Hot work tool steel
Ogólne dane ORVAR 2 Microdized jest chromowomolibdenowowanadową stalą stopową cechującą się: Dobrą odpornością na ścieranie zarówno w niskich jak i wysokich temperaturach Doskonałą plastycznością i ciągliwością Wysokim poziomem obrabialności i polerowalności Dobrą wytrzymałością na wysokie temperatury oraz odpornością na zmęczenie cieplne Doskonałymi właściwościami hartowania skrośnego Małymi odkształceniami podczas hartowania Zastosowania Część NARZĘDZIA DO WYCISKANIA Stopy glinu, magnezu, HRC Stopy miedzi HRC Stal nierdzewna HRC Matryce 4450 4347 4550 Podpórki, obsady matryc, wkładki, ślepe bloki, rdzenie 4150 4048 4048 Temperatura austenityzacji (ok.) 1020 C (1870 F) 1030 C (1900 F) 1030 C (1900 F) Skład chemiczny % Standardowa specyfikacja Stan dostawy Kod kolorystyczny C 0,39 Si 1,0 Mn 0,4 AISI H13, W.Nr 1.2344 Cr 5,3 Zmiękczona do około 185 HB Pomarańczowy/fioletowy Mo 1,3 V 0,9 FORMY DO TWORZYW SZTUCZNYCH Zastosowanie Temp. austenityzacji (ok.) HRC Formy wtryskowe do tworzyw termoplastycznych: produkcja wielkoseryjna 10201030 C (18701900 F) Odpuszczanie 250 C (450 F) lub 560580 C (10401080 F) 4850 Formowanie części z tworzyw termoutwardzalnych z wymogami co do wykończenia 10201030 C (18701900 F) Odpuszczanie 250 C (480 F) 5052 INNE ZASTOSOWANIA Zastosowanie Temp. austenityzacji HRC Wykrawanie na 10001030 C (18301900 F) 5052 zimno w trudnych warunkach, nożyce złomowe Odpuszczanie 250 C (480 F) Cięcie na gorąco 10001030 C (18301900 F) Odpuszczanie 250 C (480 F) lub 560620 C (10401150 F) 5052 4650 Pierścienie skurczowe (np. do matryc z węglika spiekanego) Części odporne na zużycie 1020 C (1870 F) Odpuszczanie 560620 C (10401150 F) 1020 C (1870 F) Odpuszczanie 560 C (1040 F) Azotowanie 4550 Rdzeń 50, Powierzchnia ~1000HV1 W przypadku zastosowań wymagających bardzo wysokiej plastyczności i ciągliwości, na przykład na matryce do odlewania ciśnieniowego, matryce do kucia, zalecane jest zastosowanie stali wysokogatunkowej typu H13 o nazwie ORVAR SUPREME. 2
Właściwości WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE Hartowana i odpuszczana do 45 HRC. Dane w temperaturze pokojowej oraz podwyższonej. Temperatura 20 C (68 F) Gęstość kg/m 3 7800 lbs/in 3 0,281 Współczynnik sprężystości N/mm 2 psi Współczynnik rozszerzalności cieplnej C od 20 C F od 68 F Przewodność cieplna W/m C Btu in (ft 2 h F) 210 500 30,5x10 6 400 C (750 F) 7700 0,277 180 000 26,1x10 6 12,6x10 6 7,0x10 6 29 204 WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE 600 C (1110 F) 7600 0,274 140 000 20,3x10 6 13,2x10 6 7,3 x 10 6 Przybliżona wytrzymałość na rozciąganie w temperaturze pokojowej. 30 211 Twardość 52 HRC 45 HRC Wytrzymałość na rozciąganie, Rm N/mm 2 kp/mm 2 tsi psi 1820 185 117 263 000 1420 145 92 206 000 Granica plastyczności, Rp0,2 N/mm 2 kp/mm 2 tsi psi 1520 155 98 220 000 Wytrzymałość na wysokie temperatury w podwyższonej temperaturze 1280 130 83 185 000 Obróbka cieplna ogólne zalecenia MIĘKKIE WYŻARZANIE Zabezpieczyć stal i nagrzać skrośnie 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 skrośnie do 650 C (1200 F), przy czasie utrzymywania 2 godziny. Schładzać powoli do 500 C (930 F), a następnie na powietrzu. HARTOWANIE Temperatura podgrzewania: 600850 C (11101560 F). Temperatura austenityzacji: 9801030 C (18001900 F), zwykle 1020 C (1870 F). Temperatura Czas wygrzewania Twardość przed C F w minutach * odpuszczaniem 1000 1020 1800 1870 45 30 51±3 HRC 53±3 HRC * Czas wygrzewania = czas w temperaturze hartowania od momentu całkowitego nagrzania narzędzia. Chronić narzędzie przed odwęgleniem i utlenieniem podczas hartowania. ŚRODKI HARTOWNICZE Obieg powietrza / atmosfera Nadciśnienie gazu w piecu próżniowym Kąpiel hartowania stopniowego lub złoże fluidalne w temperaturze ~200 C (390 F) lub 450550 C (840 1020 F) przez 1100 minut, następnie chłodzenie powietrzem Ciepły olej. Uwaga 1: Należy odpuszczać narzędzie gdy tylko jego temperatura osiągnie 5070 C (120160 F). Matryca do wyciskania wykonana ze stali ORVAR 2 Microdized do wyciskania profili aluminiowych. 3
ODPUSZCZANIE Należy dobrać temperaturę odpuszczania w zależności od wymaganej twardości w oparciu o wykres odpuszczania. Odpuszczać dwa razy stosując chłodzenie do temperatury pokojowej pomiędzy odpuszczeniami. Najniższa temperatura odpuszczania to 180 (360 F). Czas utrzymywania w temperaturze to minimum 2 godziny. Nie odpuszczać w zakresie temperatur 425550 C (8001020 F). Wykres odpuszczania ZMIANY WYMIAROWE PODCZAS HARTOWANIA Płyta wybrana do prób, 100 x 100 x 25 mm Szerokość % Długość % Grubość % Hartowana w oleju od 1000 C (1830 F) Min Max 0,08 0,15 0,06 0,16 0,00 +0,30 Hartowana w powietrzu od 1020 C (1870 F) Min Max 0,02 +0,03 0,05 +0,02 +0,05 Hartowana w próżni od 1020 C (1870 F) Min Max +0,01 +0,02 0,02 0,04 +0,08 +0,12 ZMIANY WYMIAROWE PODCZAS ODPUSZCZANIA Uwaga: Zmiany wymiarowe podczas hartowania i odpuszczania powinny zostać dodane. AZOTOWANIE Nie zaleca się zwykle odpuszczania w zakresie temperatur 425 525 C (800900 F) w związku z pogorszeniem się parametrów ciągliwości. Czynnik czasu a temperatura odpuszczania W wyniku azotowania powstaje twarda warstwa powierzchniowa, która jest bardzo odporna na zużycie i erozję. Warstwa naazotowana jest jednakże krucha i może pęknąć bądź wykruszyć się pod wpływem wstrząsu mechanicznego lub cieplnego; ryzyko to wzrasta wraz z grubością warstwy. Przed azotowaniem, narzędzie powinno zostać zahartowane i odpuszczone w temperaturze przynajmniej o 50 C (90 F) wyższej niż temperatura azotowania. W wyniku azotowania w amoniaku w temperaturze 510 C (950 F) czy azotowania plazmowego w mieszance 75% wodoru / 25% azotu w temperaturze 480 C (895 F) uzyskana twardość powierzchniowa wynosi 1100 HV1. W zasadzie, azotowanie jonowe jest metodą preferowaną ponieważ pozwala na lepszą kontrolę azotu, a szczególnie procesu tworzenia się tak zwanej białej warstwy, która nie jest zalecana do pracy na gorąco i dzięki temu można jej uniknąć. Jednakże, dobrze wykonane azotowanie gazowe może dać bardzo dobre wyniki. Stal ORVAR 2 Microdized może być również węgloazotowana w kąpieli solnej lub gazie. Twardość powierzchniowa po węgloazotowaniu wynosi 9001000 HV0,2. 4
GŁĘBOKOŚĆ AZOTOWANIA Proces Czas Głębokość mm cale Azotowanie gazowe w temp. 510 C (950 F) 10 h 30 h 0,12 0,20 0,0047 0,0079 Azotowanie plazmowe w temp. 480 C (895 F) 10 h 30 h 0,12 0,18 0,0047 0,0071 Węgloazotowanie 2,5 h 0,11 0,0043 w gazie w temp. 580 C (1075 F) w kąpieli solnej w temp. 580 C (1075 F) 1 h 0,06 0,0024 Azotowanie do głębokości powierzchniowej warstwy utwardzonej > 0,3 mm (> 0,012 cala) nie jest zalecane dla zastosowań do pracy na gorąco. ORVAR 2 Microdized może być azotowana w stanie po wyżarzaniu zmiękczającym. Twardość i głębokość powierzchniowej warstwy utwardzonej będą jednakże nieco zredukowane w takim przypadku. Obróbka Poniższe dane dotyczące skrawania to wartości przybliżone, które powinny zostać dopasowane do lokalnych warunków. Stan: Zmiękczony do około 185 HB Szybkość f.p.m. Posuw (f) mm/r i.p.r. Głębokość cięcia (ap) mm cal Kategoria ISO US TOCZENIE Obróbka narzędziami z węglikiem spiekanym Toczenie za pomocą narzędzi ze stali szybkotnącej Zgrubna Precyzyjna Toczenie precyzyjne 200250 656820 0,20,4 0,0080,016 24 0,080,16 P20P30 C6C5 węglikiem 250300 820984 0,050,2 0,0020,008 0,52 0,020,08 P10 C7 węglikiem bądź cermetem 2530 8298 0,050,3 0,0020,01 0,53 0,020,12 WIERCENIE Wiertła kręte ze stali szybkotnącej Średnica wiertła Szybkość Posuw (f) mm cale f.p.m. mm/obr. i.p.r. 5 3/16 17* 56* 0,050,10 0,0020,004 510 3/163/8 17* 56* 0,100,20 0,0040,008 1015 3/85/8 17* 56* 0,200,25 0,0080,010 1520 5/83/4 17* 56* 0,250,40 0,0100,012 *) Dla pokrytych wierteł ze stali szybkotnącej vc ~30 (98 f.p.m.). Parametry Szybkość f.p.m. Posuw (fz) mm/obr. i.p.r. Wiertła z węglika Rodzaj wiertła Wymienne Stały węglik Nakładka z węglików spiekanych 1) 22020 722787 130160 426525 80110 262361 0,030,12 2) 0,0010,005 2) 0,120,35 2) 0,0040,014 2) 0,150,40 2) 0,0060,016 2) 1) Wiertło z wewnętrznymi kanalikami chłodzącymi i nakładką z węglików spiekanych. 2) Zależy od średnicy wiertła. FREZOWANIE Frezowanie czołowe oraz frezowanie czołowe nożem kwadratowym Parametry Szybkość f.p.m 200260 360525 Posuw (fz) mm/ząb cal/ząb Głębokość cięcia (ap) mm cale Kategoria ISO US Obróbka narzędziami z węglika Zgrubna Precyzyjna 0,20,4 0,0080,016 25 0,080,20 P20P40 C5C6 węglikiem Frezowanie walcowoczołowe 260300 525656 0,10,2 0,0040,008 2 0,08 P10P20 C7C6 węglikiem bądź cermetem Rodzaj frezu walcowoczołowego Parametry Stały węglik Wkładka z węglików Narzędzia ze stali szybkotnącej Szybkość f.p.m. 160200 210 170230 328460 40 1) 115130 1) Posuw (fz) mm/ząb cal/ząb 0,0060,20 2) 0,00020,008 2) 0,060,20 2) 0,0030,008 2) 0,010,35 2) 0,00040,014 2) Kategoria ISO US K10, P40 C3, C5 P20, P30 C6C5 1) Dla frezów walcowo czołowych pokrytych ze stali szybkotnącej vc ~55 (164 f.p.m.). 2) W zależności od głębokości promieniowej otworu oraz średnicy. 5
Szlifowanie Ogólne zalecenia dotyczące tarcz szlifierskich podano poniżej. Dodatkowe informacje można znaleźć w publikacji Uddeholm Szlifowanie stali narzędziowej, a bardziej szczegółowe informacje można uzyskać od producenta ściernic. Rodzaj szlifowania W stanie po miękkim wyżarzaniu A 46 HV W stanie po hartowaniu A 46 HV Szlifowanie czołem ściernicy ściernica prosta Szlifowanie czołem A 24 GV A 36 GV ściernicy segmenty Szlifowanie wałków A 46 LV A 60 KV Szlifowanie otworów A 46 JV A 60 JV Szlifowanie profilowe A 100 KV A 120 JV Obróbka elektroiskrowa Jeżeli proces elektroiskrowej odbywa się na materiale zahartowanym i odpuszczonym, biała warstwa powinna zostać usunięta mechanicznie np. poprzez szlifowanie lub zdarcie. Narzędzie powinno zostać dodatkowo odpuszczone w temperaturze około 25 C (50 F) poniżej temperatury odpuszczania zastosowanej wcześniej. 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. Sposób spawania TIG MMA Temperatura robocza 325375 C 620710 F 325375 C 620710 F Spoiwo QRO 90 TIGWELD QRO 90 WELD Twardość po spawaniu 5055 HRC 5055 HRC Obróbka cieplna po spawaniu Stal po hartowaniu Odpuszczać w temperaturze o 25 C (50 F) niższej od pierwotnej temperatury odpuszczania Stal po wyżarzaniu zmiękczającym Zmiękczyć materiał w temperaturze 850 C (1560 F) w atmosferze ochronnej. Następnie chłodzić w piecu 10 C (20 F) na godzinę do 650 C (1200 F), a następnie na powietrzu. Trawienie Stal ORVAR 2 Microdized wyjątkowo dobrze nadaje się do teksturowania za pomocą trawienia. Duża jednorodność tej stali oraz niska zawartość siarki zapewniają dokładne i stabilne odtwarzanie wzorów. Polerowanie Stal ORVAR 2 Microdized wykazuje dobrą polerowalność w przypadku materiału hartowanego i odpuszczonego. Polerowanie po szlifowaniu może być prowadzone za pomocą tlenku glinu lub pasty diamentowej. Typowa procedura: 1. Szlifowanie zgrubne do wielkości ziarna 180320 przy użyciu ściernicy bądź kamienia. 2. Szlifowanie drobnoziarniste papierem ściernym lub proszkiem do wielkości ziarna 400800. 3. Polerowanie pastą diamentową klasy 15 (wielkość ziarna 15 µm) przy użyciu narzędzia do polerowania z miękkiego drewna lub włókna. 4. Polerowanie pastą diamentową klasy 3 (wielkość ziarna 3 µm) przy użyciu narzędzia do polerowania z miękkiego drewna lub włókna. 5. Kiedy stawiane są wysokie wymagania odnośnie wykończenia powierzchni, można użyć pasty diamentowej klasy 1 (wielkość ziarna 1 µm) do końcowego polerowania stosując wkładkę do polerowania z włókna. Szczegółowe informacje Prosimy o kontakt z lokalnym biurem Uddeholm w celu uzyskania dodatkowych informacji dotyczących wyboru, cieplnej, zastosowań i dostępności stali narzędziowych Uddeholm. Bardziej szczegółowe informacje znaleźć można w broszurze Uddeholm p.t. Spawanie stali narzędziowych. Chromowanie twarde Po chromowaniu, elementy powinny być odpuszczane w temperaturze 180 C (360 F) przez 4 godziny, aby uniknąć ryzyka wystąpienia kruchości wodorowej. 6