Cold work tool steel
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 1.2510 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 0,1 6062 5660 5456 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 3 7800 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 190 000 19 500 12 500 28x10 6 32 222 460 0,110 200 C (390 F) 7750 0,280 185 000 19 000 12 200 27x10 6 11,7x10 6 6,5x10 6 33 229 WYTRZYMAŁOŚĆ NA ŚCISKANIE 400 C (750 F) 7700 0,278 170 000 17 500 11 200 25x10 6 11,4x10 6 6,3x10 6 34 236 Poniższe wartości powinny być traktowane jako przybliżone. Rc0,2 Twardość N/mm 2 ksi 62 HRC 2200 319 60 HRC 2150 312 55 HRC 1800 261 50 HRC 1350 196 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
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: 600700 C (11101290 F). Temperatura austenityzacji: 790850 C (14501560 F). Temperatura Czas wygrzewania Twardość przed C F w minutach * odpuszczaniem 800 1470 30 około 65 HRC 825 1520 20 około 65 HRC 850 1560 15 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 180225 C (360435 F), następnie chłodzenie na powietrzu. Uwaga: Należy odpuszczać narzędzie natychmiast, gdy tylko jego temperatura osiągnie 5070 C (120160 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) 825 1520 225 435 max 5 64±2 HRC 825 1520 200 390 max 10 63±2 HRC 825 1520 180 355 max 20 62±2 HRC 850 1560 225 435 max 10 62±2 HRC 3
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 110140 C (230 285 F). Czas utrzymywania 25100 godzin. Uwaga: Zmiany wymiarowe podczas hartowania i odpuszczania powinny być sumowane. Zalecany naddatek 0,25%. Narzędzie do wykrawania wykonane ze stali narzędziowej ARNE. 4
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 140170 170220 20 460560 560730 65 0,30,6 0,3 0,3 0,0120,023 0,01 0,01 26 2 2 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 160200 200240 25 530660 660790 80 0,20,4 0,100,20 0,1 0,0080,016 0,0040,008 0,004 25 2 2 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 50 165 0,030,2 2) 0,0010,008 2) 120170 400560 0,080,2 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 0,0030,008 510 3/163/8 16* 50* 0,200,30 0,0080,012 1015 3/85/8 16* 50* 0,300,35 0,0120,014 1520 5/83/4 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) 120160 400530 60 200 55 180 0,050,25 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
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 200250 C AWS E312 300 HB (SMAW) ESAB OK 5354 HRC 84.52 UTP 67S 5558 HRC Castolin 2 5460 HRC Castolin N 102 5460 HRC TIG 200250 C AWS ER312 300 HB UTPA 67S 5558 HRC UTPA 73G2 5356 HRC Castotig 5 6064 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