Hidegmunkaacél SLEIPNER www.uddeholm.com 1
Ezen brosura adatai az általunk ismert legfrissebb információkon és tudományos ismereteken alapulnak. Nem szolgálnak azonban garanciaként sem a speciális tulajdonságok, sem a példaként ismertetett alkalmazási lehetõségek szempontjából. 2
Általános információk SLEIPNER egy króm-molibdén-vanádium-ötvözésû szerszámacél. Számtalan kiemelkedõ tulajdonsággal rendelkezik: Jó kopásállóság Jó kipattogzással szembeni ellenállás Nagy nyomószilárdság Nagy keménység (> 60 HRC) magas hõmérsékletû megeresztés esetén is. Jó átedzhetõség Jó méretstabilitás edzéskor Magas megeresztésállóság Jó szikraforgácsolhatóság Jó forgácsolhatóság és köszörülhetõség Felületkezelésre kiválóan alkalmas Össze- C Si Mn Cr Mo V tétel % 0,9 0,9 0,5 7,8 2,5 0,5 Szabvány Speciális összetétel Tulajdonságok Fizikai tulajdonságok Az adatok 62 HRC-re edzett, megeresztett próbatestre vonatkoznak. Az értékeket szobahõmérsékleten (20 C) mérték: Hõmérséklet 20 C 200 C 400 C Sûrûség,kg/m 3 7 730 7 680 7 620 Rugalmassági modul N/mm 2 205 000 190 000 180 000 Hõtágulási együttható alacsony hõmérsékletû megeresztés után (60 HRC) pro C von 20 C 12,7 x 10 6 magas hõmérsékletû megeresztés után pro C von 20 C 11,6 x 10 6 12,4 x 10 6 Hõvezetés, W/m C 20 25 Fajhõ J/kg C 460 Szállításiállapot Színjelzés Lágyítva kb. 235 HB. Kék/barna NYOMÓSZILÁRDSÁG Az alábbi számok irányértékek: Alkalmazási területek SLEIPNER egy univerzálisan alkalmazható hidegmunkaacél. Abrazív és vegyes kopás, valamint kipattogzással szemben rendkívül jól ellenáll. Emellett igen magas keménység (> 60 HRC) éerhetõ el magas hõméraékletû megeresztéskor. Ez azt jelenti, hogy a felületkezelés, mint a nitridálás vagy PVD-bevonatolás nagy szilárdságú alapon lehetséges. Bonyolult alakzatok huzalos szikraforgácso- 60 HRC felett is könnyedén elvégezhetõ. Relative vastag keresztmetszetû tömbök esetében is csekély a repedésképzõdés veszélye. Javasoljuk a SLEIPNER -t közepes sorozatokhoz, ha vegyes- vagy abrazív kopást kell elkerülni és jó ellenállás szükséges a kipattogzással ill. töréssel szemben. Példák: Kivágás és finomkivágás Daraboló ollók Térfogatalakítás Prégelés, dombornyomás Hidegalakítási mûveletek Menethengerlés Húzás és mélyhúzás Porsajtolás Keménység Nyomószilárdság Rc0,2 HRC MPa ksi 50 1 700 250 55 2 050 300 60 2 350 340 62 2 500 360 64 2 650 380 TÖRÉSI BIZTONSÁG Az alábbi diagram a kipattogzással szembeni ellenállást hasonlítja össze SVERKER 21, SLEIPNER és RIGOR acélokra. Relativ ellenállás kipattogzással szemben 1,75 1,50 1,25 1,00 0,75 0,50 0,25 SVERKER 21 SLEIPNER RIGOR 3
ABRAZÍV KOPÁSÁLLÓSÁG A diagram összehasonlítja a relativ abrazív kopásállóságot SVERKER 21, SLEIPNER és RIGOR acélokra azonos keménység mellett. (A kisebb értékek jobb kopásállóságot jeleznek) Relative abrazív kopás 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 RIGOR SLEIPNER SVERKER 21 HÕKEZELÉS LÁGYÍTÁS Az acélt oxidációtól védve hevítsük fel és tart- 850 C hõmérsékleten. Ezután kemencével e- gyütt 10 C /óra sebességgel 650 C-ig hûtjük. A hûtés ezután szabad levegõn történik. FESZÜLTSÉGMENTESÍTÉS Nagyoló megmunkálás után a szerszámot 650 C -ra hevítjük, majd ezen a hõmérsékleten 2 órát hõntartjuk. Ezután lassan hûtjük 500 C -ig, majd tovább szabad levegõn. EDZÉS Elõmelegítési hõmérséklet : 700 C és 850 C Ausztenitesítési hõmérséklet: 950 1080 C, áltaában 1030 1050 C. Hõntartás: 30 perc. A darabot a hõkezelés során oxidációtól dekarbonizációtól védeni kell. HÛTÕKÖZEG Fúvott gáz/ cirkuláló levegõ Vákum (Vákumkemence elegendõ túlnyomással) Sófürdõ vagy fluidágy 500 550 C Sófürdõ vagy fluidágy ca. 200 350 C Olaj (csak nagyon egyszerû geometriák esetén) Útmutatás: Eressze meg a szerszámot, amint a mag hõmérséklete az 50-70 C-ot elérte. Keménység, maradék ausztenit és szemcsenagyság különbözõ ausztenitesítési hõmérséklet esetén. Szemcsenagyság Keménység HRC Maradék ausztenit % ASTM 66 Szemcsenagyság 30 10 8 65 64 63 Keménység 25 20 15 6 62 10 4 2 61 60 Maradék ausztenit 5 0 975 1000 1025 1050 1075 1100 Ausztenitesítési hõmérséklet (30 perc) MEGERESZTÉS A megeresztési hõmérsékletet a kívánt keménység alapján a megeresztési görbébõl válasszuk. Kétszeri megeresztés szükséges, közben szobahõmérsékletre hûtve. A legalacsonyabb megeresztési hõmérséklet, ami alkalmazható 180 C, a minimális hõntartási idõ 2 óra. Keménység, HRC 70 Maradék ausztenit % 70 65 60 Keménység 60 50 55 1075 C/30 Min. 1050 C/30 Min. 40 50 30 45 Maradék ausztenit 20 40 1030 C/30 Min. 10 35 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 Megeresztési hõmérséklet C, (2h + 2h) 0 4
ZTU-Diagram izotermikus átalakulásra Ausztenitesítési hõmérséklet 1030 C. Hõntartás 30 perc. C 1100 1000 Austenitizing temperature 1030 C Holding time 30 min. 900 Ac 1f = 880 C 800 700 Carbides Karbide Pearlite Perlit Ac 1s = 830 C 600 500 400 300 Bainite 200 Martensite 100 Másodperc 1 10 100 1 000 10 000 100 000 Seconds Hõm. idõ Kem. C. óra HV10 800 31,0 498 750 3,1 266 725 1,6 309 700 3,0 304 650 19,6 239 600 23,3 724 300 7,0 813 250 16,3 803 200 23,4 813 Perc 1 10 100 1 000 Minutes Óra 1 10 100 Hours ZTU-Diagram folyamatos lehûlésre Ausztenitesítési hõmérséklet 1030 C. Hõntartás 30 perc. C 1100 1000 Austenitizing temperature 1030 C Holding time 30 min. 900 Ac 1f = 880 C 800 700 600 500 400 300 200 100 M s Carbides Karbide Martensite Perlit Pearlite Bainite 1 2 3 4 5 6 7 8 1 10 100 1 000 10 000 100 000 Seconds 1 10 100 1 000 Minutes 1 10 100 HÓ 0.2 1.5 10 90 600 9 Ac 1s = 830 C Másodperc Perc Óra Levegõhûtés Air cooling of rudakra bars, Ø mmø mm Lehûlésigörbe Kem T 800 500 Nr. HV 10 (Sek.) 1 824 2 2 824 11 3 813 140 4 813 280 5 813 630 6 813 1241 7 724 2482 8 649 5215 9 572 8360 5
MÉRETVÁLTOZÁS A méretváltozást a hûtés és megeresztés után mérték. Ausztenitesítés: 1030 C/30 Min., Hûtés vákumkemencében 0,75 C/s, 800 C és 500 C. között. Megeresztés: 2 x 2 óra, különbözõ hõmérsékleteken. Próba: 100 x 100 x 100 mm Méretváltozások a megeresztési hõmérséklet függvényében Méretvál tozások % +0,15 +0,10 +0,05 0 0,05 0,10 Hossz Szélesség Vastagság 200 300 400 500 600 Megeresztési hõmérséklet C MÉLYHÛTÉS Azokat az alkatrészeket, melyeknél a méretstabilitás fontos, mélyhûteni kell. A mélyhûtés csökkenti a maradék ausztenitet és növeli a keménységet, ld. diagram. Ausztenitesítés: 1030 C/30 perc. Megeresztés: 2 x 2 óra különbözõ hõmérsékleteken. Felületkezelés Néhány hidegalakító szerszámot felületkezelni kell, hogy a súrlódás csökkenyjen, a kopásállóság növekedjen. A szokásos kezelések a nitridálás illetve kopásálló felületi kéreggel történõ bevonás, melyet PVD vagy CVD-eljárással végeznek. A nagy keménység és a kipattogzással szembeni jó ellenállás a méretstabilitással kombinálva biztosítják, hogy a SLEIPNER ideális alapanyag felületi bevonatok készítésére. NITRIDÁLÁS ÉS NITROKARBURÁLÁS a nitridálás és nitrokarburálás kemény felületi réteget eredményez igen jó kopásállósággal és hidegfelhegedés elleni védelmet. A felületi keménység értéke nitridáláskor ca. 1100 HV 0,2kg. A kéreg vastagságát az alkalmazás határozza meg. PVD PVD-eljárás során (fizikai elgõzölögtetõ eljárás/physical Vapour Deposition) kemény kéreg keletkezik 200 C és 500 C között. CVD A kemény kértget magasabb hõmérsékleten kb. 1000 C alakítják ki. Ebben az esetben az az ún. CVD-eljárást (kémiai kiválásos módszert/chemical Vapour Deposition) alkalmazzák. Javasoljuk a szerszám ismételt edzését és megeresztését vákumkemencében ezután a felületkezelés után. Keménység és maradék ausztenit a megeresztés és mélyhûtés függvényében Kezelés nélkül Mélyhûtés Keménység HRC 75 Maradék ausztenit % 24 70 65 60 55 50 45 40 35 Keménység Maradék ausztenit 21 18 15 12 9 6 3 0 150 250 350 450 550 650 Megeresztési hõmérséklet C 6
Forgácsolási adatok Az alábbi forgácsolási adatok irányértékek. Mindig figyelembe kell venni a helyi adottságokat és lehetõségeket, hogy a helyes értékeket meghatározzuk. További információkat tartalmaz az Uddeholm kiadványa Schnittdaten-Empfehlungen. Állapot: lágyítva kb. 235 HB ESZTERGÁLÁS 1) Hûtõcstornás fúró, beforrasztott keményfémlapkával 2) Függ a fúró átmérõtõl Esztergálás Esztergálás keményfémmel gyors- Forgácsolási- acéllal paraméter Nagyolás Simítás Simítás Vágósebesség (v c ) m/min 100 150 150 200 17 22 Elõtolás (f) mm/f 0,2 0,4 0,05 0,2 0,05 0,3 Fogásmélység(a p ) mm 2 4 0,5 2 0,5 3 ISO Megmunkálási csop. K20, P20 K10, P15 Bevonatos Bevonatos keményfém keményfém FÚRÁS Spirálfúró gyorsacélból Fúró- Vágóátmérõ sebesség (v c ) Elõtolás (f) mm m/min. mm/f 5 13 18* 0,05 0,10 5 10 13 18* 0,10 0,20 10 15 13 18* 0,20 0,25 15 20 13 18* 0,25 0,30 1) Bevonatos gyorsacél fúróra v c 25 35 m/min. Keményfém fúró Fúró típus Hûtõcsa- Váltó- tornás Vágási- lapkás- Tömör- keményfém paraméter fúró keményfém 1) éllel Vágósebesség (v c ) m/min 140 160 80 100 45 55 Elõtolás (f) mm/f 0,05 0,15 2) 0,10 0,25 2) 0,15 0,25 2) MARÁS Sík- és sarokmarás Marás keményfémmel Forgácsolási paraméter Nagyolás Simítás Vágósebesség (v c ) m/min 110 180 180 220 Elõtolás (f z ) mm/fog 0,2 0,4 0,1 0,2 Fogásm (a p ) mm 2 5 2 ISO Megmunk.csop. K20, P20 P10 P20 Bevonatos Bevonatos keményfém keményfém Szármarás Maró típusa Maró Forgácsolási Tömör ke- Váltó- Gyorsparaméter ményfém lapkás maró acél maró Vágósebesség (v c ) m/min 80 120 100 140 13 18 1) Elõtolás (f z ) mm/fog 0,006 0,20 2) 0,06 0,20 2) 0,01 0,35 2) ISO Megmunkálási csoport K10, P40 P15 P40 1) Bevonatos szármaróra gyorsacélból v c 30 35 m/min. 2) Függ a fogásmélységtõl és a maróátmérõjétõl. KÖSZÖRÜLÉS A köszörülésre vonatkozó általános információk az alábbi táblázatban találhatók. Részletesebb adatok a Schleifen von Werkzeugstählen címû brosurában találhatók. Köszörûkorongok Köszörülési eljárás Lágyított Edzett Síkköszörülés A 46 HV A 46 GV Homlokköszörülés (Segment) A 24 GV A 36 GV Palástköszörülés A 46 LV A 60 KV Furatköszörülés A 46 JV A 60 IV Profilköszörülés A 100 LV A 120 JV 7
Hegesztés Szerszámacélok hegesztése akkor végezhetõ el sikeresen, ha az alábbiakat figyelembe veszik: 1. A hegesztési varratot gondosan elõ kell készíteni. 2. A javító hegesztést elõmelegítéssel kell végezni. Az elsõ két réteghez azonos e- lektróda átmérõt és áramerõsséget alkalmazzunk. 3. Az ívet a lehetõ legrövidebben tartsuk Az elektródát a hegesztendõ anyaghoz 90 -os szögben tartsuk, hogy az alámetschnitt zu vermeiden. Ennek érdekében az elektródát 75 80 -os szögben tartsuk az elõtoló mozgáshoz képest. 4. Nagyobb javításoknál célszerû az elsõ réteghez lágy hozaganyagot alkalmazni. (Pufferréteg). HEGESZTÕANYAGOK WIG-Elektródák Hozaganyag Typ AWS ER312 UTP A67S UTP A696 CastoTig 5* Hozaganyag Typ AWS E312 CASTOLIN 2 UTP 67S UTP 69 CASTOLIN 6 Keménység hegesztés után 300 HB (Pufferréteghez) 55 58 HRC 60 64 HRC 60 64 HRC *A megnövekedett repedésveszély miatt 4 rétegnél többet nem szabad hegeszteni. MMA (SMAW) hegesztõelektródák Keménység hegesztés után 300 HB (Pufferréteghez) 54 60 HRC 55 58 HRC 60 64 HRC 60 64 HRC ELÕMELEGÍTÉSI HÕMÉRSÉKLET A hõmérsékletet a javítás ideje alatt állandó értéken kell tartani. lágyított edzett Keménység 230 HB 60 62 HRC Elõmelegítési hõmérséklet 250 C 250 C Max. Interpasshõmérséklet 400 C 400 C HÕKEZELÉS HEGESZTÉS UTÁN LÁGYÍTOTT EDZETT Kem. 230 HB 60 62 HRC 20-40C/h az elsõ két órában azután szabad levegõn Hûtésisebesség Hõkezelés Lágyítás Megereszt. 10-20C Edzés az utolsó megeresz- Megeresztés tési hõmérséklet alatt További információk az alábbi kiadványban,,schweißen von Werkzeugstahl. Lángedzés Autogen berendezést alkalmazzunk (Oxigén-acetilén) 800-1200 liter/óra kapacitással. Az oxigénnyomás 2,5 bar, az acetilén nyomás 1,5 bar. Semleges lánggal. Hõmérséklet: 980 1020 C, hûtés szabad levegõn. A felületi keménység általában 58-62 HRC között van, és 3-3,5 mm mélységben a keménység értéke kb. 41 HRC. Szikraforgácsoló megmunkálás Ha az acélt edzett-megeresztett állapotban szikraforgácsolni kell, ajánlatos a megmunkálást egy "simítással" (alacsony áram, magas frekvencia) befejezni. Optimális eredmény elérésére a felületi réteget mechanikusan (pl. csiszolással) el kell távolítani. Végül a szerszámot ismét kb. 25 C -al az utolsó megeresztési hõmérséklet alatt feszültségmentesíteni kell. Nagyméretû vagy bonyolult alakú alkatrészeknél a SLEIPNER-t a szekundermaximum felett >500 C kell megereszteni (Magas hõmérsékletû megeresztés). 8
Az UDDEHOLM hidegmunkaacélok tulajdonságainak összehasonlítása ANYAGTULAJDONSÁGOK ELLENÁLLÁS A TÖNKREMENETELI MECHANIZMUSOKKAL SZEMBEN Ellenállás a kifáradási Keménység/ repedésekkel szemben Ellenállás a Ellenállás az Uddeholm képlékeny Forgácsol- Köszörül- Mérettartós- Abrazív Adhezív Duktilitás/ Szívósság/ acél alakváltozással hatóság hetõség ság kopással kopással kipattogzás törés ARNE ARNE CALMAX CALMAX RIGOR SLEIPNER SVERKER 21 21 SVERKER 3 3 VANADIS 4 VANADIS 6 VANADIS 10 VANADIS 23 9