VANADIS 30 SuperClean Co-ötvözésû nagyteljesítményû PM gyorsacél hidegalakító szerszámokhoz

Átírás

1 SZERSZÁMACÉL ISMERTETÕ VANADIS 3 SuperClean Co-ötvözésû nagyteljesítményû PM gyorsacél hidegalakító szerszámokhoz Überall, wo Werkzeuge hergestellt und verwendet werden

2 Alkalmazási területek A VANADIS 3 egy nagyteljesítményû PM gyorsacél, amely kobalt ötvözõt is tartalmaz. A kb. 8,5% kobalt tartalom hatással van a melegszilárdságra ill. a melegkeménységre, megeresztésállóságra és a rugalmassági modulusra. Mivel a kobalt nem karbidképzõ, a kopásállóság azonos a kobalt nélküli acéléval, pl. VANADIS 23. Másrészt a szívósság és átedzhetõség a kobalt jelenléte miatt csekély mértékben csökken. Az eredmény egy nagyobb nyomószilárdság és termikus terhelhetõség. HIDEGALAKÍTÁSHOZ A nagy kopásállóság és a rendkívüli nyomószilárdság kedvezõ kombinációja miatt a VANADIS 3 különösen jól alkalmazható hideg térfogati-alakító szerszámokhoz. Az ún. hidegalakítás során a szerszám élein ill. egyéb mûködõ felületeken (> 2 C) felmelegedés is várható. Ez az eset áll elõ mindenkor, gyorsjáratú sajtókon végzett munka esetén. Akkor is, ha rendkívül nagy alakítási nyomások szükségesek, a következmény a helyi felmelegedések létrejötte. Általános információk A VANADIS 3 egy W-Mo-V-Co-ötvözésû, porkohászati technológiával elõállított gyorsacél, melynek jellemzõi: nagy kopásállóság igen nagy nyomószilárdság nagy munkakeménység mellett nagy keménységnövekedés és jó átedzhetõség jó szívósság mérettartósság edzéskor igen magas megeresztésállóság Tulajdonságok Hõmérséklet 2 C 4 C C Sûrûség, kg/m 3 (1) Rugalmasságimodulus MPa (2) Hõtágulásiegyüttható / C,2 C-ra (2) 11,8 x ,3 x 1-6 Hõvezetésitényezõ W/m C (2) Fajhõ Hajlítóvizsgálat, négypontos nyomaték átvitel. Próbatest mérete: 5 mm Ø. Hajlítási sebesség: 5 mm/perc. Ausztenitesítési hõmérséklet: C. A próbatestek 3x 1 órára lettek 5 C-on megeresztve, közben levegõn szobahõmérsékletre lehûtve. Feszültség kn/mm 2 6, 5, 4, FIZIKAI TULAJDONSÁGOK J/kg C (2) (1) = Lágyított állapotra. (2) = Edzett és megeresztett állapotra. HAJLÍTÓ SZILÁRDSÁG Rmb HRC HRC 7 65 Össze- C Cr Mo W V Co tétel % 1,28 4,2 5, 6,4 3,1 8,5 3, Reb 55 Szabvány kb. W.-Nr Szállítási állapot Színjelölés Lágyítva max. 3 HB-re Hidegen húzva max. 32 HB-re Sötétzöld Ausztenitesítési hõmérséklet, C Címlapon: Nagy teljesítményû bélyegek. Ilyen típusú alkalmazásokhoz a VANADIS 3 a megfelelõ acél. 2

3 TULAJDONSÁGOK MAGAS HÕMÉRSÉKLETEN VANADIS 3 melegkeménység HRC 66 Ausztenitesítési hõm C C Vizsgálati hõmérséklet C HV Hõkezelés LÁGYÍTÁS Az acélt oxidációtól védve felhevítjük, majd 85 9 C-on hõntartjuk. Ezután kemencében 1 C/óra sebességgel 7 C-ig, végül pedig levegõn lehûteni. FESZÜLTSÉGMENTESÍTÉS Nagyoló megmunkálás után a szerszámot célszerû 7 C-on 2 órát hõntartani. Ezután lassan, kemencével együtt kb. 5 C-ig hûtjük, majd végezetül szabad levegõn. A keménység változása a különbözõ munkahõmérsékleten töltött idõ függvényében. Ausztenitesítési hõmérséklet: C Megeresztés: 3 x 1 óra, 5 C-on. Keménység Ausztenitesítési hõmérs.: 113 C 18 C 15 C 65 C, Idõ órában C EDZÉS Elõmelegítési hõmérséklet: 45 5 C és 85 9 C. Ausztenitesítési hõmérséklet: C, a kívánt munkakeménységnek megfelelõen az alábbi diagramból határozható meg. Az ausztenitesítés során a szerszámot a dekarbonizációtól és az oxidációtól védeni kell. Keménység értékek, 5 C-on háromszor egy óra megeresztés után. Végkeménység HRC Ausztenitesítési hõmérséklet C Keménység értékek különbözõ ausztenitesítési hõmérsékleteken, ha 3x 1 órás, 5 C-os megeresztést alkalmazunk (±1 HRC). HRC C

4 Javasolt hõntartás Hõntartás* perc. 15 A teljes bemerítési idõtartam sófürdõben, kétszeri elõmelegítés, 45 C és 85 C után. Idõtartam, perc. 4 1 C C 11 C 118 C C Ausztenitesítési hõmérséklet * ) Hõntartás = az az idõtartam az ausztenitesítési hõmérsékleten, mely a mag edzési hõmérsékletre történõ melegedésétõl a hûtési folyamat megkezdéséig tart Falvastagság mm Folyamatos lehûlési diagram (CCT). Ausztenitesítési hõmérséklet 118 C. C Perlit Bainit M s HV * , mp perc óra nap 4

5 HÛTÉS Melegfürdõ, hõmérséklete 54 C Vákumkemence elegendõ gáztúlnyomással. Megj. 1: A hûtést 5 C-os szerszámhõmérsékletig kell folytatni. Megj. 2: A megfelelõen nagy szívósság elérése érdekében legalább 1 C/mp hûtési sebességet kell a magban elérni. Ez érvényes az ausztenitesítési hõmérsékletrõl kb. 54 C-ig történõ hûtésre. A felület és a mag közötti hõmérséklet kiegyenlítõdés után a hûtési sebesség kisebb lehet, kb. 5 C/mp. Ezzel elérhetõ a legkedvezõbb deformáció és a legalacsonyabb sajátfeszültségi szint. szilárdsággal és szívóssággal, azt jelentik, hogy a VANADIS 3 ideális bázis nagy keménységû felületi rétegek készítéséhez. Nitridálási mélység µm NITRIDÁLÁS Egy speciális, nitrokarburáló, fürdõbe történõ, rövid idejû bemerítés javasolható, hogy egy vékony, kemény 2 2 µm vastag felületi réteget érjünk el. Ez a réteg csökkenti a súrlódást a bélyegek palástfelületén és ezenkívül további elõnyöket is biztosít. MEGERESZTÉS Hidegalakító alkalmazásoknál mindig 5 C-on kell megereszteni, függetlenül attól, hogy milyen ausztenitesítési hõmérsékletet alkalmaztunk. Háromszori megeresztés szükséges, 1 óra hõntartás. A szerszámot a megeresztések között szobahõmérsékletre kell lehûteni. Ezután a megeresztési ciklus után a maradékausztenit mennyisége kevesebb, mint 1%. 4 3 VANADIS Perc Nitridálási mélység nitrokarburálás után 57 C-on MÉRETVÁLTOZÁSOK Méretváltozások edzés és megeresztés után. Hõkezelés: Ausztenitesítés C között és 3 x 1 óra megeresztés 5 C-on. Próbatest: 8 x 8 x 8 mm és 1 x 1 x 25 mm. Méretváltozások: Növekedés hossz-, szélesség- és vastagság irányban: +,3% -tól +,13%-ig. PVD PVD (Fizikai elgõzölögtetõ eljárás/ Physical vapour deposition) kopásálló felületi réteg kialakítását teszi lehetõvé viszonylag alacsony hõmérsékleten (2 5 C). Mivel avanadis 3 mindig magas hõmérsékleten (5 C-on) lesz megeresztve, egy PVD bevonatolás során nem áll fenn az elhúzódás veszélye. CVD Felületkezelési eljárások A hidegalakító szerszámokat esetenként felületkezelésnek kell alávetni, hogy a súrlódás csökkenjen és a kopásállóság növekedjen. A leggyakrabban alkalmazott felületkezelési eljárások a nitridálás és a kopásálló titánkarbid és titánnitrid (CVD, PVD) bevonatolás. CVD (Kémiai kiválásos eljárás/ Chemical vapour deposition) kopásálló felületi réteg kialakítását teszi lehetõvé magas, kb. 1 C hõmérsékleten. Ajánlatos a szerszámot a bevonatolás után vákumkemencében edzeni és megereszteni. A VANADIS 3 különösen alkalmas titánkarbid és titánnitrid bevonatok készítésére. Az egyenletes karbideloszlás a VANADIS 3-ban különösen jó tapadást biztosít ezeknek a rétegeknek, ezenkívül az edzés és megeresztés utáni méretváltozás lényegesen kisebb. Ezek az elõnyök, összekapcsolva a magas 5

6 Javasolt forgácsolási paraméterek Az alábbi forgácsolási adatok irányértékekenek tekintendõk és a mindenkori helyi sajátosságokhoz, lehetõségekhez kell igazítani azokat. ESZTERGÁLÁS Esztergálás Esztergálás keményfémmel gyorsacéllal Forgácsolási paraméterek Nagyolás Simítás Simítás Forgácsolásisebesség m/min Elõtolás (f) mm/f,2,4,5,2,5,3 Fogás (a p ) mm 2 4,5 2,5 2 Megmunkálásicsoport ISO P1 P2* P1* * Bevonatos keményfém ajánlott, pl. Sandvik Coromant 415 vagy SECO TP1. MARÁS Sík- és sarokmarás Marás Marás Keményfémmel Gyorsacél- Forgácsolási- maróval paraméterek Nagyolás Simítás Simítás Forgácsolásisebesség m/min Elõtolás (f z ) mm/ fog,2 3,1,2,1 Fogás (a p ) mm Megmunkálásicsoport ISO K15* K15* * Bevonatos keményfém javasolt, pl. Sandvik Coromant GC 315 vagy SECO T15M. Szármarás Maró típusa Maró Váltó- Forgácsolási- Tömör- lapkával Gyorsparaméter keményfém acél Forgácsolási sebess. m/min ) Elõtolás (f z ) mm/fog,1,2 2),6,2 2),1,3 2) ISO-Megmunkálási csoport K2 P25 Bevonatos keményfém 1) TiCN-bevonatos szármarókhoz gyorsacélból v c =2 25 m/min. 2) Függ a radiális fogásmélységtõl és a maró átmérõjétõl. FÚRÁS Spirálfúró gyorsacélból Fúró átmérõ Forgácsolási sebesség Elõtolás (f) Ø mm, m/perc mm/f *,5, *,15, *,25, *,35,4 * TiCN-bevonatos gyorsacél fúrók esetén v c =2 25 m/min. Keményfém fúró Fúró típusa Hûtõcsatornás fúró Forgácsolási- Váltó- Tömör- Keményfém paraméterek lapkás fúró keményfém éllel 1) Forgácsolásisebesség m/min Elõtolás (f) mm/f,8,14 2),1,15 2),1,2 2) 1) Hûtõcsatornás fúró, beforrasztott keményfém lapkával. 2) Függ a fúró átmérõtõl. KÖSZÖRÜLÉS Általános köszörûkorong ajánlások találhatók az alábbi táblázatban. További információk az Uddeholm,,Szerszámacélok köszörülése" címû kiadványában találhatók. Köszörûkorong megválasztása Technológia Lágyított Edzett Síkköszörülés A 46 HV B151 R75 B3 1) 3SG 46 HVS 2) A 46 GV Homlokkösz. A 24 GV 3SG 36 HVS 2) (Szegmens) A 36 GV Palástköszörülés A JV B126 R75 B3 1) 5SG KVS 2) A IV Furatköszörülés A 46 JV B126 R75 B3 1) 3SG JVS 2) A HV Profilköszörülés A 1 LV B126 R1 B6 1) 5SG 8 KVS 2) A 12 JV 1) Lehetõség szerint CBN- korongokat alkalmazzunk. 2) A Norton Co. terméke. 6

7 Szikraforgácsoló megmunkálás Ha az acélt edzett és megeresztett állapotban szikraforgácsolni kell, a megmunkálást egy "simító" fogással kell befejezni (azaz alacsony áramerõsség, magas frekvencia). Az optimális szerszámteljesítmény biztosítása érdekében a szikraforgácsolt felületet csiszolni/ polírozni kell. Végezetül a szerszámot ismételten, 535 C-on meg kell ereszteni. Relatív összehasonlítás Uddeholm hidegmunkaacélok ANYAGTULAJDONSÁGOK ÉS TÖNKREMENETELI MECHANIMUSOKKAL SZEMBENI ELLENÁLLÁS Uddeholm W.-Nr. Méretstabilitás Abrazív kopás Adhezív kopás Forgácsolhatóság Köszörülhetõség Keménys. Kipattogzás/ törés Alakváltozás ARNE CALMAX Spec. RIGOR SVERKER SVERKER 3 (1.2436) VANADIS 4 Spec. PM VANADIS 1 Spec. PM VANADIS PM VANADIS 3 ³1.327 PM VANADIS ³ PM 7