UDDEHOLM SLEIPNER UDDEHOLM SLEIPNER

Transkrypt

1 SLEIPNER

2 SLEIPNER SLEIPNER THE CHANGING TOOLING ENVIRONMENT The tooling environment is changing to suit the changing market environment. Lead times are one aspect of this change and they are getting shorter and shorter. This ultimately means that more emphasis has to be placed on tool reliability in service and on time to manufacture the tooling. The production materials used nowadays are placing more demands on the tools and the tool steels used to manufacture them. For example, advanced high strength steel sheet materials now being used for automotive parts place extra demands on resistance to chipping and cracking, compressive strength and wear resistance. THE MODERN GENERAL COLD WORK TOOL STEEL The classical 12 % Crsteels such as AISI D2 or W.Nr are still the backbone of cold work tooling but their limitations are becoming more and more apparent in the changing production environment. Uddeholm Sleipner is a new 8 % Crsteel from Uddeholm Tooling. Its properties profile has been carefully balanced and the result is a very versatile tool steel which overcomes the limitations of the 12% Crsteels. A VERSATILE TOOL STEEL The properties profile of Uddeholm Sleipner is more versatile and superior to that of 12 % Crsteels. The machinability, grindability and hardenability are much better and it is easier to make small repair welds. This means that Uddeholm Sleipner is the right choice for faster toolmaking, better tool performance and easier maintenance. 3

3 Ogólne dane SLEIPNER jest chromowomolibdenowowanadową stopową stalą narzędziową charakteryzującą się: dobrą odpornością na zużycie dobrą odpornością na wykruszanie dobrą wytrzymałością na ściskanie wysoką twardością (>60 HRC) po odpuszczaniu w wysokich temperaturach dobrymi właściwościami hartowania skrośnego dobrą stabilnością wymiarową podczas hartowania dobrą odpornością na odpuszczanie dobrymi właściwościami po obróbce elektroiskrowej drutem dobrą obrabialnością i szlifowalnością dobrymi właściwościami po obróbce powierzchniowej Skład chemiczny % Standardowa specyfikacja Stan dostawy Kod kolorystyczny C 0,9 Brak Zastosowania Si 0,9 Mn 0,5 Cr 7,8 Zmiękczona do około 235 HB Niebieski/brązowy Mo 2,5 SLEIPNER jest uniwersalną stalą narzędziową do pracy na zimno. Charakteryzuje się profilem zużycia ściernego i mieszanego oraz dobrą odpornością na wykruszanie. Ponadto, w wyniku odpuszczania w wysokich temperaturach można uzyskiwać wysokie twardości (>60 HRC). Oznacza to, że obróbka powierzchni, np. azotowanie lub osadzanie fizyczne z fazy gazowej (PVD) może odbywać się na podłożu o dużej wytrzymałości. Oznacza to również, że stosując obróbkę elektroiskrową drutem, można wycinać elementy o skomplikowanym kształcie i twardości powyżej 60 HRC w blokach o stosunkowo grubych przekrojach, przy znacznie mniejszym ryzyku pękania. Stal SLEIPNER zalecana jest do zastosowań, gdzie występują średnie serie produkcyjne, gdzie wymagana jest odporność na zużycie mieszane lub ścierne, oraz dobra odporność na wykruszanie. V 0,5 Tłoczenie i głębokie tłoczenie Prasowanie proszków 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 0,279 Współczynnik sprężystości MPa ksi Współczynnik rozszerzalności cieplnej po odpuszczaniu w niskiej temperaturze (60 HRC) C od 20 C F od 68 F po odpuszczaniu w wysokiej temperaturze 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 460 0, C (390 F) , ,7x10 6 7,1x ,6x10 6 6,4x WYTRZYMAŁOŚĆ NA ŚCISKANIE Poniższe wartości powinny być traktowane jako przybliżone. 400 C (750 F) , ,4x10 6 6,9x Twardość Granica plastyczności przy ściskaniu Rc0,2 HRC MPa ksi Przykłady: Wykrawanie i wykrawanie precyzyjne Ścinanie Formowanie Wybijanie Kucie na zimno Wyciskanie na zimno Walcowanie gwintów 2

4 ODPORNOŚĆ NA WYKRUSZANIE Względna odporność na wykruszanie dla stali SVERKER 21, SLEIPNER oraz RIGOR przy tej samej wartości twardości. Względna odporność na wykruszanie ODPORNOŚĆ NA ZUŻYCIE ŚCIERNE Względna odporność na zużycie ścierne dla stali SVERKER 21, SLEIPNER oraz RIGOR przy tej samej wartości twardości (niska wartość oznacza lepszą odporność na zużycie). ŚRODKI HARTOWNICZE Wymuszony obieg gazu / powietrza Próżnia (gaz szybkobieżny o odpowiednim nadciśnieniu) Kąpiel hartowania stopniowego lub w złożu fluidalnym w temperaturze C ( F) Kąpiel hartowania stopniowego lub w złożu fluidalnym w temperaturze C ( F) Olej (tylko dla bardzo prostych kształtów) Uwaga: Należy odpuszczać narzędzie natychmiast, gdy tylko jego temperatura osiągnie 5070 C ( F). Twardość, austenit szczątkowy i wielkość ziarna jako funkcje temperatury austenityzacji. Współczynnik względnego zużycia ściernego Obróbka cieplna WYŻARZANIE ZMIĘKCZAJĄCE Należy zabezpieczyć stal i nagrzać do 850 C (1560 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 do 650 C (1200 F), przy czasie utrzymywania 2 godziny. Schładzać powoli do 500 C (930 F), a następnie na powietrzu. Hardness Retained austenite Austenitizing temperature Twardość Austenit szczątkowy Temperatura austenityzacji ODPUSZCZANIE Należy dobrać temperaturę odpuszczania w zależności od wymaganej twardości w oparciu o poniższy wykres odpuszczania. Odpuszczać co najmniej 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), ale zwykle C ( F). Czas utrzymywania: 30 min. Podczas hartowania należy zabezpieczyć element przed odwęgleniem i utlenieniem. Temperatura odpuszczania (2h+2h) 3

5 Wykres TTT Temperatura austenityzacji 1030 C (1890 F). Czas utrzymywania 30 min. Wykres CTT Temperatura austenityzacji 1030 C (1890 F). Czas utrzymywania 30 min. ZMIANY WYMIAROWE 4

6 Zmiany wymiarowe zmierzono po austenityzacji i odpuszczaniu. Austenityzacja: 1030 C (1890 F)/30 min, chłodzenie w piecu próżniowym w temperaturze 0,75 C/s (1,35 F/s) pomiędzy 800 C (1470 F) a 500 C (930 F). Odpuszczanie: 2 x 2 h w różnych temperaturach Wymiary próbki: 100 x 100 x 100 mm Zmiany wymiarowe jako funkcja temperatury odpuszczania. Retained austenite Austenit szczątkowy Obróbka powierzchniowa Niektóre stale narzędziowe do pracy na zimno są poddawane obróbce powierzchniowej, celem zmniejszenia tarcia i zwiększenia odporności na zużycie. Najczęściej stosowanymi rodzajami obróbki jest azotowanie oraz pokrywanie powierzchni narzędzia warstwami odpornymi na zużycie poprzez osadzanie fizyczne z fazy gazowej (PVD) lub chemiczne z fazy gazowej (CVD). Dzięki wysokiej twardości i dobrej odporności na wykruszanie oraz ze względu na dobrą stabilność wymiarową stal SLEIPNER stanowi odpowiednie podłoże do pokrywania różnymi warstwami powierzchniowymi. Dimensional changes Length Width Thickness Tempering temperature Zmiany wymiarowe Długość Szerokość Grubość Temperatura odpuszczania AZOTOWANIE I WĘGLOAZOTOWANIE W wyniku azotowania i węgloazotowania powstaje twarda warstwa powierzchniowa, która jest bardzo odporna na zużycie i zatarcia. Twardość powierzchniowa po azotowaniu wynosi około 1100 HV 0,2 kg. Grubość warstwy powinna zostać dobrana pod dane zastosowanie. OSADZANIE FIZYCZNE Z FAZY GAZOWEJ (PVD) WYMRAŻANIE Elementy, dla których wymagana jest maksymalna stabilność wymiarowa powinny być wymrażane. Wymrażanie redukuje zawartość austenitu szczątkowego i zmienia twardość w sposób przedstawiony na wykresie poniżej: Austenityzacja: 1030 C (1890 F)/30 min Odpuszczanie: 2 x 2 h w różnych temperaturach Twardość i austenit szczątkowy jako funkcja temperatury odpuszczania i wymrażania. Osadzanie fizyczne z fazy gazowej (PVD) to metoda nakładania warstwy odpornej na zużycie w przedziale temperatur C ( F). 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. Hardness Twardość 5

7 Zalecenia odnośnie obróbki skrawaniem Dane obróbki skrawaniem podane poniżej to przybliżenia, które powinny zostać dopasowane do lokalnych warunków. Dodatkowe informacje znajdują się w publikacji Uddeholm Zalecenia odnośnie obróbki skrawaniem. Warunek: Stal po wyżarzaniu zmiękczającym do około 235 HB. Parametry obróbki skrawaniem Szybkość skrawania (v c ) Posuw (f z ) Głębokość skrawania (a p ) mm Kategoria węglika m/min f.p.m. mm/obr. i.p.r. mm cale ISO US TOCZENIE Obróbka narzędziami z węglikiem spiekanym Skrawanie narz. ze stali szybkotnąc ej Zgrubna Precyzyjna Skrawanie precyzyjne ,20,4 0,080, ,080,16 K20, P20 C2C6 Pokryte węglikiem FREZOWANIE ,52 0,020,08 0,52 0,020,08 K10, P15 C3, C7 Pokryte węglikiem ,53 0,020,12 0,53 0,020,12 Frezowanie czołowe oraz frezowanie czołowe nożem kwadratowym Parametry obróbki skrawaniem Szybkość skrawania (v c ) Posuw (f z ) Głębokość skrawania (a p ) Kategoria węglika Parametry obróbki skrawaniem Szybkość skrawania (v c ) m/min f.p.m. m/min f.p.m mm/ząb cal/ząb mm cale ISO US Obróbka narzędziami z węglika Zgrubna ,20,4 0,0080, ,080,2 K20, P20 C2, C6 Pokryte węglikiem Frezowanie walcowoczołowe Precyzyjna ,10,2 0,0040, ,08 K10, P15 C3C7 Pokryte węglikiem Rodzaj frezu walcowoczołowego Stały węglik Wkładka z Narzędzia ze węglików stali szybkotnącej ) ) Posuw (f z ) mm/ząb cal/ząb Kategoria węglika ISO US 0,0060,20 2) 0,0002 0,008 2) 0,060,20 2) 0,010,35 2) 0,0020,008 2) 0,0004 0,014 2) K10, P40 P15P40 C3, C5 C6C5 1) Dla frezów walcowoczołowych z powlekanej stali szybkotnącej v c ~30 m/min (98 f.p.m./min). 2) W zależności od głębokości promieniowej skrawania oraz średnicy narzędzia. WIERCENIE Wiertła kręte ze stali szybkotnącej Średnica wiertła Szybkość skrawania (v c ) Posuw (f) mm cale m/min mm/obr. i.p.r. f.p.m. 5 3/16 15* 49* 0,050,10 0,0020, /163/8 15* 49* 0,100,20 0,0040, /85/8 15* 49* 0,200,25 0,0080, /83/4 15* 49* 0,250,30 0,0100,012 * Dla wierteł z powlekanej stali szybkotnącej v c ~25 m/min (82 f.p.m./min). Parametry obróbki skrawaniem Szybkość skrawania (v c ) m/min f.p.m. Posuw (f z ) mm/obr. i.p.r. Wiertła z węglika Rodzaj wiertła Wymienne Stały węglik Nakładka z węglików spiekanych 1) ,050,15 2) 0,0020,006 2) 0,100,25 2) 0,0040,01 2) 0,150,25 2) 0,0060,01 2) 1) Wiertło z wewnętrznymi kanalikami chłodzącymi i nakładką z węglików spiekanych. 2) Zależy od średnicy wiertła. SZLIFOWANIE Ogólne zalecenia dotyczące tarcz szlifierskich podano poniżej. Dodatkowe informacje dotyczące zalecanych ściernic znajdują się w publikacji Uddeholm Szlifowanie stali narzędziowej. Szlifowanie ściernicą Rodzaj szlifowania Stal po wyżarzaniu W stanie zahartowanym zmiękczającym 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 6

8 Spawanie UTP 69 CASTOLIN HRC 6064 HRC Można uzyskać dobre wyniki spawania stali narzędziowych, jeśli zostaną odpowiednio zabezpieczone warunki procesu. Spoiny powinny zostać odpowiednio przygotowane. Spoiny naprawcze powinny być wykonywane w wyższych temperaturach. Pierwsze dwie warstwy powinny być nałożone elektrodą o takiej samej średnicy i/lub przy jednakowym napięciu. Należy zawsze utrzymywać możliwie najkrótszą długość łuku. Elektroda powinna być nachylona pod kątem 90 do krawędzi styku spawanych elementów, aby ograniczyć podtopienie. Ponadto, elektroda powinna być trzymana pod kątem 7580 do kierunku spawania. W przypadku dużych napraw, należy spawać pierwsze warstwy za pomocą miękkiego spoiwa (warstwa osłonowa). Spoiwo Typ AWS ER312 UTP A67S UTP A696 CastoTig 5* SPOIWO Elektrody do spawania TIG Twardość po spawaniu 300 HB (dla warstw osłonowych) 5558 HRC 6064 HRC 6064 HRC * Nie powinna być stosowana przy większej ilości warstw niż 4, w związku ze zwiększonym ryzykiem pękania Elektrody do spawania MMA (SMAW) Spoiwo Twardość po spawaniu Typ AWS E HB (dla warstw osłonowych) CASTOLIN HRC UTP 67S 5558 HRC Więcej informacji na temat spawania stali narzędziowej można znaleźć w publikacji Uddeholm Spawanie stali narzędziowej. Hartowanie płomieniowe Stosować palnik tlenowoacetylenowy o wydajności l/h. Ciśnienie tlenu 2,5 bar, ciśnienie acetylenu 1,5 bar. Należy wyregulować w celu uzyskania normalnego płomienia. Temperatura C. Schładzać na powietrzu. Twardość wynosić będzie 5862 HRC na powierzchni i 41 HRC (400 HB) na głębokości 3 3,5 mm. Obróbka elektroiskrowa (EDM) 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 powierzchni po obróbce elektroiskrowej oraz poddaniu narzędzia ponownemu odpuszczaniu w temperaturze o około 25 C (80 F) niższej od pierwotnej temperatury odpuszczania. Stosując obróbkę elektroiskrową elementów większych lub o skomplikowanym kształcie, stal SLEIPNER powinna być odpuszczana w temperaturze powyżej 500 C (930 F). 7

9 Względne porównanie stali narzędziowych Uddeholm do pracy na zimno WŁAŚCIWOŚCI MATERIAŁU A ODPORNOŚĆ NA RÓŻNE MECHANIZMY USZKODZEŃ NARZĘDZI Gatunek Uddholm Twardość odporność na plast. deformację Obrabialność Szlifowalność Stabilność wymiarowa Odporność na Zużycie Zużycie adhezyjne ścierne przywier. Odporność na pęknięcia zmęczeniowe Ciągliwość odporność na łuszczenie Udarność odporność na pęknięcia Konwencjonalne stale do pracy na zimno Stale proszkowe narzędziowe Stale proszkowe szbykotnące Konwencjonalna stal szybkotnąca Szczegółowe informacje Prosimy o kontakt z lokalnym biurem Uddeholm w celu uzyskania dodatkowych informacji dotyczących doboru, obróbki cieplnej, zastosowań i dostępności stali narzędziowych Uddeholm. 8

10 SLEIPNER ELECTRIC ARC FURNACE UPHILL CASTING HEAT TREATMENT ROLLING MILL FORGING MACHINING STOCK The Conventional Tool Steel Process The starting material for our tool steel is carefully selected from high quality recyclable steel. Together with ferroalloys and slag formers, the recyclable steel is melted in an electric arc furnace. The molten steel is then tapped into a ladle. The deslagging unit removes oxygenrich slag and after the deoxidation, alloying and heating of the steel bath are carried out in the ladle furnace. Vacuum degassing removes elements such as hydrogen, nitrogen and sulphur. In uphill casting the prepared moulds are filled with a controlled flow of molten steel from the ladle. From this, the steel goes directly to our rolling mill or to the forging press to be formed into round or flat bars. HEAT TREATMENT Prior to delivery all of the different bar materials are subjected to a heat treatment operation, either as soft annealing or hardening and tempering. These operations provide the steel with the right balance between hardness and toughness. MACHINING Before the material is finished and put into stock, we also rough machine the bar profiles to required size and exact tolerances. In the lathe machining of large dimensions, the steel bar rotates against a stationary cutting tool. In peeling of smaller dimensions, the cutting tools revolve around the bar. To safeguard our quality and guarantee the integrity of the tool steel we perform both surface and ultrasonic inspections on all bars. We then remove the bar ends and any defects found during the inspection. 11

11 SLEIPNER Europe Austria Representative office Albstraße 10 DE73765 Neuhausen Telephone: Belgium Europark Oost 7 B9100 SintNiklaas Telephone: Croatia BÖHLER Zagreb d.o.o za trgovinu Zitnjak b.b Zagreb Telephone: Telefax: Czech Republic BÖHLER CZ s.r.o. Division Uddeholm U Silnice Praha 6, Ruzyne Telephone: ,8 Denmark A/S Kokmose 8, Bramdrupdam DK6000 Kolding Telephone: Estonia TOOLING AB Silikatsiidi 7 EE11216 Tallinn Telephone: Finland OY AB Ritakuja 1, PL 57 FI01741 VANTAA Telephone: France Head office Z.I. de MitryCompans, 12 rue Mercier, FR77297 Mitry Mory Cedex Telephone: +33 (0) Branch offices S.A. 77bis, rue de Vesoul La Nef aux Métiers FR25000 Besançon Telephone: +33 (0) LE POINT ACIERS Aciers à outils Z.I. du Recou, Avenue de Champlevert FR69520 GRIGNY Telephone: +33 (0) LE POINT ACIERS Aciers à outils Z.I. Nord 27, rue François Rochaix FR01100 OYONNAX Telephone: +33 (0) Germany Head office Hansaallee 321 DE40549 Düsseldorf Telephone: Branch offices Falkenstraße 21 DE65812 Bad Soden/TS Telephone: Albstraße 10 DE73765 Neuhausen Telephone: Friederikenstraße 14b DE06493 Harzgerode Telephone: Great Britain DIVISION BOHLER (UK) LIMITED European Business Park Taylors Lane, Oldbury GBWest Midlands B69 2BN Telephone: Telefax: Greece STASSINOPOULOS STEEL TRADING S.A. 20, Athinon Street GRPiraeus Telephone: SKLERO S.A. Heat Treatment and Trading of Steel Uddeholm Tool Steels Industrial Area of Thessaloniki P.O. Box 1123 GR57022 Sindos, Thessaloniki Telephone: Hungary TOOLING/BOK Dunaharaszti, Jedlik Ányos út 25 HU2331 Dunaharaszti 1. Pf. 110 Telephone/fax: Ireland Head office: DIVISION BOHLER (UK) LIMITED European Business Park Taylors Lane, Oldbury UKWest Midlands B69 2BN Telephone: Telefax: Dublin: Telephone: Italy Divisione della Bohler Uddeholm Italia S.p.A. Via Palizzi, 90 IT20157 Milano Telephone: Latvia TOOLING LATVIA SIA Piedrujas Street 7 LV1035 Riga Telephone: latvia@assab.com Lithuania TOOLING AB BE PLIENAS IR METALAI T. Masiulio 18B LT52459 Kaunas Telephone: , The Netherlands Isolatorweg 30 NL1014 AS Amsterdam Telephone: Norway A/S Jernkroken 18 Postboks 85, Kalbakken NO0902 Oslo Telephone: Poland BOHLER POLSKA Sp. z.o.o./co. Ltd. ul. Kolejowa 291, Dziekanów Polski, PL05092 Lomianki Telephone: , 203, Portugal F RAMADA Aços e Industrias S.A. P.O. Box 10 PT3881 Ovar Codex Telephone: Romania BÖHLER Romania SRL Atomistilor Str. No com. Magurele, Jud. Ilfov. Telephone: Telefax: Russia TOOLING CIS 9A, Lipovaya Alleya, Office 509 RU Saint Petersburg Telephone: Slovakia BohlerUddeholm Slovakia s.r.o. divizia Csl.Armády ˇ 5622/5 SK Martin Telephone: +421 (0) Slovenia Representative office Divisione della Bohler Uddeholm Italia S.p.A. Via Palizzi, 90 IT20157 Milano Telephone: Spain Head office Guifré ES08918 Badalona, Barcelona Telephone: Branch office Barrio San Martín de Arteaga,132 Pol.Ind. Torrelarragoiti ES48170 Zamudio (Bizkaia) Telephone: Sweden Head office TOOLING SVENSKA AB Aminogatan 25 SE Mölndal Telephone: Branch offices TOOLING SVENSKA AB Box 45 SE Anderstorp Telephone: TOOLING SVENSKA AB Box 148 SE Eskilstuna Telephone: TOOLING SVENSKA AB Aminogatan 25 SE Mölndal Telephone: TOOLING SVENSKA AB Nya Tanneforsvägen 96 SE Linköping Telephone: TOOLING SVENSKA AB Derbyvägen 22 SE Malmö Telephone: TOOLING SVENSKA AB Honnörsgatan 24 SE Växjö Telephone: Switzerland HERTSCH & CIE AG General Wille Strasse 19 CH8027 Zürich Telephone: Turkey Head office ASSAB Korkmaz Celik A.S. Organize Sanayi Bölgesi 2. Cadde No: 26 Y. Dudullu Umraniye TRIstanbul Telephone:

12 Network of excellence Uddeholm is present on every continent. This ensures you highquality Swedish tool steel and local support wherever you are. Assab is our whollyowned subsidiary and exclusive sales channel, representing Uddeholm in various parts of the world. Together we secure our position as the world s leading supplier of tooling materials.