Wysza twardo to wzrost czasu uytkowania narzdzia

Transkrypt

1

2 Wysza twardo to wzrost czasu uytkowania narzdzia Sporód wielu czynników, które najbardziej redukuj koszty produkcji wyrónia si najwaniejsze wymienione poniej: czas pracy narzdzia niskie stałe koszty produkcji niskie koszty utrzymania i napraw. W praktyce, cele te osiga si stosujc bardziej doskonałe i wydajne narzdzia. Wykonanie takich narzdzi moliwe jest przy zastosowaniu nowoczesnych stali, które wyróniaj si: wysok czystoci (minimalny poziom zanieczyszcze) jednorodnoci składu chemicznego i struktury. Narzdzie do pracy na gorco wykonane z takiej stali wykazuje opónienie w pojawianiu si pierwszych oznak zmczenia cieplnego tj.: powstawaniu pkni. Wysoki potencjał udarnoci takich stali powoduje, e dla pewnych zastosowa zwikszenie twardoci narzdzia skutkuje wydłueniem czasu pracy narzdzia bez ryzyka pkni podczas pracy. Stosowanie nowoczesnych stali narzdziowych przynosi uytkownikowi oprócz wydłuenia czasu pracy narzdzia wiele dodatkowych korzyci, do których zaliczy naley: dłuszy czas ycia narzdzia mniejsza ilo potrzebnych narzdzi zmniejszenie iloci zmian narzdzi mniejsza ilo napraw dłuszy okres pracy narzdzia midzy naprawami 2

3 Porównanie gatunków Böhler-a do pracy na gorco według najwaniejszych własnoci Charakterystyka własnoci stali W403 VMR Stal W403 VMR jest nowoczesnym gatunkiem stali do pracy na gorco o wyróniajcych właciwociach, s rezultatem odpowiedniego składu chemicznego i nowoczesnej technologii metalurgicznej. Proces produkcyjny oparty jest o nastpujce reguły: do wytopu stali stosuje si czysty wyselekcjonowany złom przetop wlewków w procesie próniowym VMR specjalny proces wyarzania ujednorodniajcego i optymalna strukturalna obróbka cieplna specjalne ostateczne wyarzanie dla uzyskania najlepszych własnoci dla stanu dostawy. 3

4 Właciwoci Optymalne własnoci uytkowe stali W403 VMR zostały osignite poprzez zmodyfikowanie składu chemicznego i zastosowanie nowoczesnej metalurgii przy wytwarzaniu tej stali. Poniej wymienione s osignite najwaniejsze właciwoci: korzystna makro i mikrostruktura z bardzo niskim poziomem zanieczyszcze praktycznie zerowy poziom zanieczyszcze gazowych najniszy poziom zanieczyszczenia pierwiastkami ladowymi najwyszy poziom czystoci wytopu bardzo wysoka udarno idealna polerowalno bardzo dobra przewodno cieplna bardzo małe zmiany wymiarowe podczas obróbki cieplnej dobra obrabialno wysza twardo narzdzia dla zwikszenia czasu pracy narzdzia (mniejsze zuycie i wiksza wytrzymało w wysokich temperaturach Zastosowanie Wysokoobcione narzdzia do pracy na gorco, głównie dla metali lekkich: trzpienie, matryce, komory do wyciskania rur i prtów, inne oprzyrzdowanie do wyciskania na gorco, narzdzia i matryce do wytwarzania tulei, rub, nakrtek, nitów. Narzdzia do odlewania: formy, wkładki. Noe tnce na gorco i elementy form do tworzyw sztucznych. Skład chemiczny redni procentowy skład chemiczny C Si Mn Cr Mo V 0,38 0,20 0,25 5,00 2,80 0,65 Stal chroniona patentem Normy EN / DIN AFNOR ~ ~ Z38CDV5-3 ~ X38CrMoV5-3 4

5 Charakterystyka stali: udarno i metalurgiczne procesy produkcji Porównanie własnoci gatunków stali produkowanych w rónych procesach metalurgicznych: standardowych, ISOBLOC i VMR wskazuje, e stal w wyszej jednorodnoci, izotropii i czystoci wykazuje jednoczenie wiksz udarno. Dla okrelenia wartoci udarnoci, stosuje si typow laboratoryjn metod badania udarnoci. Procedura badania jest prowadzona zgodnie z norm STAHL-EISEN-Prüfblatt SEP Próbka: bez karbu o wymiarach 7 x 10 x 55 mm, hartowana i odpuszczana do twardoci 45 ± 2 HRC. Stal W403 VMR wykazuje wyjtkowo wysok udarno we wszystkich kierunkach dla próbek wycitych z bloków do wymiarów 810 x 365 x 3000 mm lub do wymiarów 710 x 450 x 300 mm. Analiza czystoci stali wytwarzanych w rónych procesach metalurgicznych wykazuje, e gatunek W403 VMR charakteryzuje poziom czystoci wymagany dla zastosowa w przemyle lotniczym (KO równa 5 jest maksymaln wartoci w pamie wartoci zanieczyszcze). Gatunki: konwencjonalny (ISODISC) i ESR (ISOBLOC) osigaj równie wysoki poziom czystoci, KO 5 10 wg normy DIN Na nastpnym wykresie przedstawione s wartoci poziomu zanieczyszcze a dalej zdjcia pokazujce idealn jednorodno mikrostruktury uzyskan w technologii VMR w porównaniu ze stal wyprodukowan konwencjonalnie. 5

6 Mikroczysto i mikrostruktura Mikrostruktura po wyarzaniu odprajcym Stal konwencjonalna Stal po procesie VMR Ocena mikrostruktury i mikrosegregacji stali do pracy na gorco prowadzona jest zgodnie z norm STAHL-EISEN-Prüfblatt SEP 1614 lub w oparciu o normy amerykaskie NADCA. Mikrostruktura stali W403 VMR odpowiada wzorcom GA1 do GA5, GB1 do GB4 i GC1 do GC2, natomiast mikrosegregacja W403 VMR odpowiada najbardziej idealnym wzorcom SA1, SA2 i SA3. 6

7 Stan dostawy Wyarzony, maksymalnie 205 HB Obróbka cieplna Wyarzanie zmikczajce: Temperatura od 800 do 850 ºC. Po wygrzewaniu, stosowa powolne chłodzenie z piecem z szybkoci ºC / h do temperatury 600 ºC. Dalsze chłodzenie mona przeprowadza w spokojnym powietrzu. Proces wyarzania naley przeprowadza wówczas, gdy zachodzi, w szczególnych przypadkach konieczno przeprowadzenia procesu hartowania narzdzia po raz drugi. Wyarzanie pozwala na osignicie z powrotem struktury wyjciowej materiału. Poniej przedstawiony jest schemat procesu obróbki cieplnej dla stali W403 VMR. Dla materiału o prostych kształtach dobre wyniki otrzymuje si przy hartowaniu w piecach solnych z chłodzeniem w oleju lub z chłodzeniem przerywanym w kpieli solnej. Najczciej zalecane jest hartowanie w piecach próniowych z chłodzeniem w atmosferze azotu. Wyarzanie odprajce: Temperatura od 600 do 600 ºC. Wygrzewanie 2 godziny po otrzymaniu temperatury w całym przekroju. Narzdzia o prostym kształcie mog by chłodzone na powietrzu lub zosta przetransportowane do pieca o temperaturze 260 ºC. Narzdzia o skomplikowanych kształtach, gdzie zmiany przekroju s wiksze ni 75 mm musz by chłodzone z piecem do temperatury min. 430 ºC. Nastpnie chłodzenie na wolnym powietrzu. 7

8 Hartowanie Temperatura od 1020 do 1030 ºC. Chłodzenie w oleju, chłodzenie przerywane w kpieli solnej ( ºC), chłodzenie powietrzem lub w atmosferze azotu. Czas wygrzewania po osigniciu temperatury austenityzacji: minut. Osigalna twardo: HRC, po hartowaniu w oleju lub kpieli solnej HRC, po hartowaniu w powietrzu lub azocie. Naley przestrzega zalecanego zakresu temperatur hartowania ºC. Wysze temperatury mog wywoła rozrost ziarna i znacznie obniy udarno materiału. Bardzo wysoka udarno materiału pozwala na podniesienie twardoci narzdzia o 1 2 HRC. Uzyskuje si przez to opónienie w czasie powstawania pierwszych pkni wynikajcych ze zmczenia cieplnego. Odpuszczanie Odpuszczanie naley przeprowadza bezporednio po hartowaniu w celu uniknicia stabilizacji austenitu. Łczny czas przebywania w piecu o temperaturze odpuszczania wynosi 1 godzina na kade 20 mm gruboci przekroju, ale nie mniej ni 2 godziny. Po kadym odpuszczaniu narzdzie musi by schłodzone do temperatury poniej 65 ºC. Zalecane jest odpuszczanie co najmniej dwukrotne. Odpuszczanie naley przeprowadza według nastpujcych zasad: Pierwsze odpuszczanie Temperatura odpuszczanie o 30 ºC wysza od temperatury dla najwyszej twardoci z wykresu odpuszczania, zwykle 550 ºC. Drugie odpuszczanie Odpuszczanie na dan twardo pracy. Temperatura dobrana z wykresu odpuszczania dla wymaganej twardoci. Po drugim odpuszczaniu naley sprawdzi twardo. W przypadku zbyt wysokiej twardoci naley przeprowadzi kolejne odpuszczanie z dobranej wyszej temperatury. Trzecie odpuszczanie Zalecane jest dla narzdzi o skomplikowanych kształtach i wysokiej twardoci pracy. Ma ono charakter odprajcy i naley je przeprowadza w temperaturze o ºC niszej od temperatury drugiego odpuszczania. 8

9 Wykres odpuszczania Temperatura hartowania: 1025 ºC Wymiar próbki: kwadrat 20 mm Obróbka powierzchniowa Azotowanie Stal gatunku W403 VMR jest odpowiednia dla wszystkich procesów azotowania. Spawanie Gatunek W403 VMR podobnie jak cała grupa stali narzdziowych wykazuje skłonnoci do pkni w procesie spawania. W przypadku koniecznoci napraw przez spawanie naley stosowa si do odpowiednich instrukcji podawanych przez producenta elektrod spawalniczych. 9

10 Wykresy CTP C Temperatura austenityzacji: 1025 ºC Czas trzymania: 15 minut redni procentowy skład chemiczny C Si Mn Cr Mo V 0,37 0,22 0,20 4,80 2,80 0, HV udział faz 0, parametr chłodzenia Próbka HV 10 a 0,1 686 b 0,4 643 c 1,1 619 d e f g h I Ilociowy diagram faz A Austenit B Bainit F Ferryt K Wgiel M Martenzyt P Perlit RA Austenit szcztkowy 1 krawd lub powierzchnia 2 rdze 3 próba Jominy: dystans od koca 10

11 Rodzaj obróbki *) Toczenie Frezowanie Wiercenie Wstpne skórowanie Zalecenia dla obrabiania mechanicznego Materiał narzdzia 1) P35 1) Prdko obróbki 60 m/min skórowanie P25 1) 90 m/min skórowanie P15 1) 140 m/min skórowanie P25 1) 90 m/min obróbka na gotowo P25 1) HSS 110 m/min 14 m/min D = mm P40 1) 80 m/min D = mm P25 1) 80 m/min D = 0 20 mm K20 50 m/min *) dla materiału zmikczonego Głboko Posuw Warunki pracy obróbki 1,0 ciecz chłodzco - 14 mm mm/obrót smarujca 0,8 ciecz chłodzco - 8 mm mm/obrót smarujca 0,3 ciecz chłodzco - 2 mm mm/obrót smarujca 0,15 mm na sucho sprone 5 mm ostrze powietrze 0,10 mm na sucho sprone 1 mm ostrze powietrze 0,16 mm zaley od ciecz chłodzco - ostrze narzdzia smarujca 0,17 ciecz chłodzco - - mm/obrót smarujca 0,12 ciecz chłodzco - - mm/obrót smarujca 0,10 ciecz chłodzco - - mm/obrót smarujca 1) Narzdzie z powłok wielowarstwow 11

12 BÖHLER Edelstahl GmbH & Co KG Mariazeller Straße 25 A-8605 Kapfenberg / Austria Telefon: ( ) Fax: ( ) Twój partner: INTER STAL CENTRUM Sp. z o.o. Dziekanów Polski k/warszawy Łomianki ul. Kolejowa 291 tel. (0 22) fax. (0 22) Katowice ul. Owsiana 60 A tel. (0 32) (0 32) fax.(0 32)