SZERSZÁMACÉL ISMERTETÕ VANADIS 6 SuperClean Nagyteljesítményû porkohászati hidegmunkaacél Wherever tools are made Wherever tools are used
Címlap foto: Poorsajtoló bélyeg VANADIS 6-ból. Kiváló eredményt lehetett elérni vaspor sajtolásakor, mikor abrayív kopás lépett fel. (Courtesy GKN Sinter Metals AB, Kolsva.) This information is based on our present state of knowledge and is intended to provide general notes on our products and their uses. It should not therefore be construed as a warranty of specific properties of the products described or a warranty for fitness for a particular purpose. 2
Kritikus szerszámacél tulajdonságok A JÓ SZERSZÁM BIZTOSÍTÁSÁHOZ Az alkalmazásnak megfelelõ, korrekt keménység Igen magas kopásállóság Nagy szívósság a kipattogzás és a szerszámtörés megelõzésére A nagy kopásállóságot gyakran az alacsony szívóssággal párosítják és fordítva. Pedig sok esetben mindkettõ együtt, a szívósság és kopásállóság biztosítja az optimális szerszámteljesítményt. VANADIS 6 egy porkohászati hidegmunkaacél, mely biztosítja a nagy kopásállóság és a jó szívósság kombinációját. SZERSZÁMGYÁRTÁSHOZ Megmunkálhatóság Hõkezelés Méretstabilitás hõkezelés során Felületkezelés A szerszámgyártás erõsen ötvözött szerszámacélok esetében a forgácsolás és a hõkezelés lényegesen bonyolultabb, mint alacsony ötvözésû acéloknál. Ez természetesen növeli a szerszámgyártás költségeit. Az ötvözõk egyensúlyának és a porkohászati gyártástechnológiának köszönhetõen a VANADIS 6 hõkezelése teljesen hasonló a hagyományos hidegmunkaacélok hõkezeléséhez. A maradék ausztenit csökkentése és az abrazív kopásállóság optimalizálása érdekében magas hõmérsékletû megeresztés szükséges. Rendkívül nagy elõnye a VANADIS 6 acélnak, hogy a méretstabilitása edzés és megeresztés után lényegesen jobb, mint a hagyományos módon gyártott acéloké, vagy a hidegalakításnál alkalmazott gyorsacéloké. Ez egyben azt is jelenti, hogy a VANADIS 6 olyan szerszámacél, amely kiválóan alkalmas CVD és PVD bevonatok készítésére. Alkalmazási terület A VANADIS 6 alkalmas nagysorozatú szerszámokhoz, ahol a vegyes (abrazív adhezív) vagy abrazív kopás és/vagy kipattogzás/repedés és/vagy képlékeny deformáció a jellemzõ tönkremeneteli mód. Példák: Kemény anyagok kivágása, finomkivágása Hidegalakító mûveletek, ahol a nagy nyomószilárdság fontos paraméter Porsajtolás Felületi bevonetolás alapanyaga Mûanyag szerszámok alapanyaga abrazív kopási feltételek mellett Kések, daraboló szerszámok Általános információk A VANADIS 6 egy króm-molibdén-vanádium ötvözésû porkohászati (PM) acél, melynek jellemzõi: Igen magas abrayív-adheyív kopásállóság Nagy nyomószilárdság Jó szívósság Nagyon jó méretstabilitás hõkezelés és mûködés során. Nagyon jó átedzhetõség Jó megeresztésállóság Nagy tisztaság Tipikus C Si Mn Cr Mo V összetét. % 2,1 1,,4 6,8 1,,4 Szállítási állapot Színjelzés Lágyítva kb. 2 HB Zöld/Sötét zöld Raufoss Teknologi AS, Verktygsfabriken, Norway. 3
Tulajdonságok Edzve és megeresztve 6 HRC. Hõmérséklet 2 C 2 C 4 C (68 F) (39 F) (7 F) Sûrûség kg/m 3 7 61 lbs/in 3,27 Rugalmassági modulus MPa 22 21 19 psi 32,6 x 1 6 3,4x 1 6 27, x 1 6 Hõtágulási együttható per C from 2 C 11,2 x 1-6 12, x 1-6 F from 68 F 6,2 x 1-6 6,7 x 1-6 Hõvezetési tényezõ W/m C 22 2 Btu in/(ft 2 h F) 14 17 Fajhõ FIZIKAI JELLEMZÕK Btu/lb F,11 J/kg C ÜTÕMUNKA Átlagos ütõmunka értékek szobahõmérsékleten, eltérõ megeresztési hõmérsékleteken. Próbatest: 7 x 1 x mm (,27 x,4 x 2,2") bemetszés nélkül. Edzés 1 C (192 F). Hûtés levegõn. Megeresztve 2 x 2h. Ütõmunka (J) 6 4 Keménység HRC 6 6 Átlagos ütõmunka értékek szobahõmérsékleten a a VANADIS 4, VANADIS 6 és VANADIS 1 -re 62 HRC. Merõleges irány. Magas hõmérsékleten megeresztett állapot. Ütõmunka (J) 3 2 2 1 1 KOPÁSÁLLÓSÁG Tû/tárcsa teszt. Tárcsa anyaga : SiO 2. Keménység 62 HRC minden acélra. Magas hõmérsékletû megeresztés. Alacsonyabb értékek jobb kopásállóságot jelentenek. Kopás (mg/min) 7 6 VANADIS 4 VANADIS 6 VANADIS 1 Keménység NYOMÓSZILÁRDSÁG Nyomószilárdság Rc,2, MPa 6 HRC 2 29 62 HRC 2 3 64 HRC 2 76 Magas hõmérsékleten megeresztve, 2 C (977 F) 2 + 2h. 2 4 2 3 4 6 C 39 7 7 93 111 F Megeresztési hõmérséklet (2h + 2h) 3 2 1 VANADIS 4 VANADIS 6 VANADIS 1 4
Hõkezelés LÁGYÍTÁS Az acélt védve oxidációtól és dekarbonizációtól 9 C (16 F)-ra hevítjük, majd kemencével 1 C (2 F) per órával 7 C (138 F)-ig, majd levegõn hûteni. FESZÜLTSÉGMENTESÍTÉS Nagyoló megmunkálás után a szerszámot felhevítjük 6 C (12 F)-ig, hõntartási idõ 2 óra. Lassan C (93 F)-ig, majd levegõn hûteni. EDZÉS lõmelegítési hõmérséklet: általában két lépcsõben 6 6 C (111 12 F) és 9 9 C. Ausztenitesítési hõmérséklet: 1 11 C Általában 1 C (192 F). Hõntartás: 3 perc 11 C (21 F), 1 perc > 11 C (21 F). A szerszámot dekarbonizációtól és oxidációtól az edzés alatt védeni kell. HÛTÕKÖZEG Nagy sebességû gáz/áramló atmoszféra Vákum (nagysebességû gáz elegendõ pozitív nyomással), javasolt legalább 4 bar Martemperáló fürdõ vagy fluid ágy C (93 12 F) Martemperáló fürdõ vagy fluidágy kb. 2 3 C (39 66 F). Megj1: A szerszámot azonnal meg kell ereszteni, a- mint az 7 C (12 16 F)-ot elérte. Megj2: Az optimális tulajdonságok elérése érdekében a hûtési sebesség a lehetõ leggyorsabb legyen, ami még elfogadható deformációt okoz. Megj3: A > mm (2") vastagságú szerszámokat e- legendõ gáznyomással és sebességgel kell hûteni. Hûtés nyugodt levegõn keménységcsökkenést okoz. Keménység és maradék ausztenit mennyisége az ausztenitesítési hõmérséklet függvényében. Keménység HRC 68 67 66 6 Hûtés utáni keménység Maradék ausztenit % 64 1 Maradék ausztenit 63 1 62 61 98 1 12 14 16 18 11 112 114 C 178 183 187 19 194 198 21 2 28 F Ausztenitesítési hõmérséklet MEGERESZTÉS A megeresztési hõmérsékletet a kívánt keménységnek megfelelõen a megeresztési diagramból lehet meghatározni. Minimum kétszeri megeresztés szükséges közbensõ szobahõmérsékletre történõ lehûtéssel. A legalacsonyabb megeresztési hõmérséklet nem lehet kevesebb, mint 18 C (36 F). Ez a hõmérséklet csak kisméretû, egyszerû alakú szerszámok esetében alkalmazható. Közepes és nagy méretû, bonyolult alakú szerszámok esetén 2 C (48 F) vagy magasabb hõmérsékletet kell alkalmazni. Ha magas hõmérsékletû megeresztés szükséges, a másodlagos keményedési csúcstól jobbra válasszuk meg a hõmérsékletet. 11 C (21 F) vagy magasabb edzési hõmérséklet esetén a VANADIS 6 -ot háromszor kell megereszteni (hõntartás 1 óra) minimum 2 C (98 F)-on, hogy a maradék ausztenit mennyisége csökkenjen. Egyébként a minimális hõntartási idõ 2 óra. 3 3 2 2 Electromos alkatrész kivágása VANADIS 6 bélyeggel.
Megeresztési diagram Keménység HRC 66 64 62 Maradék ausztenit % 1 C (192 F) 3 3 2 Keménység HRC 66 64 62 Maradék ausztenit % 3 11 C (21 F) 3 18 C (197 F) 2 6 8 1C (183 F) 12 C (187 F) 2 1 6 8 11 C (21 F) 2 1 6 4 2 Maradék ausztenit 1 C (192 F) 2 3 4 6 C 39 7 7 93 111 F Megeresztési hõmérséklet (2h + 2h) 1 6 4 2 Maradék ausztenit 11 C (21 F) 2 3 4 6 C 39 7 7 93 111 F Megeresztési hõmérséklet (2h + 2h) 1 Megeresztés magas hõmérsékleten mélyhûtés után A megeresztési hõmérséklet alacsonyabb legyen kb. 2 C ( F) a kívánt keménységhez tartozónál, ha magas hõmérsékletû megeresztés van elõírva. MÉRETVÁLTOZÁS A méretváltozás meghatározása az alábbi ausztenitesítés után: 1 C/3 min. (192 F/3 perc) után történt, amelyet gázhûtés követett egy hidegkamrás vákum kemencében. Próbatest: 6 x 6 x 6 mm (2," x 2," x 2," ) Austenitesítési hõmérséklet 1 C (192 F) MÉLYHÛTÉSES EDZÉS Azokat a darabokat, ahol a maximális méretstabilitás biztosítandó, az alábbiak szerint kell kezelni: Közvetlenül a hûtés után a darabokat mélyhûteni kell 7 és 8 C között, a merítési idõ 1-3 óra, majd ezt követi a megeresztés. A megeresztési hõmérsékletet csökkenteni kell mintegy 2 C ( F) -al, hogy a megfelelõ keménységet érhessük el magas hõmérsékletû megeresztéssel. A mélyhûtéses edzés hatására a keménység növekszik ~1 HRC-vel. Bonyolult alakú alkatrészek esetén a repedésveszély mélyhûtés esetén megnõ! A legnagyobb méretstabilitáshoz mélyhûtéses edzéskor folyékony nitrogén alkalmazása szükséges lehûtés és minden megeresztés után. Méretváltozás % +,1 +,8 2 C (98 F) +,6 +,4 +,2,2,4 Megeresztési hõmérséklet 2 C (39 F) L T S L T S,6,8 L =Hossz, T =Kereszt, S =Rövid keresztirány Alkatrészek VANADIS 6 szerszámban kivágva: Allenvale Tools & Production Ltd., Great Britain. 6
TTT-diagram Ausztenitesítési hõmérséklet 1 C (192 F). Hõntartás 3 perc. Hõmérséklet F C 2 11 18 1 9 16 8 14 7 12 6 1 8 4 6 3 4 2 2 1 M s Carbides Martensite Ausztenitesítési hõmérséklet 1 C Hõntartási idõ 3 perc. Pearlite Bainite 1 1 1 1 1 1 1 Seconds Másodperc 1 1 1 1 Minutes Perc 1 1 1 Hours Óra A C1f 92 C (169 F) A C1s 83 C (13 F) Hõm. Idõ Keménység C. óra HV1 8 2,2 824 7 4,8 36 7,48 394 6 2,17 464 6 16,6 882 4 6,41 882 4 16,3 92 3 16,3 87 3 2,1 87 2,42 642 2 2,13 87 CCT-diagram Ausztenitesítési hõmérséklet 1 C (192 F). Hõntartási idõ 3 perc. Hõmérséklet F C 2 11 18 1 9 16 8 14 7 12 6 1 8 4 6 3 4 2 2 1 M s Martensite Carbides Pearlite Bainite 1 Martensite 2 3 4 6 7 8 Ausztenitesítési hõmérséklet 1 C Hõntartási idõ 3 perc 1 1 1 1 1 1 Másodperc 1 1 1 1 Perc 1 1 1 Óra Levegõ hûtés,2 1, 1 9 6 rúd, Ø mm,79,9,394 3,4 23,6 inch A C1f 92 C (169 F) A C1s 83 C (13 F) Hûlési görbe Keménys. *T 8 No. HV 1 (sec) 1 87 2 2 87 31 3 87 14 4 87 28 87 4 6 762 13 7 498 32 8 31 21 *T 8 = hûtési idõ 8 C között (1472 93 F) 7
Felületkezelés Néhány hidegmunkaacélt felületkezeléssel látnak el a súrlódási tényezõ csökkentése és a kopásállóság növelése érdekében. Ezek a felületkezelések a nitridálás és a kopásálló felületi bevonatok készítése a szokásos PVD or CVD módszerekkel. A nagy keménység, jó szívósság és a kiváló méretstabilitás a VANADIS 6 -ot ideális alapanyaggá teszi a különbözõ felületbevonatolási módszerekhez. NITRIDÁLÁS ÉS NITROKARBURÁLÁS A nitridálás és a nitrocarburálás kemény felületi kérget eredményez, amely nagyon kopásálló és ellenáll a sérüléseknek. A nitridált kéreg felületi keménysége általában eléri az 12 HV,2 kg. A kéreg vastagságát óvatosan kell meghatározni, figyelembe véve a magas ötvözõtartalmat, és az alkalmazás feltételeit. tion. PVD "Physical vapour deposition", PVD, egy módszer arra, hogy kopásálló réteget vigyünk fel a szerszám felületére 2 C (39 93 F)-között. CVD "Chemical vapour deposition", CVD, módszert is kopásálló rétegek kialakítására használják, azonban magas hõmérsékleten, kb. 1 C (183 F). Ebben az esetben a felületkezelés után az edzést és megeresztést vákumkemencében kell elvégezni. Stancolt alkatrészek. Bélyeg VANADIS 6, vágólap VANADIS 1. 8
Forgácsolási paraméterek Az alábbi forgácsolási adatok, a VANADIS 6 -ra lálágyított állapotban érvényesek és irányelveket tartalmaznak, melyeket a helyi adottságokhoz és lehetõségekhez kell igazítani. ESZTERGÁLÁS Esztergálás keményfém Esztergálás Forgácsolási Nagyoló Simító gyorsac. paraméterek esztergálás esztergálás Simítóeszt. Vágósebess. (v c ) m/min. 7 1 1 12 8 1 f.p.m. 23 33 23 39 23 33 Elõtolás (f) mm/f,3,6,3,3 i.p.r.,12,23,12,12 Fogásm. (a p ) mm 2 6 2 2 inch,8,23,8,8 Keményfém jelölés ISO K2 K1 US C3 C3 bevonatos bevonatos keményfém keményfém FÚRÁS Gyorsacél spirálfúró Fúró átmérõ Vágósebes. (v c ) Elõtolás (f) mm inch m/min f.p.m. mm/f i.p.r. 3/16 8* 26*,,1,2,4 1 3/16 3/8 8* 26*,1,2,4,8 1 1 3/8 /8 8* 26*,2,2,8,1 1 2 /8 3/4 8* 26*,2,3,1,12 *Bevonatos gyac. fúró v c ~14 m/min. (46 f.p.m.). Keményfém fúró A fúró típusa Forgácsolási Cserélhetõ Tömör Forrasztott paraméterek betét keményfém keményfém 1) Vágóseb. (v c ) m/min. 9 12 6 3 f.p.m. 3 39 2 1 Elõtolás (f) mm/f,,2 2),1,2 2),1,2 2) i.p.r.,2,1 2),4,1 2),6,1 2) 1) Fúró belsõ hûtõcsatornával és forrasztott keményfém lapkával. 2) Függ a fúró átmérõjétõl. MARÁS Sík- és sarokmarás Marás keményfémmel Marás Forgácsolási Nagyoló Simító gyorsacéllal paraméterek marás marás simító marás Vágósebess. (v c ) m/min. 7 7 1 12 f.p.m. 16 23 23 33 4 Elõtolás(f z ) mm/fog,2,4,1,2,1 in/tooth,8,16,4,8,4 Fogásmélys (a p ) mm 2 4 1 2 2 inch,8,2,4,8,8 Keményfém jelölés ISO K2 K1 US C3 C3 bevonatos bevonatos keményfém keményfém Szármarás Maró típusa Forgácsolási Tömör Váltólapkás- Gyorsacél paraméterek keményfém maró maró Forgácsolási sebes. (v c ) m/min. 4 7 9 7 1) f.p.m. 13 2 26 23 1) Elõt. (f z ) mm/fog,3,2 2),8,2 2),,3 2) in/tooth,1,8 2),3,8 2),2,14 2) Keményfém jelölés ISO K1, P4 K1 US C3 C C3 1) Bevonatos gyac. maróra v c 23 m/min. (76 f.p.m.). 2) Függ a radiális fogásmélységtõl és a maró átmérõtõl. KÖSZÖRÜLÉS A köszörûkorongok megválasztásához tartalmaz irányelveket az alábbi táblázat. További információk az Uddeholm kiadványban Grinding of Tool Steel. Javasolt köszörûkorongok Lágyított Edzett A köszörülés típusa állapot állapot Sík köszörülés A 46 HV B11 R B3 palástköszörü A 46 GV Sík köszörülés szegmens A 36 GV A 46 GV Palástköszörülés A 6 KV B11 R B3 A 6 JV Furatköszörülés A 6 JV B11 R7 B3 A 6 IV Profile köszörülés A 1 IV B126 R1 B6 A 1 JV 9
Szikraforgácsolás EDM Ha a szikraforgácsolást edzett és megeresztett állapotban végezzük, befejezés finom-szikrával, azaz alacsony áramerõsség, nagy frekvencia. Az optimális eredmény érdekében a felületet köszörülni vagy polírozni kell, és ismételten megereszteni kb. 2 C ( F) -al az utolsó megeresztési hõmérséklet alatt. Ha a szikraforgácsolást nagy méretû vagy bonyolult alakú szerszámon kell elvégezni, akkor a VANADIS 6 -ot magas hõmérsékleten kell megereszteni C (93 F)-felett. Uddeholm hidegmunkaacélok tulajdonságainak összehasonlítása ANYAGTULAJDONSÁGOK ÉS ELLENÁLLÁS A TÖNKREMENETELI MECHANIZMUSSAL SZEMBEN Acél Keménys/ ellenáll. képl. deformáció Forgácsolhatóság Köszörülhetõség Méretstabilitás Abrazív kopás Ellenállás a... val szemben Szívósság/ Adhezív kopás Duktilitás/ kipattogzás törés CALMAX SVERKER 21 VANADIS 4 VANADIS 6 VANADIS 1 VANADIS 23 VANADIS 3 VANADIS 6 AISI M2 1