SZERSZÁMACÉL ISMERTETÕ VANADIS 23 SuperClean Nagyteljesítményû porkohászati (PM) hidegmunkaacél Überall, wo Werkzeuge hergestellt und verwendet werden
Titelseite: Halterung aus rostfreiem Stahl. Die Matrize wurde aus VANADIS 23 hergestellt und der Stempel aus VANADIS 4. Die Angaben in dieser Broschüre basieren auf unserem gegenwärtigen Wissensstand und vermitteln nur allgemeine Informationen über unsere Produkte und deren Anwendungsmöglichkeiten. Sie können nicht als Garantie ausgelegt werden weder für die spezifischen Eigenschaften der beschriebenen Produkte noch für die Eignung für die als Beispiele genannten Anwendungsmöglichkeiten. 95116 2
Mértékadó szerszámacéltulajdonságok NAGY SZERSZÁMTELJESÍTMÉNY Korrekt keménység az alkalmazáshoz Nagy kopásállóság Nagy szívósság, hogy az idõ elõtti tönkremenetelt (kipattogzás/repedés) képzõdés elkerüljük. A nagy kopásállóság gyakran alacsony szívóssággal párosul és fordítva. Az optimális szerszámteljesítmény érdekében azonban gyakran mind a nagy kopásállóság, mind a nagy szívósság mértékadó. Alkalmazásiterületek A VANADIS 23 különösen alkalmas vékony anyagok kivágásához és alakításához, amikor vegyes (abrazív adhezív) kopási feltételek uralkodnak és amelyeknél a kockázat az aktív felületek deformációja szempontjából nagy, pl. Közepes és nagy széntartalmú acélok kivágása Keményebb anyagok kivágása, mint pl. edzett vagy hidegen hengerelt szalagok Mûanyag formák betétei, amelyek erõs abrazív koptatásnak vannak kitéve. A VANADIS 23 egy nagyteljesítményû PM gyorsacél, mely a kopásállóság és a szívósság megfelelõ kombinációját kínálja. SZERSZÁMGYÁRTÁS Forgácsolhatóság Hõkezelés Köszörülhetõség Mérettartósság hõkezelés során Felületi kezelés. A szerszámgyártás erõsen ötvözött szerszámacélból gyakran okoz gondot a forgácsolhatóság és a hõkezelés szempontjából, az alacsony ötvözésû szerszámacélból történõ gyártáshoz képest. Ez természetesen növeli a termelési költségeket. Mivel a VANADIS 23 gyártása porkohászati történik, ennek az acélnak a hagyományos megmunkálása könnyebb, mint a hasonló, kohászati úton elõállított hidegmunkaacéloké. Összehasonlítva a kohászati úton gyártott erõsen ötvözött szerszámacélokkal a VANADIS 23 mérettartóssága edzéskor lényegesen jobb. Ez a tény, párosulva egy nagy keménységgel, jó szívóssággal és magas megeresztési hõmérséklettel a VANADIS 23-at rendkívül alkalmassá teszi felületi bevonatok készítésére, különösen PVD - bevonatok készítésére. Általános információk A VANADIS 23 egy Cr-Mo-V-ötvözésû acél, melynek jellemzõi: Nagy kopásállóság (abraív profil) Nagy nyomószilárdság Igen jó átedzhetõség Magas szívósság Igen jó mérettartósság edzéskor Igen jó megeresztésállóság. Össze- C Cr Mo W V tétel % 1,28 4,2 5, 6,4 3,1 Szabvány (AISI M3:2 / W.-Nr. 1.3344) Szállításiállapot Színjelölés Lágyítva kb. 26 HB-re ibolya Szerszámelemek a csapágyipar számára. 3
Tulajdonságok Edzve és megeresztve. Hõmérséklet 2 C 4 C 6 C Sûrûség kg/m 3 798 787 785 Rugalmasságimodulus MPa 23 25 184 / C,2 C-ra 12,1 x 1-6 12,7 x 1-6 Hõtágulásiegyüttható Hõvezetésitényezõ W/m C 24 28 27 Fajhõ FIZIKAI TULAJDONSÁGOK J/kg C 42 51 6 ÜTÕMUNKA Közelítõ ütõmunka értékek (szobahõmérsékleten) különbözõ keménységértékekre. Próbatest mérete: 7 x 1 x 55 mm, bemetszés nélkül, megeresztve: 3 x 1 óra 56 C-on, hosszirányú próbák. Ütõmunka (J) 6 4 2 54 56 58 6 62 64 66 68 Keménység HRC HAJLÍTÓSZILÁRDSÁG ÉS ALAKVÁLTOZÁS Hajlítókísérlet : négypontos alátámasztás. Próbatest mérete: 5 mm Ø. Hajlítási sebesség: 5 mm/perc. Ausztenitesítési hõmérséklet: 99 118 C, 3 x 1 óra megeresztés 56 C -on. Feszültség MPa 6 5 Hajlítószilárdság Deformáció mm 6 5 4 3 2 Hajlító folyáshatár Teljes alakváltozás 4 3 2 1 1 56 58 6 62 64 66 Keménység HRC Bélyegek, gyártó a Mekaniska Verkstads AB, Svédország. Erre a feladatra a VANADIS 23 a legjobb megoldás. 4
Hõkezelés LÁGYÍTÁS Az acélt oxidációtól védve felhevíteni, hõntartani 85 9 C-on. Ezután kemencével együtt hûteni kb. 1 C/óra sebességgel 7 C-ig, majd levegõn szobahõmérsékletre. FESZÜLTSÉGMENTESÍTÉS Nagyoló megmunkálás után a szerszámot hõntartani 6 7 C-on 2 órát. Ezután lassan, kemencével együtt hûteni 5 C-ig, végül levegõn szobahõmérsékletig. EDZÉS Elõmelegítési hõmérséklet: 45 5 C és 85 9 C. Ausztenitesítési hõmérséklet: 15 118 C, a kívánt keménységnek megfelelõen az alábbi diagramból. Javasolt hõntartástedauer Hõntartás* perc. 15 1 5 1 15 11 115 C Ausztenitesítési hõmérséklet * ) Hõntartás = Az ausztenitesítési hõmérsékleten való tartózkodási idõ, attól az idõponttól számítva, amikor a mag hõmérséklete is elérte az edzési hõmérsékletet a hûtési folyamat megkezdéséig. Az austenitesítés során szerszámot dekarbonizációtól és oxidációtól védeni kell. Keménység, HRC 66 64 62 6 58 56 98 1 12 14 16 18 11 112 114 116 118 Ausztenitesítési hõmérséklet, C A teljes merítési idõ sófürdõben kétszeri elõmelegítés után : 45 C és 85 C-on. Idõtartam, perc 4 3 2 1 1 C 15 C 11 C 118 C 2 4 6 8 1 12 14 Falvastagság, mm Keménység különbözõ ausztenitesítési hõmérséklet után, 3x 1 óra megeresztéssel 56 C-on. (±1 HRC). HRC C 58 12 6 16 62 11 64 114 66 118 Stancolt lapok. 5
Izotermikus lehûlési diagram. Ausztenitesítési hõmérséklet: 18 C. Hõntartás: 3 perc. C 11 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Martensite Bainite Austenitisierungstemperatur Austenitizing temperature 1 8 C 18 C Haltedauer Holding time 3 3 Min. min. Pearlite Perlit 1 1 1 1 1 1 1 Másodperc Seconds 4% 99% 1 1 1 1 1 Minutes Perc 1 1 1 Óra,2 1,5 1 9 6 Levegõ hûtés rúd Ø mm A C1f = 89 C A C1s = 815 C A A = Hõm. Idõ Kem. C óra HV 1 775 16,9 276 75 2,5 363 725 2,2 37 7 4,5 38 65 7,7 37 6 17,7 813 4 23, 97 375 23,3 97 35 2,1 649 3 2,7 613 25 22,5 665 2 25,8 77 Folyamatos lehûlési diagram. Ausztenitesítési hõmérséklet: 18 C. Hõntartás: 3 perc. C 11 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 M s Karbide Martensit Pearlit Perlit Bainit 1 2 3 4 5 6 7 Austenitisierungstemperatur 18 C Haltedauer 3 Min. 1 1 1 1 1 1 Másodperc 1 1 1 1 Perc 1 1 1 Óra,2 1,5 1 9 6 Levegõ hûtés rúd, Ø mm A A C1f = 89 C A C1s = 815 C Kem. T 8 5 Görbe HV 1 (Sek.) 1 97 1 2 894 1 3 894 14 4 858 313 5 83 141 6 673 285 7 53 5211 6
HÛTÉS VÁkumkemence (Gáz nagy sebességgel és 2 5 bar túlnyomás) Melegfürdõ vagy fluidágy kb. 55 C-on Fúvott levegõ/gáz. Megj. 1: A hûtést addig kell folytatni, amíg a szerszám hõmérséklete az 5 C-ot elérte. A szerszámot ezután azonnal meg kell ereszteni. Megj. 2: Olyan alkalmazásoknál, ahol a maximális szívósság követelmény, a hûtést sófürdõben vagy vákumkemencében, elegendõ túlnyomással kell végezni. MEGERESZTÉS Hidegalakító szerszámokat mindig azonos, 56 C hõmérsékleten kell megereszteni, függetlenül az ausztenitesítési hõmérséklettõl. Háromszor kell megereszteni 1-1 óra hõntartással. A szerszámot a megeresztések között szobahõmérsékletre kell hûteni. Ezután a megeresztési ciklus után a maradék ausztenit mennyisége kevesebb, mint 1%. TULAJDONSÁGOK MAGAS HÕMÉRSÉKLETEN A keménység változása a hõntartás függvényében különbözõ munkahõmérsékleteken. Ausztenitesítési hõmérséklet: 15 113 C. Megeresztés: 3 x 1 óra 56 C-on. Keménység HRC 65 6 55 5 45 4 35 65 C,1 1 1 1 Idõ: óra Ausztenitesítési hõmérséklet : Melegkeménység Ausztenitesítési hõmérséklet: 118 C. Megeresztés: 3 x 1 óra 56 C-on. 6 C 113 C 18 C... 15 C MÉRETVÁLTOZÁSOK Méretváltozások edzés és megeresztés után. Hõkezelés: austtenittesítési hõmérséklet 15 113 C, 3 x 1 óra megeresztés 56 C-on. Próbatest: 8 x 8 x 8 mm und 1 x 1 x 25 mm. Méretváltozások: növekedés hossz-, szélességés vastagság irányban : +,3% +,13%. Keménység HV1 1 8 6 4 Hõntartás 1 Min. MÉLYHÛTÉSES KEZELÉS Azokat az alkatrészeket, melyeknél a maximális méretstabilitás szükséges, az alábbiak szerint lehet mélyhûtéses edzéssel kezelni: Közvetlenül a hûtés után az alkatrészt mélyhûteni 7 -tõl 8 C-ig Hõntartás 1-3 óra - ezután megereszteni ill. mesterségesen öregíteni. A mélyhûtéses edzés hatására a keménység ~1 HRC-vel emelkedhet. Bonyolult alkatrészek esetében ezt a kezelést a repedésveszély miatt lehetõség szerint kerülni kell. 2 2 4 6 8 C Konzol rozsdamentes acélból. A matrica VANADIS 23 -ból készült, a bélyeg VANADIS 4 -bõl. 7
Felületkezelés A hidegalakító szerszámokat esetenként felületkezelésnek vetik alá, a súrlódás csökkentése és a kopásállóság növelése érdekében. A leggyakoribb felületkezelési eljárások a nitridálás és a kopásálló felületi réteg kialakítása titánkarbidból és titánnitridbõl (CVD, PVD). A VANADIS 23 különösen alkalmas titánkarbid és titánnitrid bevonetolásra. Az egyenletes karbideloszlás a VANADIS 23-ban különösen jó tapadást biztosít ennek a rétegnek. Ezen kívül a méretváltozás edzés és megeresztés során lényegesen kisebb. Ezek az elõnyök, párosulva a nagy szilárdsággal és szívóssággal azt jelentik hogy a VANA- DIS 23 ideális bázis a nagy kopásállóságú felületi bevonatok készítéséhez. PVD A PVD (Fizikai elgõzölögtetéses eljárás/ Physical vapour deposition) biztosítja kopásálló réteg elõállítását relativ alacsony hõmérsékleten (2 5 C). Mivel a VANADIS 23 megersztése mindig magas hõmérsékleten (56 C-on) történik, a PVD-bevonatolás során nem áll fenn a méretváltozás veszélye. CVD A CVD (Kémiai felületbevonó eljárás/ Chemical vapour deposition) biztosítja kopásálló felületi réteg elõállítását magasabb hõmérsékleten, kb. 1 C. Ajánlatos a szerszámot a bevonatolás után vákumkemencében edzeni és megereszteni. NITRIDÁLÁS Rövid idejû, speciális sófürdõbe történõ merítés (Nitrokarburáló fürdõ) javasolt, hogy egy vékony kemény, 2 2 µm vastag felületi réteg alakuljon ki. Eza réteg csökkenti a súrlódást a bélyegek palástfelületén és természetesen további elõnyöket is biztosít. Nitridálási mélység µm 4 3 VANADIS 23 2 1 5 1 15 Min Nitridálási mélység nitrokarburálás 57 C-on PVD-bevonatos VANADIS 23 szerszám csövek hidegalakításához. 8
Javasolt forgácsolási adatok Az alábbi forgácsolási adatok irányértéknek tekintendõk, a mindenkori helyi viszonyokhoz kell illeszteni azokat. ESZTERGÁLÁS Esztergálás Esztergálás keményfémmel gyorsacél- Forgácsolási- lal paraméterek Nagyolás Simítás Simítás Forgácsolásisebesség (v c ) m/min 12 15 15 17 15 Elõtolás (f) mm/f,2,4,5,2,5,3 Fogás (a p ) mm 2 4,5 2,5 3 ISO-megmunkálási csoport P1 P2* P1* * Bevonatos keményfém javasolt, pl. Sandvik Coromant 415 vagy SECO TP1. FÚRÁS Spirálfúró gyorsacélból Fúró átmérõ Forgácsolási sebesség Elõtolás (f) Ø mm (v c ), m/min mm/f 5 8 14*,5,15 5 1 8 14*,15,25 1 15 8 14*,25,35 15 2 8 14*,35,4 * TiCN-bevonatos fúró gyorsacélból v c ~25 3 m/min. Keményfém fúró Fúró típus Hûtõcsatornás fúró Forgácsolási- Váltó- Tömör keményfém paraméterek lapkás fúró keményfém éllel 1) Forgácsolási sebesség (v c ) m/min. 11 13 4 35 Elõtolás (f) mm/f,8,14 2),1,15 2),1,2 2) 1) Hûtõcsatornás fúró beforrasztott keményfém lapkával. 2) Függ a fúróûtmérõtõl. MARÁS Sík- és sarokmarás Marás Marás keményfémmel gyorsacél Forgácsolási- maróval paraméterek Nagyolás Simítás Simítás Forgácsolási sebesség (v c ) m/min 1 13 13 16 12 Elõtolás (f z ) mm/ fog,2,3,1,2,1 Fogás (a p ) mm 2 4 1 2 1 2 ISO-megmunkálási csoport K15* K15* * Bevonatos keményfém javasolt, pl. Sandvik Coromant GC 315 vagy SECO T15M. Szármarás Maró típusa Marás váltó- Forgácsolási- Tömör- lapkás Gyorsacél paraméterek keményfém maróval maróval Forgácsolási sebesség (v c ) m/min 45 55 11 14 12 1) Elõtolás (f z ) mm/fog,1,2 2),6,2 2),1,3 2) ISO-megmun- K2 P25 kálási csoport bevonatos keményfém 1) TiCN-bevonatos szármaróhoz gyorsacélból v c ~25 3 m/min. 2) függ a radiális fogásmélységtõl és a maró átmérõjétõl. KÖSZÖRÜLÉS Az általánosan használható köszörûkorongokat az alábbi táblázat tartalmazza. További információk az Uddeholm "Szerszámacélok köszörülése" címû kiadványában találhatók. Köszörûkorong választék Köszörülési eljárás Lágyított Edzett Síkköszörülés köszörûkoronggal A 46 HV B17 R75 B3 3SG 46 GVS 2) A 46 GV Síkköszörülés szegmens tárcsával A 24 GV 3SG 36 HVS 2) A 36 HV Palástköszörülés A 6 JV B126 R75 B3 1) 3SG 6 KVS 2) A 6 IV Furatköszörülés A 46 JV B126 R75 B3 1) 3SG 6 JVS 2) A 6 HV Profilköszörülés A 1 LV B126 R1 B6 5SG 8 KVS 2) A 12 JV 1) Erre az alkalmazásra, ha lehetséges, CBNkorong felhasználása javasolt. 2) A Norton Co. terméke 9
Szikraforgácsoló megmunkálás Ha az acél edzett és megeresztett állapotában szikraforgácsolásra kerül, a megmunkálást egy "simító fogással" (azaz alacsony áramerõsség magas frekvencia) kell befejezni. Az optimális szerszámteljesítmény elérése érdekében a szikraforgácsolt felületet csiszolni/ polírozni kell. Végezetül a szerszámot ismételten 535 C-on meg kell ereszteni. Relatív összehasonlítás Uddeholm hidegmunkaacélok ANYAGTULAJDONSÁGOK ÉS A TÖNKREMENETELI MECHANIZMUSOKKAL SZEMBENI ELLENÁLLÁS Uddeholm minõség W.-Nr. Abraziv kopás Adhezív kopás Alakváltozás Mérettartósság Forgácsol- Köszörülhetõség Keménység hatóság Kipattogzás/ törés ARNE CALMAX RIGOR SVERKER 21 SVERKER 3 VANADIS 4 VANADIS 1 VANADIS 23 1.251 Spec. 1.2363 1.2379 (1.2436) Spec. PM Spec. PM 1.3344 PM 1
11