B106656WO HS/AWu/het

Bimetall-Rakelklinge mit pulvermetallurgisch hergestellter Arbeitskante

1. Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft Rakelklingen, die bei der Papierherstellung und Papierbe- schichtung sowie in der Druckindustrie eingesetzt werden.

2. Stand der Technik Im Allgemeinen handelt es sich bei einer Rakelklinge um ein langes, bandförmiges Werkzeug, mit einer gerade Kante, die eine hohe Abriebfestigkeit aufweisen muss.

In der Papierindustrie werden Rakelklingen für unterschiedliche Anwendungs- zwecke eingesetzt und entsprechend diesem Zweck bezeichnet. Zum Abziehen einer Papierbahn werden Rakelklingen als sog. Abziehklingen oder "doctor bla- des" verwendet. Dabei werden die Rakelklingen gegen die sich bewegende Papierbahn gepresst, wobei gewöhnlich durch eine Gegenwalze oder eine andere Rakelklinge an der entgegengesetzten Seite der Papierbahn ein Gegendruck er- zeugt wird.

Zum Kreppen des Papiers verwendet man Rakelklingen als sog. Kreppschaber oder "creping blades". Auch hierbei muss die Rakelklinge eine besondere Geradheit und Standfestigkeit aufweisen.

Beim Beschichten des Papiers mit einer Streichmasse werden Rakelklingen als sog. Streichklingen, Streichrakel oder "coater blades" benutzt. Die Rakelklinge muss dabei besonders gerade sein, wenn eine gleichmäßige, qualitativ hochwertige Beschichtung des Papiers erzielt werden soll. Die übliche Spezifikation besagt,

dass die bearbeitete Kante der Rakelklinge nicht mehr als 0,3 mm pro 3000 mm Länge der Rakelklinge von der absoluten Geradheit abweichen darf.

Daneben finden Rakelklingen auch in der Druckindustrie als Abziehklinge oder Abziehspachtel Verwendung.

Rakelklingen werden beispielsweise von scheuernden Pigmenten in dem Material, das auf die Papieroberfläche aufgebracht wird, oder durch das Basispapier selbst stark beansprucht und an ihrer Kante abgenutzt. Demnach ist wünschenswert, dass die Rakelklinge eine Kante mit hoher Abriebfestigkeit und folglich eine hohe Lebensdauer aufweist.

Die Bezeichnung "Rakelklinge" wird im Folgenden für jede Art von bandförmigem Werkzeug verwendet, das für die jeweilige Anwendung hohen Anforderun- gen in Bezug auf Ebenheit, Kantenverschleißfestigkeit und -geradheit genügen muss.

Allerdings genügen Rakelklingen aus Kohlenstoffstahl und solche aus martensiti- schem rostfreien Stahl diesen hohen Anforderungen nur in beschränktem Umfang. Die Lebensdauer dieser Rakelklingen ist sehr beschränkt, was zu häufigen unerwünschten Werkzeugwechseln führt. Folglich ist es gängige Praxis, beispielsweise in einer Papiermaschine, die Rakelklinge bereits nach wenigen Betriebsstunden auszutauschen. Dies ist natürlich insbesondere aufgrund der Produktionsausfälle während des Austausches der Messer nachteilig.

Es wurden daher unterschiedliche Versuche unternommen, die Standfestigkeit einer Rakelklinge zu erhöhen.

Ein bekanntes Verfahren zur Erhöhung der Lebensdauer einer Rakelklinge besteht darin, die Arbeitskanten mit einer Keramikschicht zu beschichten. Dadurch wird die effektive Lebensdauer der Rakelklinge deutlich erhöht. Der Einsatz von kera-

mikbeschichteten Klingen ist wegen ihres hohen Preises nicht in jedem Anwendungsgebiet wirtschaftlich möglich.

In der WO 2002/035002 Al wird weiterhin vorgeschlagen, eine Bimetall- Rakelklinge zu verwenden. In diesem Fall besteht das Trägerband der Rakelklinge aus einem zähelastischen Stahl auf das ein abriebfester Streifen aus einem HSS- Material (HSS = Hochleistungs-Schnellschnitt-Stahl) als Kantenmaterial angeschweißt wird, um die Standfestigkeit der Rakelklinge zu erhöhen.

HSS-Material enthält zur Erhöhung der Härte und damit der Lebensdauer üblicherweise karbidbildende Komponenten, wie beispielsweise Molybdän (Mo), Vanadium (Va), Chrom (Cr) oder Wolfram (W) und Kohlenstoff (C) in entsprechenden Verhältnissen. Im Allgemeinen gilt, dass die Härte des Materials mit zunehmendem Karbidanteil steigt. Jedoch neigen diese karbidbildenden Komponenten während dem konventionellen Herstellungsverfahren beim Erstarren der Schmelze dazu, große Karbidkristalle im Stahl zu bilden.

Solche großen Karbidkristalle sind allerdings Rakelklingen unerwünscht, da sich während der Verwendung der Rakelklinge das Material (die Matrix) um die har- ten Karbidkristalle herum stärker abnutzt, als die Karbidkristalle selbst. Daher treten nach einer gewissen Nutzungsdauer an der Arbeitskante der Rakelklingen die Karbidkristalle aus der umgebenden Stahlmatrix hervor. Dies kann zu unerwünschten Rillen in der Papieroberfläche oder Streifen in der Beschichtung des Papiers führen. Ferner kann durch besagte Karbidkristalle die üblicherweise mit Kunststoffbeschichtete Gegenwalze beschädigt werden.

Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Rakelklinge bereitzustellen, die eine verbesserte Lebensdauer aufweist und dennoch kostengünstig hergestellt werden kann. Weiterhin ist es eine Aufgabe der Erfindung ein verbes- sertes Verfahren zur Herstellung einer Rakelklinge bereitzustellen.

3. Zusammenfassung der Erfindung

Die oben genannten Aufgaben werden gelöst durch eine Rakelklinge gemäß Patentanspruch 1, sowie durch ein Verfahren zur Herstellung einer Rakelklinge gemäß Patentanspruch 13.

Insbesondere werden die oben genannten Aufgaben durch eine Bimetall- Rakelklinge gelöst, aufweisend ein Trägerband aus einem konventionell hergestellten Stahl und eine Arbeitskante aus einem Stahl, wobei die Arbeitskante unter Verwendung eines pulvermetallurgischen Verfahrens hergestellt ist.

Durch das pulvermetallurgische Herstellungsverfahren kann eine Arbeitskante mit einem Stahl hergestellt werden, der insbesondere einen hohen Karbidanteil aufweist, aber dennoch lediglich sehr viele kleine, homogen verteilte und globulare Karbidkristalle besitzt, so dass sich die daraus hergestellten Rakelklingen an der Arbeitskante gleichmäßig abnutzen und keine Riefenbildung im Papier oder Streifenbildung in der Papierbeschichtung auftritt. Durch das pulvermetallurgische Herstellungsverfahren werden große Karbidkristalle und die damit verbundenen Nachteile vermieden. Das Gefüge ist also insgesamt sehr viel feinkörniger als bei konventionell erschmolzenen Stählen, selbst bei gleicher Zusammensetzung.

Zusätzlich weist die erfindungsgemäße pulvermetallurgisch hergestellte Arbeitskante je nach Stahlzusammensetzung eine hohe Härte und damit Verschleißfestigkeit auf. Da nur die Arbeitskante mit einem pulvermetallurgischen Herstellungsverfahren hergestellt wird, ergibt sich im Vergleich zu einer möglichen Ra- kelklinge aus pulvermetallurgisch hergestelltem Vollmaterial bei gleicher Standzeit eine vergleichsweise günstige Rakelklinge.

Auch weist eine pulvermetallurgisch hergestellte Arbeitskante Vorteile in Bezug auf die Härtbarkeit auf. Bei gleicher Austenitisierungstemperatur und -zeit er- reicht man eine höhere Härte als mit konventionell hergestellten Stählen.

Bevorzugt ist die Arbeitskante aus einem Stahl hergestellt, mit einer Stahlzusammensetzung umfassend in Gewichtsprozent

und der Rest im Wesentlichen Eisen (Fe) und Verunreinigungen in normalen Verhältnissen.

Die beanspruchte Stahlzusammensetzung eignet sich insbesondere besonders gut für die pulvermetallurgische Herstellung von Flachdrähten, die als Ausgangsmate- rial für die Arbeitskante verwendet werden. Weiterhin bildet ein derartiger Stahl die oben beschriebenen kleinen, homogen verteilten und globularen Karbidkristalle und lässt sich gut Härten.

Das Trägerband aus einem konventionell hergestellten Stahl kann im Hinblick auf seine Festigkeit und Elastizität leicht auf die jeweilige Anwendung angepasst werden. Bevorzugt wird für das Trägerband ein Werkzeugstahl oder ein Federstahl verwendet. Damit sind Kombinationen aus einem relativ elastischen Trägerband und einer sehr harten und verschleißfesten Arbeitskante möglich, deren Material eventuell als Trägerbandmaterial ungeeignet ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der der Stahl der Arbeitskante weiterhin 1 - 12 Gew.-% Co auf. Ein Zusatz von Kobalt (Co) zum Stahl erhöht insbesondere die Temperaturbeständigkeit der Arbeitskante.

Bevorzugt weist der Stahl der Arbeitskante die folgende Stahlzusammensetzung auf:

und der Rest im wesentlichen Eisen (Fe) und Verunreinigungen in normalen Verhältnissen.

Ein pulvermetallurgisch hergestellter Stahl dieser Zusammensetzung eignet sich besonders gut zur Herstellung eines Flachdrahtes, wie er als Ausgangsmaterial für eine Arbeitskante verwendet wird. Auch lässt sich dieser Stahl gut an das Trägerband anschweißen. Insbesondere weist solch ein Stahl aber besonders feine und homogen verteilte, globulare, d.h. im wesentlichen runde, Karbide auf, die auch bei längerem Gebrauch der Rakelklinge keine Riefen erzeugen. Damit erhöht sich die Standzeit der Rakelklinge beträchtlich.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Arbeitskante Karbide auf und im Wesentlichen alle Karbide der Arbeitskante weisen einen Durchmesser kleiner als 4 μm, noch bevorzugter kleiner als 3 μm auf. Damit wird insbesondere vermieden, dass große Karbide aus der Matrix hervortreten und Riefen auf der Papieroberfiä- che erzeugen.

Der Ausdruck "im Wesentlichen alle Karbide" soll in diesem Zusammenhang bedeuten, dass auf einer Fläche von 1000 μm ² eines beliebigen metallographi-

schen Querschliffs einer Arbeitskante höchstens drei Karbide mit einen Durchmesser über 4 μm, bevorzugt höchstens zwei Karbide mit einen Durchmesser über 4 μm und noch bevorzugter nur ein Karbid mit einen Durchmesser über 4 μm de- tektiert wird. Am bevorzugtesten ist es, wenn kein Karbid mit einem Durchmesser über 4 μm vorhanden ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausfuhrungsform weist die Arbeitskante eine Härte von 53 - 68 HRc auf. Eine hohe Härte führt im Allgemeinen zu einer hohen Standzeit.

Bevorzugt besteht die Arbeitskante aus einem pulvermetallurgisch hergestellten Draht, der mit dem Trägerband verschweißt ist. Bevorzugt ist der Draht vor dem Verschweißen ein Flachdraht mit einem quadratischen oder rechteckigem Querschnitt. Die Arbeitkante wird besonders vorteilhaft dadurch hergestellt, dass ein Draht, insbesondere ein Flachdraht an das Trägerband angeschweißt wird.

Insbesondere wird der Draht mittels eines Laserstrahls mit dem Trägerband verschweißt. Dieses Schweißverfahren hat den Vorteil, dass es hierbei nur um einen lokal begrenzten Wärmeeintrag an der Schweißnaht kommt, so dass ein Wachs- tum der Karbide vermieden wird. Gegenüber beispielsweise dem Elektronen- strahlschweißen hat es den Vorteil, dass das Laserschweißen nicht im Vakuum durchgeführt werden muss, und so ein Ausgasen des Kantenmaterials vermieden wird, das zu unerwünschten Mikroporen an der Oberfläche der Arbeitskante und an der Verbundzone zwischen Arbeitskante und Trägermaterial führen würde.

Bevorzugt wird der Draht aus einem Block hergestellt wird, der mittels Heiss- Isostatischem-Pressen aus einem Metallpulver hergestellt wird. Das Metallpulver wird durch das Heiss-Isostatischem-Pressen zu einem nahezu porenfreien Block gepresst, der sich leicht weiterverarbeiten lässt.

Das Trägerband weist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform die folgende Stahlzusammensetzung auf:

wobei Mo + W/2 = 0,5 - 3 % und V + Nb = 0,03 - 0,75% entspricht und der Rest im Wesentlichen Eisen (Fe) ist und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen in normalen Verhältnissen.

Diese Stahlzusammensetzung eignet sich hinsichtlich ihrer Festigkeits- und Elas- tizitätswerte besonders für die Anwendung als Trägerbandmaterial für Rakelklingen, die im Einsatz gegen sich bewegende Oberflächen elastisch vorgespannt werden.

In bevorzugten Ausführungsformen weist die Bimetall-Rakelklinge eine Breite von 10 bis 250 mm und eine Dicke von 0,65 bis 1,25 mm auf, insbesondere

a) eine Dicke von 0,065 - 0, 203 mm für die Verwendung als Abziehklinge für Druckanwendungen; oder

b) eine Dicke von 0,25 - 0,64 mm für die Verwendung als Streichrakel für die Papierherstellung; oder

c) eine Dicke von 1,2 - 1,25 mm für die Verwendung als Kreppschaber für die Papierherstellung.

Die oben genannten Aufgaben werden auch gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Bimetall-Rakelklinge aufweisend die folgenden Schritte:

a) Herstellung eines Flachdrahtes aus einem Metallpulver mittels eines pulvermetallurgischen Herstellungsverfahrens; und

b) Anschweißen des Flachdrahtes an ein konventionell hergestelltes Träger- band aus Stahl, um eine Bimetall-Rakelklinge mit Trägerband und Arbeitskante zu bilden.

Damit ergeben sich die ebenfalls die oben genannten Vorteile der Bimetall- Rakelklingen.

In einer ersten bevorzugten Ausführungsform weist der Flachdraht die folgende Stahlzusammensetzung auf:

und der Rest im wesentlichen Eisen (Fe) und Verunreinigungen in normalen Verhältnissen. Ein derartiger Stahl eignet sich besonders gut als harte und abriebfeste Arbeitskante für Bimetall-Streichrakel.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Bimetall- Rakelklinge bei einer Temperatur von 1000 °C bis 1250 ⁰ C gehärtet, bevorzugt bei einer Temperatur von 1050 ⁰ C bis 1230 °C, gefolgt von einem Anlassen oder Tempern bei 500 °C bis 600 ⁰ C. Durch diese Wärmebehandlung lassen sich Gebrauchshärten im Bereich von 53 - 68 HRc erzielen.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

4. Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In denen zeigt:

Fig. 1 eine dreidimensionale Ansicht einer erfindungsgemäßen Bimetall- Rakelklinge im aufgerollten Zustand;

Fig. 2 eine dreidimensionale Ansicht eines Teilschnittes einer erfindungsgemäßen Bimetall-Rakelklinge im Bereich der Arbeitskante;

Fig. 3 zwei schematische dreidimensionale mikroskopisch vergrößerte Teil- schnitte des Kantenmaterials einer Rakelklinge, wobei links ein Material

nach dem Stand der Technik und rechts ein erfindungsgemäßes pulvermetallurgisch hergestelltes Material der Arbeitskante dargestellt ist; und

Fig. 4 zwei mikroskopisch vergrößerte Schliffbildaufhahmen des Kantenmateri- als einer Rakelklinge, wobei links ein Material nach dem Stand der Technik und rechts ein erfindungsgemäßes pulvermetallurgisch hergestelltes Material der Arbeitskante dargestellt ist.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Figuren beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine dreidimensionale Ansicht eines erfindungsgemäßen Bimetall- Rakelklinge 1 im aufgerollten Zustand, wie sie für den Versand vorgesehen ist. Typischerweise liegt die Breite der Bimetall-Rakelklinge 1 zwischen 10 und 250 mm, während die Dicke d der Bimetall-Rakelklinge 1 zwischen 0,065 und 1,25 mm liegt.

Für die Verwendung als Abziehklinge für Druckanwendungen liegt die Dicke d der Bimetall -Rakelklinge 1 im Bereich von 0,056 bis 1,25 mm. Für Streichrakel für die Papierherstellung liegt die Dicke d in einem typischen Fall zwischen 0,25 und 0,64 mm und für die Verwendung als Kreppschaber weist die Bimetall- Rakelklinge 1 typischerweise eine Dicke d von 1 ,2 - 1 ,25 mm auf.

Wie in Fig. 2 schematisch dargestellt, weist die Bimetall-Rakelklinge ein Trägerband 20 aus einem gewöhnlich hergestellten Stahl auf. Bevorzugt wird als Stahl für das Trägerband 20 ein Werkzugstahl oder ein Federstahl verwendet.

Das Trägerband besteht in einer bevorzugten Ausführungsform aus einem Werk- zeugstahl mit der folgenden Stahlzusammensetzung:

wobei Mo + W/2 = 0,5 - 3 % und V + Nb = 0,03 - 0,75% entspricht und der Rest im Wesentlichen Eisen (Fe) ist und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen in normalen Verhältnissen.

An einer Kante des Trägerbandes 20 ist eine Arbeitskante 10 befestigt, insbesondere angeschweißt. Dabei ergibt sich zwischen Arbeitskante 10 und Trägerband 20 ein Verbundbereich 15, der üblicherweise eine Schweißnaht aufweist.

Die Arbeitskante 10 wird aus einem Draht mit quadratischem oder rechteckigem Querschnitt hergestellt, der mittels Laserstahlschweißen mit dem Trägerband 20 verbunden wird.

Bevorzugt ist der Stahl der Arbeitskante 20 ein HS S- Werkzeugstahl mit der folgenden Stahlzusammensetzung:

und der Rest im wesentlichen Eisen (Fe) und Verunreinigungen in normalen Verhältnissen.

Der Draht der Arbeitskante 10 durch ein pulvermetallurgisches Verfahren aus einem Metallpulver hergestellt. Dazu wird eine Legierung für das Material der Arbeitskante 10 mit der oben beschriebenen gewünschten Zusammensetzung zunächst als Pulver gemischt Dann wird durch Heiß-Isostatisches-Pressen das Metallpulver zu einem nahezu porenfreien Block verdichtet. Dieser Block wird dann in heißem Zustand zu einer Stange geschmiedet bzw. gewalzt und zu einem Draht gezogen.

Die Bimetall-Rakelklinge 1 wird bevorzugt bei einer Austenitisierungstemperatur von 1000°C - 1250°C, noch bevorzugter in einem Temperaturbereich von 1050 ⁰ C bis 1230 ⁰ C gehärtet. Das Abschrecken erfolgt dabei zwischen Kühlplatten auf eine Temperatur von 150°C - 250°C. Dadurch wird ein Verzug der Rakelklinge 1 vermieden. Durch Anlassen bzw. Tempern der Rakelklinge 1 bei 500°C - 600 ⁰ C werden Gebrauchshärten der Arbeitskante von 53 - 68 HRc erzielt.

Um weiterhin einen Verzug der Bimetall-Rakelklinge 1 zu vermeiden, kann das Härten der Arbeitskante 10 auch mittels eines Laserstrahls erfolgen, wodurch die Geradheit der Bimetall-Rakelklinge 1 nicht beeinträchtigt wird.

Darauf folgt ein Bürsten der Oberflächen der Bimetall-Rakelklinge 1. Wenn gewünscht kann die Bimetall-Rakelklinge 1 durch Anlassen in oxidierender Atmosphäre gefärbt werden. Die Bimetall-Rakelklinge 1 wird dann auf die korrekte Länge und Breite zugeschnitten, und die Arbeitskante 10 wird durch Schlichten und/oder Schleifen bearbeitet, um das gewünschte Kantenprofil zu erhalten.

Wie in Fig. 2 dargestellt kann die bearbeitete Arbeitskante 10 der Bimetall- Rakelklinge 1 entweder gerade sein, also einen 90° Winkel aufweisen, aber sie kann auch je nach gewünschter Anwendung beliebig abgeschrägt oder abgerundet sein.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens können Bimetall-Rakelklingen 1 mit einer Breite bis zu 250 mm hergestellt werden, ohne auf eine ausreichende Geradheit der Arbeitskante 10 verzichten zu müssen.

Für eine Anwendung als Streichrakel für die Papierherstellung muss die Arbeitskante 10 eine Geradheit von 0,3 mm / 3000 mm Bandlänge aufweisen. Aber auch die Flachheit des Bandes ist von entscheidender Wichtigkeit. Die Flachheit sollte gemäß dem Pilhöjld Standard zumindest 0,3% der nominalen Bandbreite betragen.

Für die Anwendung als Abziehklinge für Druckanwendungen muss eine Geradheit von 0,6 mm / 3000 mm Bandlänge erreicht werden. Für die Anwendung als Kreppschaber für die Papierherstellung muss eine Geradheit von 1,2 mm / 3000 mm Bandlänge erreicht werden.

Darüber hinaus besitzen die Bimetall-Rakelklingen 1 Arbeitskanten 10, die eine erhöhte Abreibfestigkeit im Vergleich zu anderen, heute erhältlichen Rakelklingen aufweisen.

Die Arbeitskante 10 einer erfindungsgemäßen Bimetall-Rakelklinge 1 besitzt durch das pulvermetallurgische Herstellungsverfahren ein besonders feines Gefüge.

In Fig. 3 und 4 sind mikroskopische Ausschnittsvergrößerungen des Gefüges der Arbeitskante 10 dargestellt. Die linke Abbildung in den Fig. 3 und 4 zeigt ein Gefüge 30 gemäß dem Stand der Technik, das mittels eines gewöhnlichen Schmelzverfahrens hergestellt wurde. Es sind schematisch große harte Karbide 34, 36 dargestellt, die in einer umgebenden Matrixlegierung 32 eingebettet sind. Die größeren der dargestellten Karbide 34, 36 haben Durchmesser oder Längen von ca. 10 - 12 μm.

Die Verteilung der Karbide 34, 36 ist unregelmäßig, aber es können sich aufgrund thermischer Vorgänge beim Erstarren der der Schmelze der Legierung 30 Bereiche mit besonders vielen Karbiden ergeben, wie in Fig. 4 links zu sehen.

Nach einer gewissen Verwendungsdauer verschleißt die Arbeitskante 10 wobei die Karbide 34, 36 weniger stark verschleißen als die umgebende Matrix 32. Dadurch stehen die Karbide an der Oberfläche aus dem restlichen Gefüge hervor, wie dies bei dem Karbid mit dem Bezugszeichen 36 dargestellt ist. Solche hervor- stehenden Karbide erzeugen auf der Papieroberfläche oder der Gegenwalze Riefen oder Streifen im Papier oder in der Beschichtung des Papiers, so dass die Rakelklingen ausgetauscht werden müssen.

Auf der rechten Seite der Fig. 3 und 4 ist ein Gefüge 40 einer erfindungsgemäßen Arbeitskante 10 dargestellt. Das Gefüge 40 weist die gleiche Stahlzusammensetzung wie das Gefüge 30 auf, jedoch wurde es mittels eines pulvermetallurgischen

Verfahrens hergestellt. Dadurch entstehen feine, homogen verteilte, im globulare Karbide 44, die in dem umgebenden Gefüge 42 (Matrix) eingebettet sind. Die in der rechten Abbildung von Fig. 4 dargestellten Karbide 44 weisen einen Durchmesser von lediglich 1 - 3 μm auf. Größere Karbide sind aufgrund des pulverme- tallurgischen Herstellungsverfahrens nicht vorhanden. Eine Arbeitskante 10 mit solch einem Gefüge 40 nutzt sich daher gleichmäßig und ohne hervorstehende Karbide ab und führt daher nicht zu einer Riefen- oder Streifenbildung auf dem Papier oder einer Gegenwalze.

Daneben sind in der Arbeitskante 10 auch Karbide vorhanden, die einen Durchmesser kleiner als 1 μm aufweisen, die aber in Fig. 4 nicht mehr darstellbar sind.

Weiterhin könnten in anderen Ausführungsformen auch wenige etwas größere Karbide mit Durchmessern von 3 - 4 μm im Material der Arbeitskante vorhanden sein (in Fig. 4 rechts nicht dargestellt). Vereinzelte Karbide können im Durchmesser auch etwas größer als 4 μm sein. Um allerdings die gewünschten Eigenschaften der Arbeitskante zu erzielen, sollten höchstens drei Karbide mit einen Durchmesser über 4 μm, bevorzugt höchstens zwei Karbide mit einen Durchmesser über 4 μm und noch bevorzugter nur ein Karbid mit einen Durchmesser über 4 μm be- zogen auf eine quadratische Querschnittsfläche von 1000 μm ² eines beliebigen metallographischen Querschliffs einer Arbeitskante 10 vorhanden sein. Derartige Karbide entstehen aufgrund zufälliger Vereinigungen von kleineren Karbiden und haben aufgrund ihrer Seltenheit keinen nennenswerten Einfluss auf die Gesamteigenschaften des Kantenmaterials 10.

Im Folgenden ist der Gehalt der verschiedenen Legierungselemente der Arbeitskante 10 und ihre Bedeutung für die besondere Anwendung in einer Bimetall- Rakelklinge 1 im Einzelnen erläutert.

Kohlenstoff (C) sollte im Stahl in ausreichenden Mengen vorliegen, um ihm eine Grundhärte zu verleihen, die ausreicht, damit er dem Andruck gegen die Papier-

bahn bzw. die Tintenauftragswalze standhält, ohne dauerhaften Verformungen unterzogen zu werden, sowie um während des Temperns bzw. Anlassens MC- Karbide zu bilden. MC-Karbide bewirken eine Ausscheidungshärtung und damit eine verbesserte Abriebfestigkeit der Arbeitskante 10. Der Kohlenstoffgehalt soll- te folglich in Gewichtsprozent zwischen 0,5 % bis 2 % C und bevorzugt bei 0,9 % bis 1,7 % C liegen.

Der Chromgehalt (Cr) sollte in Gewichtsprozent von 2 % bis 8 % Cr, bevorzugt von 3,8 % bis 5,0 % Cr betragen, um dem Stahl eine ausreichende Härtbarkeit zu verleihen, d.h. um ihn wahrend des Abschreckens an Luft oder nach der Austeni- tisierung in Martensit umzuformen. Allerdings ist Chrom auch karbidbildend, weshalb es mit Vanadium um den Kohlenstoff in der Stahlmatrix konkurriert. Je höher der Chromgehalt ist, desto weniger stabil sind die Vanadiumkarbide. Allerdings bilden Chromkarbide nicht die Ausscheidungshärtung, die wünschenswert ist und von dem Vanadium in den oben erwähnten Mengen gebildet werden kann. Chrom in größeren Mengen erzeugt auch ein höheres Risiko an zurückbleibendem Austenit. Daher ist der Chromgehalt in dem Stahl auf 8 %, bevorzugt auf höchstens 5 % begrenzt.

Der Molybdängehalt (Mo) sollte in Gewichtsprozent von 1 % bis 10 % Mo, bevorzugt von 2 % bis 6 % Mo, betragen, so dass es zusammen mit Vanadium MC- Karbide bilden kann und positiv zur Bildung dieser Karbide beitragen kann. Da in den MC-Karbiden Molybdän vorliegt, lösen sich diese während der Austenitisie- rung leichter, wenn die Härtung stattfindet, und sie bilden dann ein Teil der wäh- rend des Anlassens gebildeten MC-Karbide. Der Molybdängehalt darf allerdings nicht so hoch sein, dass nachteilige Mengen von Molybdänkarbiden gebildet werden, die wie Chromkarbide instabil sind und bei hohen Temperaturen wachsen. Der Molybdängehalt sollte deshalb auf 10 %, bevorzugt auf 6 % begrenzt sein.

Molybdän kann auf übliche Weise vollständig oder teilweise durch die doppelte Menge an Wolfram (W) ersetzt werden. In einer ersten bevorzugten Ausführungs-

form sollte die Legierungszusammensetzung der Arbeitskante 10 aber kein Wolfram aufweisen, das über ein Verunreinigungsniveau hinausgeht.

Vanadium (V) sollte in dem Stahl vorliegen, um während des Temperns bzw. An- lassens durch Ausscheidung sehr kleine MC-Karbide zu bilden. Man nimmt an, dass diese MC-Karbide der Hauptgrund für die überraschend gute Abriebfestigkeit der erfindungsgemäßen Bimetall-Streichrakel 1 sind. Die Karbide weisen eine submikroskopische Größe auf, was eine maximale Größe in der Größenordnung zwischen 1 und 3 μm bedeutet. Um einen ausreichend hohen Volumenanteil an MC-Karbiden bereitzustellen, sollte der Vanadiumgehalt in Gewichtsprozent bei 1 % V bis 6 % V liegen, bevorzugt bei 2,5 % - 6 % V.

Kobalt (Co) kann in dem Stahl in Gewichtsprozent von 1 % - 12 % Co, bevorzugt von 4,5 % - 9 % Co, vorliegen. Kobalt verbessert die Temperaturbeständigkeit des Stahls. Jedoch macht Kobalt den Stahl spröder und erhöht die Deformationshärtung bei möglichen Kaltumformvorgängen.

Ansonsten enthält der Stahl in wesentlichen nichts als Eisen (Fe). Weitere Elemente, einschließlich beispielsweise Aluminium, Stickstoff, Kupfer, Titan, Niob, Schwefel und Phosphor liegen in dem Stahl nur als Verunreinigungen oder als unvermeidliche Nebenelemente vor, die bei der Herstellung der Metallpulver e- benfalls entstehen.