitigt sind.
  4. Vorgehensweise wie in Schritt3, jedoch mit 15μm Diamantpaste bis alle nach Schritt 3 noch vorhandenen Spuren verschwunden sind.
  5. In diesem Schritt gehen Sie vor wie in Schritt 4, verwenden jetzt aber eine Diamantpaste mit 7μm. Auch dieser Schritt wird fortgesetzt, bis alle aus Schritt 4 verbliebenen Spuren entfernt sind.
  6. Polieren Sie mit Diamantpaste (7μm) auf einem Faser- oder Plastikelement. Fahren Sie fort bis die letzten aus Schritt 5 noch verbliebenen Unebenheiten beseitigt sind.
  7. Gehen Sie jetzt vor wie in Schritt 6, verwenden Sie jedoch anstelle von 7μm-Paste eine Diamantpaste mit lediglich 3μm. Fahren Sie fort bis die letzten aus Schritt 6 verbliebenen Nuancen von Unebenheiten beseitigt sind. (Wir wählen hier das Wort "Nuance", da bis jetzt die Oberfläche bereits so eben und fein ist, dass man eigentlich von keinerlei für das bloße Auge noch erkennbare Kratzer sprechen kann.)
  8. Polierung mit 3μm Diamantpaste auf einem Stück Filz bis alle aus dem vorangegangenen Schritt noch vorhandenen Nuancen entfernt sind.
  9. Als abschließenden Schritt polieren Sie jetzt mit Diamantpaste der Korngröße 3μm und Watte. Dieses ist Handarbeit und hierbei wird der endgültige Glanz erzielt. Fahren Sie fort bis die gesamte Oberfläche einen einheitlichen Glanz aufweist.
Polieren - Toolox 33
Schweißen von Toolox

Toolox ist unter Beachtung der nachstehenden Hinweise gut schweißbar. Das Kohlenstoffäquivalent ist für Toolox 33 CEIIW 0,62–0,71 / CET 0,4–0,44.
Geeignet für das Schweißen ohne Vorwärmung sind austenitische Schweißzusätze AWS 307 oder AWS 309. Es ergibt sich eine Festigkeit von ca. Rp0,2 = 500 MPa in der Naht. Unlegierte oder niedrig legierte Schweißzusätze ergeben Festigkeiten bis ca. Rp0,2 = 930 MPa und gute Zähigkeit.

  1. Wärmen Sie beide Seiten der Schweißfuge vor, und zwar etwa 100 – 150mm auf jeder Seite. Die Vorwärmtemperatur sollte in der Mitte des Bleches erreicht werden. Behalten Sie die Vorwärmtemperatur während des gesamten Schweißvorgangs bei, insbesondere beim Heftschweißen.
    Mindest-Vorwärmtemperatur - Toolox 33
  2. Verwenden Sie möglichst weiche oder rostfreie Elektroden. Die Elektroden müssen trocken sein. Der maximal zulässige Wassestoffgehalt beträgt 5ml/100g Schweißgut. Um eine optimale Texturbildungsqualität zu erzielen, sollte das Schweißen unter Anwendung des WIG-Verfahrens mit einem Zusatzdraht mit derselben chemischen Zusammensetzung wie der Grundwerkstoff durchgeführt werden. Die einfachste Methode besteht dann darin, eine Stange von einem übrig gebliebenen Teil des Grundwerkstoffs abzusägen.
  3. Schweißen Sie mit einer Wärmezufuhr, die einen Δt8/5Wert zwischen 10 und 20s ergibt.
  4. Beim Schweißen sollte eine Zwischenlagentemperatur von höchstens * 170°C für Toolox 33 erreicht sein, bevor die nächste Lage geschweißt wird.
  5. Führen Sie eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen im Bereich von etwa 100 – 150 mm ab jeder Seite der Schweißnaht durch. Die Durchwärmzeit sollte 5 min / mm Blechdicke oder mindestens 60 Minuten betragen. Normalerweise ist eine Durchwärmzeit von 2 Stunden ausreichend. Der Beginn der Durchwärmzeit ist der Zeitpunkt, zu dem die Temperatur im gesamten Anlassvolumen erreicht ist.

* Die Wärmebehandlung nach dem Schweißen sollte mit einer Temperatur von 150 – 200 °C durchgeführt werden, falls nur geringe Anforderungen hinsichtlich der Formstabilität gestellt werden.

* Die Wärmebehandlung nach dem Schweißen sollte mit einer Temperatur von 560 – 580°C durchgeführt werden, falls hohe Anforderungen hinsichtlich der Formstabilität gestellt werden und der Einfluss der Schweißnaht auf das Texturbildungsergebnis minimiert werden soll.

Härtevergleichstabelle für Toolox und Hardox
Zugfestigkeit
MPa
715 790 820 861 935 995 1011 1090 1169 1245 1328 1412 1494 1580 1758 1940 2130
Vickershärte
HV
205 233 243 261 289 311 317 345 373 401 429 458 485 514 569 627 682
Brinellhärte
HBW
225 250 260 275 300 320 325 350 375 400 425 450 475 500 550 600 650
Rockwell
HRC
19 22,5 24 26 29 32 32,5 35,5 38 40 42,5 44,5 46,5 49 52,5 55 57,5
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Ersetzt gängige Kunststoffformenstähle wie 1.2311, 1.2312, 1.2738 und bietet damit eine optimale Kombination aus deren besten Eigenschaften.

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