ARNE. Cold work tool steel

Transkrypt

1 Cold work tool steel

2 Ogólne dane ARNE jest uniwersalną, manganowochromowowolframową stalą narzędziową do hartowania w oleju odpowiednią do wielu zastosowań do pracy na zimno. Jej główne cechy to: Dobra obrabialność Dobra stabilność wymiarowa podczas hartowania Dobra kombinacja wysokiej twardości powierzchniowej i ciągliwości po hartowaniu i odpuszczaniu W wyniku połączenia powyższych cech uzyskano stal odpowiednią do produkcji narzędzi o dobrej żywotności i ekonomice produkcji. Stal ARNE może być dostarczana w różnych wykończeniach po walcowaniu na gorąco, obróbce wstępnej, obróbce precyzyjnej, szlifowaniu precyzyjnym, jak również w formie prętów drążonych. Skład chemiczny % Standardowa specyfikacja Stan dostawy Kod kolorystyczny Zastosowania C Mn 0,95 1,1 AISI O1, W.Nr Cr 0,6 Zmiękczona do około 190 HB Żółty W 0,6 Narzędzia do Grubość materiału HRC Cięcia Wykrawanie, dziurowanie, przebijanie, obcinanie końców, ścinanie, okrawanie, obcinanie do 3 mm (1/8") 36 mm (1/81/4") 610 mm (1/413/32") V 0, Krótkie nożyce do pracy na zimno 5460 Narzędzia do obcinania Gorąco 5860 i okrawania odkuwek Zimno 5658 Formowania Gięcie, wywijanie, tłoczenie, walcowanie stali 5662 nieuspokojonej, odlewanie odśrodkowe i formowanie płynnej stali Małe matryce do wybijania 5660 Urządzenia i przyrządy pomiarowych Kły Szyny prowadzące, kołki wyrzutnika, wysokowydajne, małe/średnie wiertła i gwintowniki Małe koła przekładni, tłoki, dysze, krzywki 5862 Właściwości WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE Stal zahartowana i odpuszczona do 62 HRC. Dane w temperaturze pokojowej i podwyższonej. Temperatura 20 C (68 F) Gęstość kg/m lbs/in 3 0,282 Współczynnik sprężystości N/mm 2 kp/mm 2 tsi psi Współczynnik rozszerzalności cieplnej C od 20 C F od 68 F Przewodność cieplna * W/m C Btu in (ft 2 h F) Ciepło właściwe J/kg C Btu/lb, F x , C (390 F) , x ,7x10 6 6,5x WYTRZYMAŁOŚĆ NA ŚCISKANIE 400 C (750 F) , x ,4x10 6 6,3x Poniższe wartości powinny być traktowane jako przybliżone. Rc0,2 Twardość N/mm 2 ksi 62 HRC HRC HRC HRC Narzędzie wykonane ze stali narzędziowej ARNE do obcinania i formowania krawędzi pojemnika wykonanego ze stali nierdzewnej o grubości 0,914 mm (0,036") o wymiarach około 254x152x203 (10"x6"x8"). 2

3 Obróbka cieplna MIĘKKIE WYŻARZANIE Należy zabezpieczyć stal i nagrzać do 780 C (1435 F). Następnie schładzać w piecu o 15 C (27 F) na godzinę do 650 C (1200 F), a następnie na powietrzu. ODPRĘŻANIE Po obróbce zgrubnej, narzędzie powinno zostać nagrzane do 650 C (1200 F), przy czasie utrzymywania 2 godziny. Schładzać powoli do 500 C (930 F), a następnie na powietrzu. ODPUSZCZANIE Należy dobrać temperaturę odpuszczania w zależności od wymaganej twardości w oparciu o poniższy wykres odpuszczania. Odpuszczać dwa razy stosując przy tym chłodzenie do temperatury pokojowej. Najniższa temperatura odpuszczania to 180 C (360 F). Czas utrzymywania w temperaturze to minimum 2 godziny. Wykres odpuszczania HARTOWANIE Temperatura podgrzewania: C ( F). Temperatura austenityzacji: C ( F). Temperatura Czas wygrzewania Twardość przed C F w minutach * odpuszczaniem około 65 HRC około 65 HRC około 63 HRC * Czas wygrzewania = czas w temperaturze hartowania od momentu całkowitego nagrzania narzędzia. Należy zabezpieczyć narzędzie przed odwęgleniem i utlenieniem podczas hartowania. ŚRODKI HARTOWNICZE Olej (dla bardzo prostych przekrojów) Kąpiel hartowania stopniowego. Temperatura C ( F), następnie chłodzenie na powietrzu. Uwaga: Należy odpuszczać narzędzie natychmiast, gdy tylko jego temperatura osiągnie 5070 C ( F). Twardość jako funkcja temperatury austenityzacji. HARTOWANIE STOPNIOWE Narzędzia w temperaturze austenityzacji zanurzane są w kąpieli hartowania stopniowego przez podany okres czasu, a następnie schładzane w powietrzu do temperatury powyżej 100 C (210 F). Odpuszczać natychmiast tak jak w przypadku hartowania w oleju. Temperatura austenityzacji Temperatura kąpieli hartowania stopniowego Czas utrzymywania w kąpieli hartowania stopniowego w Twardość powierzchniowa przed odpuszczaniem (uzyskana dzięki C F C F minutach hartowaniu stopniowemu) max 5 64±2 HRC max 10 63±2 HRC max 20 62±2 HRC max 10 62±2 HRC 3

4 ZMIANY WYMIAROWE PODCZAS HARTOWANIA Przykładowa płyta o wymiarach 100 x 100 x 25 mm (4"x4"x1"). Szerokość % Długość % Grubość % Hartowanie w oleju Min +0,03 +0,04 od 830 C (1530 F) Max +0,10 +0,10 +0,02 Hartowanie stopniowe Min +0,04 +0,06 od 960 C (1760 F) Max +0,12 +0,12 +0,02 ZMIANY WYMIAROWE PODCZAS ODPUSZCZANIA WYMRAŻANIE I STARZENIE Elementy, dla których wymagana jest maksymalna stabilność wymiarowa powinny być wymrażane i/lub sztucznie postarzane w związku z tym, że mogą nastąpić zmiany objętości wraz z upływem czasu. Dotyczy to na przykład przyrządów pomiarowych takich jak sprawdziany oraz pewne elementy konstrukcyjne. Wymrażanie Natychmiast po hartowaniu, element powinien zostać wymrożony w temperaturze pomiędzy 70 a 80 C (95 do 110 F), czas utrzymywania 34 godziny, a następnie poddany odpuszczaniu lub starzeniu. Wymrażanie spowoduje wzrost twardości o 13 HRC. Proces ten nie jest zalecany dla skomplikowanych elementów, ponieważ istnieje ryzyko pęknięć. Starzenie Starzenie występuje w temperaturze C ( F). Czas utrzymywania godzin. Uwaga: Zmiany wymiarowe podczas hartowania i odpuszczania powinny być sumowane. Zalecany naddatek 0,25%. Narzędzie do wykrawania wykonane ze stali narzędziowej ARNE. 4

5 Obróbka Poniższe tabele zawierają dane obróbki stali ARNE po wyżarzaniu zmiękczającym. Twardość 190 HB. Wartości podane poniżej to przybliżenia, które powinny zostać dopasowane do lokalnych warunków. Parametry skrawania Szybkość Posuw (f) Głębokość cięcia (ap) mm Kategoria węglika f.p.m. mm/obr i.p.r. mm cal ISO TOCZENIE Obróbka narzędziami z spiekanym Skrawanie narz. ze stali szybkotnącej Zgrubna Precyzyjna Skrawanie precyzyjne ,30,6 0,3 0,3 0,0120,023 0,01 0, ,080,24 0,08 0,08 P20P30 FREZOWANIE P10 bądź cermetem Frezowanie czołowe oraz frezowanie czołowe nożem kwadratowym Parametry skrawania Szybkość Posuw (fz) Głębokość cięcia (ap) Kategoria węglika f.p.m mm/ząb cal/ząb mm cale ISO Obróbka narzędziami z węglika Narzędzia ze stali szybkotnącej Zgrubna Precyzyjna Frezowanie precyzyjne ,20,4 0,100,20 0,1 0,0080,016 0,0040,008 0, ,080,2 0,08 0,08 P20P40 P10P20 bądź cermetem Frezowanie walcowoczołowe Parametry skrawania Szybkość skrawania (vc) f.p.m. Posuw (fz) mm/ząb cal/ząb Rodzaj frezu walcowoczołowego Stały węglik Wkładka z Narzędzia ze węglików stali szybkotnącej ,030,2 2) 0,0010,008 2) ,080,2 2) 0,0030,008 2) 25 1) 80 1) 0,050,35 2) 0,0020,014 2) Kategoria obróbki ISO K20, P40 P20P30 1) Dla frezów walcowoczołowych ze stali szybkotnącej vc ~ 35 (115 f.p.m.). 2) W zależności od głębokości promieniowej otworu oraz średnicy. WIERCENIE Wiertła kręte ze stali szybkotnącej Średnica wiertła Szybkość Posuw (f) mm cale f.p.m. mm/obr. i.p.r. 5 3/16 16* 50* 0,080,20 0,0030, /163/8 16* 50* 0,200,30 0,0080, /85/8 16* 50* 0,300,35 0,0120, /83/4 16* 50* 0,350,40 0,0140,016 *) Dla pokrytych wierteł ze stali szybkotnącej vc ~ 22 (70 f.p.m.). Parametry skrawania Szybkość f.p.m. Posuw (fz) mm/obr. i.p.r. Wiertła z węglika Rodzaj wiertła Wymienne Stały węglik Nakładka z węglików spiekanych 1) ,050,25 2) 0,100,25 2) 0,0020,010 2) 0,0040,010 2) 1) Wiertło z wewnętrznymi kanalikami chłodzącymi i nakładką z węglików spiekanych. 2) Zależy od średnicy wiertła. SZLIFOWANIE 0,150,25 2) 0,0060,010 2) Ogólne zalecenia dotyczące tarcz szlifierskich podano poniżej. Dodatkowe informacje dotyczące zalecanych ściernic znajdują się w publikacji Uddeholm Szlifowanie stali narzędziowej. Zalecenia odnośnie ściernic Rodzaj szlifowania Stal po miękkim Po hartowaniu wyżarzaniu Szlifowanie czołem A 46 HV A 46 GV ściernicy ściernica prosta Szlifowanie czołem A 24 GV A 36 GV ściernicy segmenty Szlifowanie wałków A 46 LV A 60 JV Szlifowanie otworów A 46 JV A 60 IV Szlifowanie profilowe A 100 LV A 120 JV 5

6 Spawanie Można uzyskać dobre wyniki spawania stali narzędziowych, jeśli zostaną odpowiednio zabezpieczone warunki procesu, między innymi podwyższona temperatura robocza, właściwie przygotowana spoina, dobrane elektrody oraz metody spawania. Jeśli powierzchnia narzędzi ma być polerowana lub wytrawiana, wówczas ważne jest stosowanie elektrod o podobnym składzie chemicznym co stal na narzędzia. Metoda spawania Temperatura robocza Elektrody Twardość po spawaniu MMA C AWS E HB (SMAW) ESAB OK 5354 HRC UTP 67S 5558 HRC Castolin HRC Castolin N HRC TIG C AWS ER HB UTPA 67S 5558 HRC UTPA 73G HRC Castotig HRC Obróbka elektroiskrowa Jeżeli proces obróbki elektroiskrowej (EDM) odbywa się na materiale zahartowanym i odpuszczonym, wtedy narzędzie powinno zostać poddane dodatkowemu procesowi odpuszczania w temperaturze o 25 C (50 F) niższej niż temperatura odpuszczania zastosowana wcześniej. Szczegółowe informacje Prosimy o kontakt z lokalnym biurem Uddeholm w celu uzyskania dodatkowych informacji dotyczących wyboru, obróbki cieplnej, zastosowań i dostępności stali narzędziowych Uddeholm. Względne porównanie stali narzędziowych Uddeholm do pracy na zimno WŁAŚCIWOŚCI MATERIAŁU A ODPORNOŚĆ NA RÓŻNE MECHANIZMY USZKODZEŃ NARZĘDZI 6