VANCRON 40 Powder metallurgical cold work tool steel

Transkrypt

1 Powder metallurgical cold work tool steel This information is based on our present state of knowledge and is intended to provide general notes on our products and their uses. It should not therefore be construed as a warranty of specific properties of the products described or a warranty for fitness for a particular purpose.

2 KRYTYCZNE WŁAŚCIWOŚCI STALI GWARANTUJĄCE: PRAWIDŁOWE DZIAŁANIE NARZĘDZIA W wielu zastosowaniach stali do pracy na zimno, narzędzia pokrywane są powłoką, w celu zapobieżenia zjawiskom gallingu i zużycia adhezyjnego. Ponadto ważne jest, aby narzędzie miało wystarczającą twardość, ciągliwość i wytrzymałość zapobiegającą przedwczesnym uszkodzeniom w wyniku pękania/wykruszania. VANCRON 40 jest proszkową stalą azotoową charakteryzującą się doskonałą kombinacją odporności na galling i zużycie adhezyjne. PRODUKCJĘ NARZĘDZI Obrabialność Obróbka cieplna Stabilność wymiarowa podczas obróbki cieplnej Obróbka powierzchniowa Zastosowanie wysokostopowych stali narzędziowych do produkcji narzędzi często oznacza większe problemy z obróbką konwencjonalną i cieplną niż w przypadku użycia stali niskostopowych, co oczywiście może przyczynić się do wzrostu kosztów produkcji. Proces metalurgii proszków zastosowany w produkcji stali VANCRON 40 powoduje, iż otrzymywana stal posiada lepszą obrabialność od podobnych gatunkowo konwencjonalnych stali do pracy na zimno. Zużycie adhezyjne Stabilność wymiarowa stali VANCRON 40 podczas obróbki cieplnej jest dobra i przewidywalna w porównaniu do konwencjonalnych stali wysokostopowych. Stal VANCRON 40 jest przeznaczona do stosowania, bez pokrywania jej dodatkowo powłokami, ponieważ zawiera ona dużą ilość cząstek vanadu o niskim tarciu oraz podwyższoną zawartość azotków w strukturze. Zastosowania Stal VANCRON 40 jest stalą narzędziową do pracy na zimno, charakteryzującą się doskonałą odpornością na galling/adhezję, Dzięki temu sprawdza się ona w trudnych warunkach i/lub stosowana jest na długie serie produkcyjne, gdzie wymagane jest stosowanie powłoki na narzędziu. W szczególności stal VANCRON 40 sprawdza się tam, gdzie materiały obrabiane są miękkie/klejące się, np.: austenityczna i ferrytyczna stal nierdzewna, stal miękka, miedź, aluminium, itp. Stal VANCRON 40 stalą do pracy na zimno, nadającą się szczególnie do zastosowań, gdzie dominującym problemem jest zużycie adhezyjne lub galling. Typowe obszary zastosowań: Wykrawanie i formowanie Wykrawanie precyzyjne Wyciskanie na zimno Głębokie tłoczenie Prasowanie proszków Jako alternatywa do nakładania powłok Jako alternatywa dla twardych metali i Ferro TiC (używanych w celu zapobiegania zjawisku gallingu.) Ogólne dane VANCRON 40 jest chromowomolibdenowowolframowowanadowoazotową stalą stopową cechującą się: Bardzo wysoką odpornością na zużycie adhezyjne Bardzo wysoką odpornością na galling Dobrą odpornością na wykruszanie się i pękanie Wysoką wytrzymałością na ściskanie Dobrymi właściwościami hartowania skrośnego Dobrą stabilnością wymiarową podczas hartowania Bardzo dobrą odpornością na odpuszczanie wtórne Dobrymi właściwościami WEDM. Sklad chemiczny % C 1,1 N 1,8 Si 0,5 Mn 0,4 Cr 4,5 Mo 3,2 W 3,7 V 8,5 Stan dostawy Kod kolorystyczny Zmiękczona do około 300 HB Złoto/Ciemnoniebieski Obrastanie ŁOMIANKI, UL. KOLEJOWA 291 DZIEKANÓW POLSKI TEL , FAX

3 Właściwości WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE Stal zahartowana i odpuszczona do 61 HRC. Temperatura 20 C (68 F) Gęstość kg/m lbs/in 3 0,278 Współczynnik sprężystości MPA ksi Współczynnik rozszerzalności cieplnej C od 20 C F od 68 F Przewodność cieplna W/m C Btu in (ft 2 h F) Ciepło J/kg C Btu /lb F x ,11 WYTRZYMAŁOŚĆ NA ŚCISKANIE 200 C (390 F) x ,1 x ,1 x ±2 145± C (750 F) x ,9 x ,6 x ±0,5 173±3 Przybliżone wartości wytrzymałości na ściskanie przy określonej twardości, przedstawione są w poniższej tablicy Twardość Granica wytrzymałości na ściskanie Rc0,2 (MPa) HRC N/mm ENERGIA UDERZENIA DLA GŁADKIEJ PRÓBKI Energia uderzenia dla stali: Vanadis 6, Vancron 40, Vanadis 10 oraz AISI D2 pokazana jest na wykresie poniżej Energia uderzenia, J Obróbka cieplna MIĘKKIE WYŻARZANIE Zabezpieczyć stal i nagrzać skrośnie do 900 C (1650 F). Następnie schładzać w piecu o 10 C (20 F) na godzinę do 650 C (1200 F), a następnie na powietrzu. ODPRĘŻANIE Po obróbce zgrubnej, narzędzie powinno zostać nagrzane skrośnie do C ( F), przy czasie utrzymywania 2 godziny. Schładzać powoli do 500 C (930 F), a następnie na powietrzu. HARTOWANIE Hartowalność VANCRONU 40 jest porównywalna ze stalą Vanadis 23, gwarantuje dobre efekty hartowania na wskroś w kąpieli solnej lub w atmosferze gazowej w piecu próżniowym. Temperatura podgrzewania: C ( F). Temperatura austenityzacji: C ( F), zwykle 1020 C (1870 F). Czas utrzymywania: 30 minut (10 minut w temp.1100 C (2010 F) W czasie hartowania narzędzie powinno być zabezpieczone przed odwęgleniem i utlenieniem. W zależności od parametrów obróbki cieplnej VANCRONU 40 można uzyskać szeroki zakres twardości. Aby osiągnąć twardość 5865 HRC temperatura austenityzacji powinna zawierać się w przedziale: C ( F). Zalecana temperatura austenityzacji to 1020 C (1865 F). Czas utrzymywania: 30 minut. Studzenie i odpuszczanie w temperaturze 560 C (1040 F, 3 x 1 h). Zastosowanie tych wszystkich parametrów da w rezultacie twardość ~62HRC. W celu uniknięcia zbyt małej twardości zalecana jest austenityzacja w temperaturze hartowania wyższej od normalnej. Jeśli twardość będzie zbyt wysoka, odpuścić narzędzie do prawidłowej twardości.. Twardość, HRC Temperatura austenityzacji, C ŁOMIANKI, UL. KOLEJOWA 291 DZIEKANÓW POLSKI TEL , FAX

4 Wykres CCT. Temperatura austenityzacji 1050 C (1920 F). Czas wytrzymywania 30 minut. Wykres TTT (przemiana izotermiczna) Temperatura austenityzacji 1050 C (1920 F). Czas wytrzymywania 30 minut ŁOMIANKI, UL. KOLEJOWA 291 DZIEKANÓW POLSKI TEL , FAX

5 ŚRODKI HARTOWNICZE Próżnia (gaz szybkobieżny o wystarczającym nadciśnieniu 25 bar ). Kąpiel hartowania stopniowego lub złoże fluidalne w temperaturze ok. 550 C (1020 F) Wymuszony obieg powietrza/gazu. Uwaga 1: Studzić narzędzie aż do osiągnięcia temperatury ok. 50 C (120 F) a następnie natychmiast odpuszczać. Uwaga 2: Do zastosowań, gdzie wymagana jest maksymalna wytrzymałość należy stosować kąpiel hartowania stopniowego lub piec o wystarczającym nadciśnieniu. ODPUSZCZANIE Odpuszczanie VANCRONU 40 powinno być zawsze wykonywane w temperaturze 560 C (1040 F), niezależnie od temperatury austenityzacji. Odpuszczać trzy razy po jednej godzinie w temperaturze 560 C (1040 F). Pomiędzy kolejnymi odpuszczaniami, narzędzie powinno być schłodzone do temperatury pokojowej. Po przeprowadzeniu takich operacji, zawartość austenitu szczątkowego powinna wynosić co najwyżej 3%. ZMIANY WYMIAROWE Zmiany wymiarowe zmierzono po hartowaniu i odpuszczaniu. Obróbka cieplna: austenityzacja pomiędzy C ( F) przez 30 minut, następnie odpuszczanie 3 x 1 h w temperaturze 560 C (1040 F). Wymiary próbek: 50 x 50 x 50 mm (2 x 2 x 2 ) i 100 x 40 x 20 (2 x 2 x 2 ). Zmiany wymiarowe: wydłużenie na długości, szerokości i grubości wynosi od 0.04% do 0,20%. WYMARŻANIE Elementy, dla których wymagana jest maksymalna stabilność wymiarowa, powinny być wymrażane w następujący sposób: niezwłocznie po ostudzeniu, narzędzie powinno zostać wymrożone w temperaturze pomiędzy 70 a 80 C (75 a 110 F) przez 1 do 3 godzin. Wymrażanie redukuje zawartość austenitu szczątkowego, co w rezultacie daje wzrost twardości narzędzia o ok. 1% w przypadku stosowania niskiej temperatury odpuszczania. W przypadku zastosowania wysokiej temperatury odpuszczania uzyskamy wzrost twardości, jeśli zmniejszymy temperaturę wymrażania o 25 C (50 F). Narzędzie odpuszczone w wysokiej temperaturze, nawet bez wymrażania, będzie miało austenit szczątkowy wystarczająco zredukowany do większości zastosowań. Stabilność wymiarowa będzie wtedy również na zadowalającym poziomie. Jednak dla wyższych wymagań co do stabilności wymiarowej stawianych narzędziu, zalecane jest stosowanie wymrażania w połączeniu z wysoką temperaturą odpuszczania. Dla wyższych wymagań dotyczących stabilności wymiarowej narzędzia, zalecane jest wymrażanie w ciekłym azocie po hartowaniu i każdym odpuszczaniu. Obróbka powierzchniowa Niektóre narzędzia poddawane są obróbce powierzchniowej celem zmniejszenia tarcia i zwiększenia odporności na zużycie. Najczęściej stosowanym rodzajem obróbki jest azotowanie i powlekanie powierzchni odpornymi na zużycie warstwami węglika tytanu oraz azotku tytanu w procesach PVD lub CVD. Nie ma potrzeby nakładania powłok na stal VANCRON 40. Mimo to stal ta może być poddana w/w procesom tak, jak każda inna stal proszkowa. AZOTOWANIE Zalecane jest krótkie zanurzenie w specjalnej kąpieli solnej w celu uzyskania naazotowanej warstwy dyfuzyjnej o grubości 220µm. Ograniczy to tarcie na powierzchni okalającej stemple, a poza tym ma szereg innych zalet. OSADZANIE FIZYCZNE Z FAZY GAZOWEJ (PVD) Osadzanie fizyczne z fazy gazowej (PVD) to metoda nakładania warstwy odpornej na zużycie w przedziale temperatur C ( F). W związku z tym, że stal VANCRON 40 jest odpuszczana w wysokiej temperaturze 560 C (1040 F), nie istnieje ryzyko zmian wymiarowych podczas procesu PVD. OSADZANIE CHEMICZNE Z FAZY GAZOWEJ (CVD) Osadzanie chemiczne z fazy gazowej (CVD) stosowane jest do pokrywania warstwami odpornymi na zużycie w temperaturze około 1000 C (1830 F). Zaleca się, aby narzędzia były oddzielnie hartowane i odpuszczane w piecu próżniowym po obróbce powierzchniowej. Uwaga: VANCRON 40 jest stalą przeznaczoną do stosowania bez nakładania na nią powłok, ponieważ zawiera dużą ilość azotu ŁOMIANKI, UL. KOLEJOWA 291 DZIEKANÓW POLSKI TEL , FAX

6 Odporność na zużycie ZUŻYCIE ADHEZYJNE Porównanie odporności na zużycie wykrojnika o wymiarach 10 x 40 mm podczas testu laboratoryjnego. Materiał wykrawany: 18/8 nierdzewna stal SS 2331 o grubości 1mm. Wielkość warstwy startej, µm2 WŁASNOŚCI TRYBOLOGICZNE Rezultaty Stal Vanadis 23 Vanadis 6 Vanadis 10 Vancron 40 Rodzaj powłoki Ilość wykonanych sztuk Twardość HRC Bez powłoki Bez powłoki Bez powłoki Bez powłoki > Powód zniszczenia Stal Galling Vanadis 23 Ciągle pracuje Rodzaj powłoki Azotowanie w kąpieli solnej PVD TiN CVD TiC/TiN Ilość wykonanych sztuk Twardość HRC Matryca do formowania na zimno do produkcji stojaka pompy ze stali nierdzewnej, Grundfos A/S Dania. Powód zniszczenia Galling Rozwarstwienie ŁOMIANKI, UL. KOLEJOWA 291 DZIEKANÓW POLSKI TEL , FAX

7 Zalecane parametry obróbki skrawaniem Wartości podane poniżej to przybliżenia, które powinny zostać dopasowane do lokalnych warunków. Obrabialność VANCRONU 40 jest podobna do obrabialności Vanadisu 23 TOCZENIE Parametry obróbki Szybkość skrawania (vc) Posuw (f) Głębokość cięcia (ap) mm Kategoria węglika m/min f.p.m. mm/obr. i.p.r. mm cal Obróbka narzędziami z węglikiem spiekanym Zgrubna ,20,4 0,0080, ,080,16 Precyzyjna ,050,2 0,0020,008 0,52 0,020,08 Skrawanie narz. ze stali szybkotnącej Skrawanie precyzyjne ,050,3 0,0020,012 0,53 0,020,12 ISO K20 * K15 * * Używać narzędzi odpornych na zużycie pokrytych Al2O3, WIERCENIE Wiertła kręte ze stali szybkotnącej Średnica wiertła mm cale Szybkość skrawania (vc) m/min f.p.m. Posuw (f) mm/obr. i.p.r. 5 3/ * 3339* 0,050,10 0,0020, /163/8 1012* 3339* 0,100,20 0,0040, /85/8 1012* 3339* 0,200,25 0,0080, /83/4 1012* 3339* 0,250,35 0,0100,014 *) Dla pokrytych wierteł ze stali szybkotnącej vc =1618 m/min (52 59 f.p.m.). Parametry obróbki Szybkość skrawania (vc) m/min f.p.m. Posuw (fz) mm/obr. i.p.r. Wiertła z węglika Wymienne Rodzaj wiertła Stały węglik ,050,15 2) 0,100,25 2) 0,0020,006 2) 0,0040,010 2) 1) Wiertło z wewnętrznymi kanalikami chłodzącymi i nakładką z węglików spiekanych. 2) Zależy od średnicy wiertła. Nakładka z węglików spiekanych 1) ,150,25 2) 0,0060,010 2) FREZOWANIE Frezowanie czołowe oraz frezowanie czołowe nożem kwadratowym Parametry obróbki Szybkość skrawania (vc) Posuw (fz) Głębokość cięcia (ap) Kategoria węglika m/min f.p.m mm/ząb cal/ząb mm cale ISO Obróbka narzędziami z węglika Zgrubna Precyzyjna ,20,4 0,10,2 0,0080,016 0,0040, ,080,16 0,08 K15 * K20 * Powlekane Powlekane węglikami węglikami lub cermetalem * Używać narzędzi odpornych na zużycie pokrytych Al2O3, Parametry obróbki Szybkość skrawania (vc) m/min f.p.m. Posuw (fz) mm/ząb cal/ząb Frezowanie walcowoczołowe Stały węglik ,010,2 2) 0,00040,008 2) Rodzaj frezu walcowoczołowego Wkładka z węglików ,060,2 2) 0,0020,008 2) Narzędzia ze stali szybkotnącej 58 1) ) 0,010,3 2) 0,00040,012 2) Kategoria obróbki ISO K15 3) 1) Dla frezów walcowoczołowych ze stali szybkotnącej vc = 1418 m/min (46 59 f.p.m.). 2) W zależności od głębokości promieniowej otworu oraz średnicy. 3)Używać narzędzi odpornych na zużycie pokrytych Al2O3,. SZLIFOWANIE Ogólne zalecenia dotyczące tarcz szlifierskich podano poniżej. Dodatkowe informacje dotyczące zalecanych ściernic znajdują się w publikacji Uddeholm Szlifowanie stali narzędziowej. Rodzaj szlifowania Szlifowanie czołem ściernicy ściernica prosta Szlifowanie czołem ściernicy segmenty Stal po miękkim wyżarzaniu A 46 HV A 36 GV Po hartowaniu B151 R50 B3 1) A 46 HV A 46 GV Szlifowanie wałków A 60 JV B151 R50 B3 1) A 60 IV Szlifowanie otworów A 60 KV B151 R50 B3 1) A 60 KV Szlifowanie profilowe A 100 IV B126 R100 B6 1) A 120 JV 1) O ile to możliwe używać ściernic CBN w tym przypadku ŁOMIANKI, UL. KOLEJOWA 291 DZIEKANÓW POLSKI TEL , FAX

8 Obróbka elektroiskrowa Jeżeli proces obróbki elektroiskrowej (EDM) odbywa się na materiale zahartowanym i odpuszczonym, wtedy należy zakończyć proces precyzyjną obróbką iskrową, tj. prądem o niskim napięciu i wysokiej częstotliwości. Optymalne wyniki osiągnie się po przeszlifowaniu / wypolerowaniu obrabianej powierzchni, a narzędzie powinno zostać poddane ponownemu odpuszczaniu w temperaturze około 535 C (995 F). Szczegółowe informacje Prosimy o kontakt z lokalnym biurem Uddeholm w celu uzyskania dodatkowych informacji dotyczących doboru, 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 ŁOMIANKI, UL. KOLEJOWA 291 DZIEKANÓW POLSKI TEL , FAX

9 EUROPE AUSTRIA Hansaallee 321 D40549 Düsseldorf Telephone: Telefax: BELGIUM N.V. Waterstraat 4 B9160 Lokeren Telephone: Telefax: CROATIA BOHLER Zagreb d.o.o za trgovinu Zitnjak b.b Zagreb Telephone: Telefax: CZECHIA BOHLER CZ s.r.o. Division Uddeholm U silnice Praha 6 Ruzyne Czech Republic Telephone: ,8 Telefax: DENMARK A/S Kokmose 8, Bramdrupdam DK6000 Kolding Telephone: Telefax: ESTONIA TOOLING AB Silikatsiidi 7 EE0012 Tallinn Telephone: Telefax: FINLAND OY AB Ritakuja 1, PL 57, FIN01741 VANTAA Telephone: Telefax: FRANCE S.A. 12 Rue Mercier, Z.I. de MitryCompans F77297 Mitry Mory Cedex Telephone: +33 (0) Telefax: +33 (0) Branch office S.A. 77bis, rue de Vesoul La Nef aux Métiers F25000 Besançon Telephone: Telefax: GERMANY Hansaallee 321 D40549 Düsseldorf Telephone: Telefax: Branch offices Falkenstraße 21 D65812 Bad Soden/TS. Telephone: Telefax: Albstraße 10 D73765 Neuhausen Telephone: Telefax: GREAT BRITAIN, IRELAND UK LIMITED European Business Park Taylors Lane, Oldbury West Midlands B69 2BN Telephone: Telefax: Dublin Telephone: GREECE STEEL TRADING COMPANY 20, Athinon Street GPiraeus Telephone: / Telefax: SKLERO S.A. Steel Trading Comp. and Hardening Shop Frixou 11/Nikif. Ouranou G54627 Thessaloniki Telephone: Telefax SKLERO S.A. Heat Treatment and Trading of Steel Uddeholm Tool Steels Industrial Area of Thessaloniki P.O. Box 1123 G57022 Sindos, Thessaloniki Telephone: Telefax: HUNGARY TOOLING/BOK Dunaharaszti, Jedlik Ányos út 25 H2331 Dunaharaszti 1.Pf. 110 Telephone/Telefax: ITALY Italia S.p.A. Via Palizzi, 90 I20157 Milano Telephone: Telefax: LATVIA TOOLING AB Deglava street 50 LV1035 Riga Telephone: , 981, 982 Telefax: LITHUANIA TOOLING AB BE PLIENAS IR METALAI T. Masiulio 18b LT3014 Kaunas Telephone: , 669 Telefax: THE NETHERLANDS B.V. Isolatorweg 30 NL1014 AS Amsterdam Telephone: Telefax: NORWAY A/S Jernkroken 18 Postboks 85, Kalbakken N0902 Oslo Telephone: Telefax: POLAND INTER STAL CENTRUM Sp. z. o.o./co. Ltd. ul. Kolejowa 291, Dziekanów Polski PL05092 Lomianki Telephone: Telefax: PORTUGAL F RAMADA Aços e Industrias S.A. P.O. Box 10 P3881 Ovar Codex Telephone: Telefax: ROMANIA BÖHLER Romania SRL Uddeholm Branch Str. Atomistilor Nr 14A Magurele Jud Ilfov Telephone: Telefax: RUSSIA TOOLING CIS 25 A Bolshoy pr PS St. Petersburg Telephone: Telefax: SLOVAKIA Slovakia Nástrojové ocele, s.r.o KRÁCINY Martin Telephone: Telefax: SLOVENIA Italia S.p.A. Via Palizzi, 90 I20157 Milano Telephone: Telefax: SPAIN Guifré E08918 Badalona, Barcelona Telephone: Telefax: Branch office Barrio San Martin de Arteaga, 132 Pol.Ind. Torrelarragoiti E48170 Zamudio (Bizkaia) Telephone: Telefax: SWEDEN TOOLING SVENSKA AB Aminogatan 25 SE Mölndal Telephone: Telefax: SWITZERLAND HERTSCH & CIE AG General Wille Strasse 19 CH8027 Zürich Telephone: Telefax: NORTH AMERICA USA 4902 Tollview Drive Rolling Meadows IL Telephone: Telefax: Clayton Ct., Wood Dale IL Telephone: Telefax: Santa Fe Springs Road Santa Fe Springs, CA Telephone: Telefax: Cherry Street Shrewbury, MA Telephone: Telefax: CANADA LIMITED 2595 Meadowvale Blvd. Mississauga, Ontario L5N 7Y3 Telephone: Telefax: VANCRON 40 MEXICO ACEROS BOHLER, S.A. de C.V. Calle 8 No 2, Letra "C" Fraccionamiento Industrial Alce Blanco C.P Naucalpan de Juarez Estado de Mexico Telephone: Telefax: Lerdo de Tejada No.542 Colonia Las Villas San Nicolas de Los Garza, N.L. Telephone: Telefax: SOUTH AMERICA ARGENTINA S.A Mozart Centro Industrial Garin GarinProv. Buenos Aires Telephone: Telefax: BRAZIL ACOS ESPECIAIS Ltda. Estrada Yae Massumoto, 353 CEP Sao Bernardo do Campo SP Brazil Telephone: , 4554 Telefax: SOUTH AFRICA Africa (Pty) Ltd. P.O. Box 539 ZA1600 Isando/Johannesburg Telephone: Telefax: AUSTRALIA BOHLER Australia McCredie Road Guildford NSW 2161 Private Bag 14 Telephone: Telefax: Branch offices Sydney, Melbourne, Adelaide, Brisbane, Perth, Newcastle, Launceston, Albury, Townsville ASSAB ASSAB INTERNATIONAL Skytteholmsvägen 2 P O Box 42 SE Solna Sweden Telephone: Telefax: Subsidiaries India, Iran, Turkey, United Arab Emirates Distributors in Africa, Latin America, Middle East ASSAB PACIFIC ASSAB Pacific Pte. Ltd 171, Chin Swee Road No. 0702, San Centre Singapore Telephone: Telefax: Subsidiaries China, Hong Kong, Indonesia, Japan, Korea, Malaysia, Philippine Islands, Singapore, Taiwan, Thailand KLARTEXT U / Alfa Nermans, Karlstad When the first idea pops into your head, throughout the development process to the release of the new product, we ll be your partner. As the world s leading supplier of tooling materials and related services, we can be trusted. Meet us under the Uddeholm and ASSAB brands, wherever in the world you have your business. 9 Edition: 3,