Technisches Gebiet Die Erfindung betrifft ein kaltgewalztes Stahlband mit einer Dicke von 0,05 - 1,2 mm, das als Material zur Herstellung von Streichmesser, Auftragsmesser und Kreppschaber verwendet wird.

Stand der Technik In der Papierindustrie werden Auftragsmesser oder Streichmesser in Form von dünnen, langen Messern verwendet, um die Papierbahn mit einer Streichmasse zu beschichten. Diese Messer werden gegen die sich bewegende Papierbahn ge- presst, wobei gewöhnlich durch eine Gegenwalze oder ein Messer an der entge¬ gengesetzten Seite der Papierbahn ein Gegendruck vorgesehen wird, wenn eine beidseitige Beschichtung durchgeführt werden soll. Das Auftragsmesser muss ge¬ rade sein, wenn eine gleichmäßige Beschichtung bester Qualität erzielt werden soll. Die übliche Spezifikation besagt, dass die bearbeitete Kante des Auftrags¬ messers nicht mehr als 0,3 mm pro 3000 mm Auftragsmesserlänge von der voll¬ ständigen Geradheit abweichen darf.

Um diese Anforderungen zu erfüllen, muss eine Stahllegierung ausgewählt wer- den, die verhindert, dass sich die Bänder wahrend des Härtens und Anlassens ver¬ formen, wenn die Stahlbänder diesen Verfahren unterzogen werden. Es ist be¬ kannt, dass Legierungsstähle in uieser Hinsicht mehr Probleme als unlegierte Stahle aufwerfen, und dies gilt insbesondere für Stahllegierungen, die mehrere verschiedene, miteinander in Wechselwirkung tretende Legierungselemente ent- halten. Folglich ist das üblichste Material für Auftragsmesser immer noch Koh- lenstoffstahl. Eine typische Zusammensetzung solch eines Stahls ist beispielswei¬ se (in Gew. %) 1,00 % C, 0,30 % Si, 0,40 % Mn, 0,15 % Cr und der Rest Eisen und Verunreinigungen in normalen Anteilen. Zur Herstellung von Auftragsmes- sern wird auch martensitischer rostfreier Stahl verwendet, z.B. der Stahl mit der Zusammensetzung (in Gew. %) 0,38 % C, 0,5 % Si, 0,55 % Mn, 13,5 % Cr, 1,0 Mo und der Rest Eisen und Verunreinigungen in normalen Anteilen.

hi der Papierindustrie werden Kreppschaber unter den gleichen Bedingungen wie oben beschrieben eingesetzt, um einen bestimmtes Kreppen des Papier zu erhal- ten. Auf die Geradheit der Arbeitskante werden dabei ebenfalls hohe Anforderun¬ gen gestellt.

Li der Druckindustrie werden ebenfalls bandförmige Streichwerkzeuge verwen¬ det, welche als Spachtel bekannt sind. Sie ähneln den in der Papierindustrie ver- wendeten Auftragsmessern. Diese Spachtel müssen ebenfalls hohen Anforderun¬ gen bezüglich ihrer Geradheit genügen. Sowohl bei den Spachteln als auch bei Auftragsmessern wird das gleiche Material verwendet.

Auftragsmesser werden bei Verwendung von scheuernden Pigmenten in dem Ma- terial, das auf die Papieroberfläche aufgebracht wird, sowie durch das Basispapier stark beansprucht und an der Kante abgenutzt. Streichmesser werden durch die Farbpigmente in der Auftragstinte, die von den Streichmessern aufgebracht wer¬ den, ebenfalls stark beansprucht. Demnach ist wünschenswert, dass sowohl Auf¬ tragsmesser als auch Streichmesser eine hohe Abriebfestigkeit und folglich eine hohe Lebensdauer aufweisen.

Allerdings genügen weder Streichmesser aus Kohlenstoffstahl noch solche aus martensitischem rostfreien Stahl dieser Anforderung. Folglich ist es gängige Pra¬ xis, die Messer in der Papiermaschine bereits nach wenigen Betriebsstunden aus- zutauschen. Dies ist natürlich insbesondere aufgrund der Produktionsausfälle während des Austausches der Messer nachteilig. In der EP 0 672 761 Bl wird ein Stahl beschrieben, der die folgende Zusammen¬ setzung aufweist (in Gew. %) 0,46 % - 0,70 % C, 0,2 % - 1,5 % Si, 0,1 % - 2,0 % Mn, 1,0 % - 6,0 % Cr, 0,5 % - 5 % Mo, 0,5 % - 1,5 % V, max. 0,01 % B, max. 1,0 % Ni, max. 0,2 % Nb und der Rest Eisen und Verunreinigungen in den normalen Anteilen. Der Stahl ist für die Produktion von dünnen kaltgewalzten Bändern ge¬ eignet und kann in seinem gehärteten und getemperten Zustand für die Herstel¬ lung von Auftrags- und/oder Streichmessern verwendet werden. Der Kaltwalz¬ vorgang umfasst einen Härteschritt mit einer Austenitisierung bei 1000° C gefolgt von einem Temperschritt in einem Bleibad bei einer Temperatur zwischen 240° C und 270° C. Auftrags- und/oder Streichmesser aus diesem Material weisen einen gute Abrieb festigkeit und Geradheit auf und ihre Lebensdauer liegt bei 12 - 16 Stunden.

Es ist weiterhin bekannt, dass die Abriebfestigkeit von legiertem Stahl höher als von nichtlegiertem Stahl sein kann. Dies ist bei bestimmten Werkzeug- und Bau¬ stahlen vorteilhaft. Einige Beispiele dafür sind die in der JP- A-61/41749 sowie in der US 4 743 426 und der US 2 565 264 beschriebenen Legierungsstähle, die für Führungsstifte in Kunststoffformen bzw. Warmumformstähle z.B. für Düsen zur Aluminiumextrusion bei hohen Temperaturen sowie für Turbinenschaufeln, Schmiedewerkzeuge, Schneidwerkzeuge und ähnliche Produkte gedacht sind, und aus Block- oder Stangenmaterial hergestellt werden. Allerdings wurden Stahlle¬ gierungen dieser Art nicht zur Herstellung von dünnen, kaltgewalzten, gehärteten und angelassenen Bändern für Auftrags- und Streichmesser sowie für Kreppscha¬ ber verwendet, vermutlich weil während des Kaltwalzens und der Wärmebehand- lung des Bandes größere Probleme entstehen können, die zur Rissbildung, Abwei¬ chungen von der Geradheit und ähnlichen Mängeln fuhren können, womit das Material für Auftrags- und/oder Streichmesser oder Kreppschaber ungeeignet ist.

Ein bereits bekanntes Verfahren zur Erhöhung der Lebensdauer der Streichmesser liegt darin, die Kanten mit einer Keramikschicht zu beschichten. Dadurch wird die effektive Lebensdauer der Streichmesser deutlich erhöht. Die keramikbeschichte- ten Streichmesser sind allerdings sehr teuer und werden deshalb nicht so häufig eingesetzt.

In einem weiteren unterschiedlichen Ansatz, der in der WO 02/35002 beschrieben wird, wird eine Bimetall-Streichklinge vorgeschlagen. In diesem Fall besteht das Trägerband der Streichklinge aus einem zähelastischen Stahl auf den einen abrieb¬ festen Streifen aus HSS aufgebracht wird, um die Standfestigkeit der Streichklin- ge zu erhöhen. Diese Bimetall-Streichklingen weisen aufgrund der Materialunter¬ schiede Nachteile bezüglich der Festigkeit im Übergang Trägerband - Kante auf. Weiterhin ist solch eine Bimetall-Streichklinge sehr aufwendig in der Herstellung und dementsprechend teuer.

Um die Lebensdauer solcher Auftragsmesser und Streichmesser zu erhöhen ist es denkbar, den Gehalt der karbidbildenden Komponenten, beispielsweise Molybdän (Mo), Vanadium (Va), Chrom (Cr) oder Wolfram (W) und Kohlenstoff im ent¬ sprechenden Verhältnis zu erhöhen. Jedoch neigen diese Komponenten während dem konventionellen Herstellungsverfahren beim Erstarren der Schmelze dazu, große Karbidkristalle im Stahl zu bilden.

Solche großen Karbidkristalle sind allerdings in Auftragsmessern und Streichmes¬ sern unerwünscht, da sich während der Verwendung der Messer das Material um die harten Karbidkristalle herum stärker abnutzt, als die Karbidkristalle selbst. Daher treten nach einer gewissen Nutzungsdauer an der Arbeitskante der Messer die Karbidkristalle aus dem umgebenden Stahl hervor. Dies kann zu unerwünsch- ten Rillen in der Papieroberfläche oder Streifen in der Beschichtung des Papiers führen. Ferner kann durch besagte Karbidkristalle die üblicherweise mit Kunst¬ stoffbeschichtete Gegenwalze beschädigt werden.

Auftragsmesser und Streichmesser werden zunächst aus einem Block in ein Warmband warmgewalzt, das dann zu einem Stahlband mit einer Dicke von 0,05 mm — 1,2 mm und einer Breite von 10 mm - 250 mm kaltgewalzt wird. Konven- tionell hergestellte Stahlbänder mit hohem Karbidgehalt weisen allerdings eine begrenzte Kaltumformbarkeit auf. Sie neigen zum Verspröden, so dass Stahlbän¬ der nach der Umformung oft Risse zeigen, wenn sie auf die o.g. Dimensionen kaltumgeformt werden.

Daher ist es das Problem der vorliegenden Erfindung ein Stahlband zur Herstel¬ lung von Auftragsmesser, Streichmesser und Kreppklingen bereitzustellen, die ei¬ ne verbesserte Lebensdauer aufweisen und dennoch kostengünstig hergestellt werden können.

Zusammenfassung der Erfindung Das oben genannte Problem wird gelöst durch ein Stahlband gemäß Patentan¬ spruch 1, Auftragsmesser, Streichmesser oder Kreppschaber nach einem der An¬ sprüche 25 - 26 oder durch ein Verfahren zur Herstellung derselben gemäß Pa- tentanspruch 28.

Im speziellen wird das Problem gelöst durch ein Stahlband zur Herstellung von Streichmessern, Auftragsmessern oder Kreppschabern aufweisend eine Stahlzu¬ sammensetzung umfassend in Gewichtsprozent

1 - 3 % C 4 - 10 % Cr 1 - 8 % Mo 2,5 - 10 % V

und der Rest im Wesentlichen Eisen und Verunreinigungen in normalen Verhältnissen, wobei

das Stahlband unter Verwendung eines pulvermetallurgischen Verfahrens herge- stellt wird. Durch das pulvermetallurgische Herstellungsverfahren kann ein Stahl der obigen Zusammensetzung hergestellt werden, der einen hohen Karbidanteil aufweist, a- ber dennoch ohne zu Verspröden und ohne Rissbildung zu einem Stahlband für Streichmesser, Auftragsmesser oder Kreppschaber umgeformt werden kann. Im Folgenden werden Streichmesser, Auftragsmesser und Kreppschaber unter dem Begriff "Messer" zusammengefasst. Weiterhin weist ein erfindungsgemäßes Stahlband sehr viele kleine Karbidkristalle auf, so dass sich die daraus hergestell¬ ten Messer an ihrer Kante gleichmäßig abnutzen und keine Riefenbildung im Pa¬ pier oder Streifenbildung in der Papierbeschichtung auftritt. Zusätzlich weisen Messer aus dem erfindungsgemäßen Stahlband eine hohe Verschleißfestigkeit auf, ohne dass ein aufwendiges und teures Herstellungsverfahren verwendet wurde. Die Festigkeitsnachteile, die bei einer Bimetallsteichklinge auftreten, können bei dem einheitlichen Material des erfindungsgemäßen Stahlbandes nicht auftreten.

Bevorzugt weist das Stahlband gemäß eine Dicke von 0,05 - 1,2 mm, und / oder eine Breite von 10 - 250 mm auf.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Stahlband unter Verwendung ei¬ nes Kaltwalzverfahrens hergestellt. Durch die Feinkörnigkeit des Gefüges wird das Kaltwalzen auf die oben genannte. Dimensionen erst ermöglich.

Weitere Bestandteile der Stahlzusammensetzung ergeben sich aus den Unteran¬ sprüchen. In bevorzugten Ausführungsformen weist die Stahlzusammensetzung kumulativ oder alternativ die folgenden Komponenten in den folgenden Ge- wichtsanteilen auf:

1,5 - 3 % C; Spuren bis zu einem Maximum von 1,1 % Si, bevorzugt 0,8 - 1,1 % Si und noch bevorzugter 1,0 % Si;

Spuren bis zu einem Maximum von 1 % Mn, bevorzugt 0,4 - 0,5 % Mn; Nicht mehr als Verunreinigungen von W; Anstelle vom Mo 2 - 16 % W; Nicht mehr als Verunreinigungen von Co; Spuren bis zu einem Maximum von 12 % Co; 6 - 10 % Cr, bevorzugt 6,5 - 8,5 % Cr; 1 - 2 % Mo, bevorzugt 1,5 % Mo; 4 - 10 % V; 1,0 - 2,5 % C, bevorzugt 1,2 - 2,3 % C; 1 % Si, bevorzugt 0,5 % Si; Spuren bis zu einem Maximum von 1 % Mn, bevorzugt 0,3 % Mn; 4 - 5 % Cr, bevorzugt 4,2 % Cr; 4 - 8 % Mo, bevorzugt 6 - 7% Mo; 6 - 7 % W, bevorzugt 6,4 - 6, 5 % W; 2 - 7 % V, bevorzugt 3,0 - 6,5 % V; und / oder 7 - 12% Co, bevorzugt 8 - 11 % Co. Bevorzugt weist das Stahlband eine Arbeitskante auf, die eine Härte von 500 - 600 HV, bevorzugt 575 - 585 HV und /oder eine Geradheit von 0,3 mm / 3000 mm Bandlänge aufweist.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Arbeitskante gehärtet, bevorzugt Laser¬ strahl-gehärtet. Dies hat den Vorteil, dass ohne Verwendung einer Vakuumumge¬ bung ein sehr gezieltes Einbringen von Wärmeenergie in den Werkstoff möglich wird.

Ein Auftragsmesser, hergestellt aus einem erfindungsgemäßen Stahlband weist bevorzugt eine Dicke von 0,25 - 0,64 mm auf. Ein Streichmesser, hergestellt aus einem erfindungsgemäßen Stahlband weist bevorzugt eine Dicke von 0,15 - 1,0 mm auf. Ein Kreppschaber, hergestellt aus einem erfindungsgemäßen Stahlband weist bevorzugt eine Dicke von 0,25 - 1,2 mm auf.

Das oben genannte Problem wird weiterhin durch ein Verfahren zur Herstellung von Auftragsmessern, Streichmessern oder Kreppschabern gelöst, wobei das Ver¬ fahren die folgenden Schritte in dieser Reihenfolge aufweist:

a) pulvermetallurgische Herstellung eines Stahlblocks mit einer erfindungs- gemäßen Stahlzusammensetzung;

b) Warmwalzen des Stahlblocks zu einem Stahlband; und

c) Kaltwalzen des Stahlbandes zu einem Band mit einer Dicke von maximal 1,2 mm.

Bevorzugt wird der Schritt des Kaltwalzens mittels Kantenstützen (edge Supports) durchgeführt. In einer weiteren bevorzugten Ausfuhrungsform wird nach dem Schritt des Kalt¬ walzens ein Härteschritt bei einer Temperatur von 950 - 1050 °C durchgeführt, gefolgt von einem Temperschritt bei einer Temperatur von 550 - 650°C.

Bevorzugt läuft das Kaltwalzen, das Härten und das Tempern in einem kontinuier¬ lichen Prozess ab.

Weiterhin bevorzugt umfasst der Härteschritt einen Abkühlschritt, wobei das Band zwischen Kühlplatten auf eine Temperatur von 150 - 25O0C abgekühlt wird.

Bevorzugt wird die Arbeitskante des Bandes gehärtet, bevorzugt mittels eines Lasterstrahls.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine dreidimensionale Ansicht eines erfindungsgemäßen Stahlban¬ des im aufgerollten Zustand;

Fig. 2 eine dreidimensionale Ansicht eines Teilschnittes eines erfindungsgemä¬ ßen Stahlbandes zur Verdeutlichung einer ersten Kantenform;

Fig. 3 eine dreidimensionale Ansicht eines Teilschnittes eines erfindungsgemä- ßen Stahlbandes zur Verdeutlichung der Abmessungen und einer zweiten Kantenform;

Fig. 4 zwei schematische dreidimensionale mikroskopisch vergrößerte Teil¬ schnitte des Kantenmaterials eines Stahlbandes, wobei links ein Stahlband * des Standes der Technik und rechts ein erfindungsgemäßes Stahlband dar¬ gestellt ist; und Fig. 5 zwei mikroskopisch vergrößerte Schliffbildaurhahmen des Kantenmateri¬ als eines Stahlbandes, wobei links ein Stahlband des Standes der Technik und rechts ein erfϊndungsgemäßes Stahlband dargestellt ist.

Beschreibung der bevorzugten Ausfuhrungsformen Im folgenden werden bevorzugte Ausruhrungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert.

Wie oben erwähnt, betrifft die Erfindung die Verwendung einer besonderen Stahl¬ legierung mit einer speziellen Zusammensetzung zur Herstellung von Messern (Auftrags- und Streichmesser, Schaber, Kreppschaber, Klingen, Rakel, Abstreifer) in Form von kaltgewalzten, gehärteten und angelassenen Bändern.

Fig. 1 zeigt eine dreidimensionale Ansicht eines erfmdungs gemäßen Stahlbandes 1 im aufgerollten Zustand, wie es für den Versand vorgesehen ist. Die Fig. 3 ver¬ deutlicht die Abmessungen. Typischerweise liegt die Breite B zwischen 10 und 250 mm, während die Dicke der Auftragsmesser zwischen 0,05 und 1,2 mm und in einem typischen Fall zwischen 0,25 - 0,64 mm liegt. Für Streichmesser liegt die Dicke in einem typischen Fall zwischen 0,15 und 1,0 mm. Kreppschaber weisen eine typische Dicke von 0,25 - 1,2 mm auf.

Wie in Fig. 3 dargestellt kann die bearbeitete Kante 20 einer Klinge entweder ge¬ rade sein, also einen 90° Winkel aufweisen. Die Kante 10 kann aber auch abge- schrägt sein, wie in Fig. 2 dargestellt. Dies ist eine Kantenform, die gleicherma¬ ßen für Auftrags- als auch für Streichmesser verwendet wird.

Der Gehalt der verschiedenen Legierungselemente und ihre Bedeutung für den Stahl für dieses besondere Anwendungsgebiet wird im folgenden im einzelnen er- läutert. 1. Ausführungsform Gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sollte Kohlen¬ stoff im Stahl in ausreichenden Mengen vorliegen, um ihm eine Grundhärte zu verleihen, die ausreicht, damit er dem Andruck gegen die Papierbahn 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 Kante. Der Kohlenstoffgehalt sollte folglich wenigstens bei 1 % C und bevorzugt bei 1,50 % liegen. Der maximale Kohlenstoffgehalt liegt bei 3 % C.

Vanadium sollte in dem Stahl vorliegen, um während des Temperns bzw. Anlas¬ sens durch Ausscheidung sehr kleine MC-Karbide zu bilden. Man nimmt an, dass diese MC-Karbide der Hauptgrund für die überraschend gute Abriebfestigkeit der erfindungsgemäßen Streichmesser sind. Die Karbide weisen eine submikroskopi¬ sche Größe auf, was eine maximale Größe in der Größenordnung zwischen 1 und 3 μm bedeutet. Um einen ausreichend hohen Volumenanteil an MC-Karbiden be¬ reitzustellen, sollte der Vanadiumgehalt wenigstens 4 % V betragen. Der Vanadi¬ umgehalt sollte 10 % V nicht überschreiten.

Der Chromgehalt sollte wem'gstens 6 % Cr, bevorzugt wenigstens 6,5 % Cr betra¬ gen, um dem Stahl eine ausreichende Härtbarkeit zu verleihen, d.h. um ihn wah¬ rend des Abschreckens an Luft oder nach der Austenitisierung in Martensit umzu¬ formen. Allerdings ist Chrom auch karbidbildend, weshalb es mit Vanadium um den Kohlenstoff in der Stahlmatrix konkurriert. Je höher der Chromgehalt ist, des¬ to 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 Men¬ gen erzeugt auch ein höheres Risiko an zurückbleibendem Austenit. Daher ist der Chromgehalt in dem Stahl auf 10 %, bevorzugt auf höchstens 8,5 % begrenzt. Der Molybdängehalt sollte wenigstens 1 % betragen, so dass es zusammen mit Vanadium MC-Karbide bilden kann und positiv zur Bildung dieser Karbide bei¬ tragen kann. Da in den MC-Karbiden Molybdän vorliegt, lösen sich diese wäh¬ rend der Austenitisierung leichter, wenn die Härtung stattfindet, und sie bilden dann ein Teil der während des Anlassens gebildeten MC-Karbide. Der Molybdän¬ gehalt darf allerdings nicht so hoch sein, dass nachteilige Mengen von Molybdän¬ karbiden gebildet werden, die wie Chromkarbide instabil sind und bei hohen Temperaturen wachsen. Der Molybdängehalt sollte deshalb auf 2 %, bevorzugt auf 1,5 % begrenzt sein.

Molybdän kann auf übliche Weise vollständig oder teilweise durch die doppelte Menge an Wolfram ersetzt werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sollte die Legierungszusammensetzung deshalb kein Wolfram aufweisen, das über ein Verunreinigungsniveau hinausgeht.

Der Mangangehalt in dem Stahl ist auf 1 % begrenzt und trägt wie Chrom dazu bei, dem Stahl die gewünschte Härtbarkeit zu verleihen. Der Mangangehalt be¬ trägt vorzugsweise 0,4 - 0.5% Mn.

Der Siliziumgehalt sollte wenigstens 0,8 % betragen, um die Kohlenstoffaktivität im Stahl zu erhöhen und die Ausscheidung der kleinen Vanadiumkarbide wahrend des Anlassens zu beschleunigen. Die erhöhte Kohlenstoffaktivität kann allerdings auch zu einer schnelleren Vergröberung der Karbide führen, woraus sich eine schnellere Aufweichung des Stahls ergibt. Mit anderen Worten wird die Anlass- kurve nach links verschoben, und das Härtemaximum wird nach oben verschoben, wenn der Siliziumgehalt hoch ist. Der Stahl sollte allerdings nicht mehr als höchs¬ tens 1,1 % Silizium und bevorzugt höchstens 1,0 % Silizium enthalten.

Nickel liefert keinerlei positiven Beitrag zu dem Stahl in dem gewünschten An- Wendungsgebiet. Möglicherweise beeinträchtigt Nickel die Wärmebehandlung des Stahls. Deshalb enthält der Stahl am besten nicht mehr Nickel als auf Verunreini¬ gungsniveau.

Ansonsten enthält der Stahl in wesentlichen nichts als Eisen. Weitere Elemente, einschließlich beispielsweise Aluminium, Stickstoff, Kupfer, Kobalt, Titan, Niob, Schwefel und Phosphor liegen in dem Stahl nur als Verunreinigungen vor oder als unvermeidliche Nebenelemente.

In dieser ersten Ausführungsform wurden drei verschiedene Stahllegierungen pul- vermetallurgisch hergestellt, kaltgewalzt und mit guten Ergebnissen getestet. Die drei Legierungen wurden zu dünnen Bändern mit einer Dicke von 0,05 - 1,2 mm und einer Breite von 10 - 250 mm kaltgewalzt und können für die Herstellung von Streichmessern, Auftragsmessern und Kreppschabern verwendet werden. Die nominalen Zusammensetzungen dieser Stahllegierungen betrugen wie folgt:

1,5 % C, 1 % Si, 0,4 % Mn5 8 % Cr5 1,5 % Mo5 4 % V und der Rest Eisen und un¬ vermeidbare Verunreinigungen.

2,1 % C, 1 % Si, 0,4% Mn, 6,8 % Cr5 1,5% Mo, 5,4% V und der Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen.

2,9 % C, 1 % Si, 0,5 % Mn, 8 % Cr, 1,5 % Mo, 9,8 % V und der Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen.

2. Ausführungsform Gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sollte Koh¬ lenstoff im Stahl in ausreichenden Mengen vorliegen, um ihm eine Grundhärte zu verleihen, die ausreicht, damit er dem' Andruck gegen die Papierbahn 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 Kante. Der Kohlenstoffgehalt sollte folglich wenigstens bei 1,0 % C und bevorzugt bei 1,2 % liegen. Der maximale Kohlenstoffgehalt liegt bei 2,5 % C bevorzugt bei 2,3% C.

Vanadium sollte in dem Stahl vorliegen, um während des Temperns bzw. Anlas¬ sens durch Ausscheidung sehr kleine MC-Karbide zu bilden. Man nimmt an, dass diese MC-Karbide der Hauptgrund für die überraschend gute Abriebfestigkeit der erfindungsgemäßen Streichmesser sind. Die Karbide weisen eine submikroskopi¬ sche Größe auf, was eine maximale Größe in der Größenordnung von 1 μm - 3 μm. bedeutet. Um einen ausreichend hohen Volumenanteil an MC-Karbiden bereitzu¬ stellen, sollte der Vanadiumgehalt wenigstens 2,5 % V betragen, bevorzugt min¬ destens 3,0 % V. Der Vanadiumgehalt sollte 7 % V nicht überschreiten und be¬ vorzugt enthält der Stahl höchstens 6,5% Vanadium.

In dieser Ausführungsform ist der Chromgehalt niedriger. Der Chromgehalt sollte wenigstens 4 % Cr betragen, um dem Stahl eine ausreichende Härtbarkeit zu ver¬ leihen, d.h. um ihn wahrend des Abschreckens an Luft oder nach der Austenitisie- rung 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. Der Chromge¬ halt in dem Stahl kann 5 % betragen. Der nominale Anteil liegt bei ungefähr 4,2 % Cr.

Der Molybdängehalt sollte wenigstens 4 % betragen, so dass es zusammen mit Vanadium MC-Karbide bilden kann und positiv zur Bildung dieser Karbide bei¬ tragen kann. Da in den MC-Karbiden Molybdän vorliegt, lösen sich diese wäh¬ rend der Austenitisierung leichter, wenn die Härtung stattfindet, und sie bilden dann ein Teil der wahrend des Anlassens gebildeten MC-Karbiden. Der Molyb¬ dängehalt darf allerdings nicht so hoch sein, dass nachteilige Mengen von Molyb- dänkarbiden gebildet werden, die wie Chromkarbide instabil sind und bei hohen Temperaturen wachsen. Der Molybdängehalt sollte deshalb in dieser zweiten Aus¬ fuhrungsform auf 8 % Mo, bevorzugt zwischen 5-7 % Mo begrenzt sein.

Molybdän kann auf übliche Weise vollständig oder teilweise durch die doppelte Menge an Wolfram ersetzt werden. Wolfram verbessert die Abriebfestigkeit, er¬ höht die Härtetemperatur und verbessert die Wärmebeständigkeit. Gemäß dieser zweiten Ausfuhrungsforrn enthält der Stahl 6 - 7 % W, bevorzugt ungefähr 6,4 - 6, 5 % Wolfram.

Der Mangangehalt in dem Stahl ist auf 1 % begrenzt und trägt wie Chrom dazu bei, dem Stahl die gewünschte Härtbarkeit zu verleihen. Der Mangangehalt be¬ trägt vorzugsweise 0,3 % Mn.

Der Siliziumgehalt sollte wenigstens 0,8 % betragen, um die Kohlenstoffaktivität im Stahl zu erhöhen und die Ausscheidung der kleinen Vanadiumkarbide wahrend des Anlassens zu beschleunigen. Die erhöhte Kohlenstoffaktivität kann allerdings auch zu einer schnelleren Vergröberung der Karbide führen, woraus sich eine schnellere Aufweichung des Stahls ergibt. Mit anderen Worten wird die Anlass¬ kurve wird nach links verschoben, und der Härtemaximum wird nach oben ver- schoben, wenn der Siliziumgehalt hoch ist. Der Stahl sollte allerdings nicht mehr als höchstens 0,8 % Silizium und bevorzugt höchstens 0,5 % Silizium enthalten.

Nickel liefert keinerlei positiven Beitrag zu dem Stahl in dem gewünschten An¬ wendungsgebiet. Möglicherweise beeinträchtigt Nickel die Wärmebehandlung des Stahls. Deshalb enthält der Stahl in dieser zweiten Ausführungsform am besten nicht mehr Nickel als auf Verunreinigungsniveau.

Gemäß dieser zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält der Stahl Kobalt in einer Menge von zumindest 8 %. Kobalt verbessert die Warmum- formbarkeit des Stahls. Jedoch macht Kobalt den Stahl spröder und erhöht die De¬ formationshärtung in den Kaltumformvorgängen. Daher sollte der Stahl nicht mehr als 12 % Kobalt aufweisen, bevorzugt nicht mehr als 11 %. Eine verbesserte Warmumformbarkeit ist für den Stahl keine kritische Eigenschaft und daher ent¬ hält diese zweite Ausführungsform der Erfindung im Wesentlichen kein Kobalt.

Ansonsten enthält der Stahl in wesentlichen nichts als Eisen. Weitere Elemente, einschließlich beispielsweise Aluminium, Stickstoff, Kupfer, Kobalt, Titan, Niob, Schwefel und Phosphor liegen in dem Stahl nur als Verunreinigungen vor oder als unvermeidliche Nebenelemente.

In dieser zweiten Ausführungsform wurden drei verschiedene Stahllegierungen pulvermetallurgisch hergestellt, kaltgewalzt und mit guten Ergebnissen getestet. Die drei Legierungen wurden zu dünnen Bändern mit einer Dicke von 0,05 - 1,2 mm und einer Breite von 10 - 250 mm kaltgewalzt und können für die Herstel¬ lung von Messern verwendet werden. Die nominalen Zusammensetzungen dieser Stahllegierungen betrugen wie folgt:

1,28 % C, 0,5 % Si, 0,3 % Mn, 4,2 % Cr, 5 % Mo, 6,4 % W, 3,1 % V und der Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen.

1,28 % C, 0,5 % Si, 0,3 % Mn, 4,2 % Cr, 5 % Mo, 6,4 % W, 5,4 % V, 8,5 % Co und der Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen.

2,3 % C, 0,5 % Si, 0,3 % Mn, 4,2 % Cr, 7 % Mo, 6,5 % W, 6,5 % V, 10,5 % Co und der Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen.

Die Auftrags- oder Streichmesser sowie die Kreppschaber werden nach der vor¬ liegenden Erfindung wie folgt hergestellt. Eine Legierung mit der oben und in den Patentansprüchen beschriebenen gewünschten Zusammensetzung wird unter Verwendung eines pulvermetallurgischen Verfahrens hergestellt. Dabei wird das Pulver in der gewünschten Zusammensetzung gemischt und zu kompakten Blö¬ cken durch heißes isostatisches Pressen verdichtet. Die Blöcke werden dann zu Streifen einer Dicke von ungefähr 3 - 3,5 mm heißgewalzt. Dann werden die Streifen auf eine gewünschte Dicke von weniger als 1,2 mm kaltgewalzt. Alter¬ nierend können Zwischenheizschritte durchgeführt werden. Um Kantenrisse an den Bändern 1 zu vermeiden wird bei der Verringerung der Dicke von ungefähr 3,5mm auf 1 mm das Kaltwalzen mittels Kantenstützen durchgeführt. Wenn das Band 1 während des Kaltwalzens seine endgültige Dicke T erreicht hat, wird es anschließend in einem kontinuierlichen Vorgang gehärtet und angelassen bzw. ge¬ tempert.

Die kaltgewalzten Bänder 1 der ersten Ausführungsform werden unter Verwen¬ dung der Austenitisierung bei einer Temperatur von 950°C - 1050°C gehärtet, ge¬ folgt von einem Abschrecken zwischen Kühlplatten auf eine Temperatur von 15O0C - 25O0C und einem Anlassen bzw. Tempern bei 5500C - 6500C.

Die kaltgewalzten Bänder 1 der zweiten Ausführungsform werden unter Verwen¬ dung der Austenitisierung bei einer Temperatur von 10000C - 10500C gehärtet, gefolgt von einem Abschrecken zwischen Kühlplatten auf eine Temperatur von 1500C - 25O0C und einem Anlassen bzw. Tempern bei 5500C - 65O0C.

Darauf folgt ein Bürsten der Oberflächen der Bänder 1. Wenn gewünscht können die Bänder 1 durch Anlassen in oxidierender Atmosphäre gefärbt werden. Die Bänder 1 werden auf die korrekte Länge und Breite B zugeschnitten, und die Kan¬ te 10, 20 wird durch Schlichten und/oder Schleifen bearbeitet, um das gewünschte Kantenprofil zu erhalten.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens konnten kaltgewalzte Bänder mit einer Breite bis zu 250 mm hergestellt werden, ohne auf eine ausreichende Geradheit der Arbeitskante verzichten zu müssen. Aber auch die Flachheit des Bandes ist von entscheidender Wichtigkeit. Die Arbeitskante sollte eine Geradheit von 0,3 mm / 3000 mm Bandlänge aufweisen. Die Flachheit sollte gemäß dem Pilhöjld Standard zumindest 0,3% der nominalen Bandbreite betragen. Darüber hinaus sind die Bänder durch Arbeitskanten 10, 20 gekennzeichnet, die verbesserte Eigenschaften aufweisen. Insbesondere weisen sie eine erhöhte Ab¬ reibfestigkeit im Vergleich zu anderen, heute erhältlichen Bändern auf.

Gemäß einer alternativen Ausfuhrungsform kann die Arbeitskante 10, 20 mittels lokaler Erwärmung des Kantenbereichs gehärtet werden, beispielsweise mittels Induktionshärten. Vorzugsweise kann auch eine Härten mittels eines hochenerge¬ tischen Strahls verwendet werden, beispielsweise Laser-, Plasma- oder Elektro- nenstrahlhärten, was der Arbeitskante 10, 20 einen bestimmten gehärteten Bereich verleiht, der nicht die Geradheit des Bandes beeinträchtigt. Bevorzugt wird hierzu ein Laserstrahl eingesetzt. Die Arbeitskante 10, 20, die auf diese Weise gehärtet wurde, erreicht eine verbesserte Härte von bis zu 630 HV vorzugsweise 620 HV.

Weiterhin weist die Arbeitskante 10, 20 eines erfindungsgemäßen Stahlbandes durch das pulvermetallurgische Herstellungsverfahren ein besonders feines Gefü- ge auf. In Fig. 4 und 5 sind mikroskopische Ausschnittsvergrößerungen des Gefü- ges der Arbeitskante 10, 20 dargestellt. Die linke Abbildung in den Fig. 4 und 5 zeigt ein Gefüge 30 gemäß dem Stand der Technik, das mittels eines gewöhnli- chen Schmelzverfahrens hergestellt wurde. Es sind schematisch große harte Kar¬ bide 34, 36 dargestellt, die in einer umgebenden Legierung 32 eingebettet sind. Nach einer gewissen Verwendungsdauer verschleißt die Arbeitskante 10, 20, wo¬ bei die Karbide 34, 36 weniger stark verschleißen als das umgebende Material 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 in der Beschichtung des Papiers, so dass die Messer ausgetauscht werden müssen.

Auf der rechten Seite der Fig. 4 und 5 ist ein Gefüge 40 einer erfindungsgemäßen Arbeitskante 10, 20 dargestellt. Das Gefüge 40 weist die gleiche Stahlzusammen- setzung wie das Gefüge 30 auf, jedoch wurde es mittels eines pulvermetallurgi¬ schen Verfahrens hergestellt. Dadurch entstehen feine, gut verteilte Karbide 44, die in dem umgebenden Gefüge 42 eingebettet sind. Eine Arbeitskante 10, 20 mit solch einem Gefüge 40 nutzt sich gleichmäßig und ohne hervorstehende Karbide 36 ab und führt daher nicht zu einer Riefen- oder Streifenbildung.

Das erfindungsgemäße Verfahren, das es erlaubt kaltgewalzte Bänder mit Breiten bis zu 250 mm erfolgreich herzustellen, macht es möglich, dass mehrere schmale¬ re Streifen gleichzeitig hergestellt werden können. In diesem Fall wird ein breiter Streifen 1 in mehrere schmale Streifen geschnitten, bevor die Kanten 10, 20 bear¬ beitet werden. Auf diese Weise lassen sich beispielsweise mittels eines einzigen Kaltwalzvorgangs aus einem breiten Band zwei schmale Bänder erhalten.