UDDEHOLM BALDER. BALDER är varumärkesregistrerat inom EU.

Transkript

1

2 Tillförlitligt och effektivt stål är nödvändigt för att uppnå bra resultat, hög produktivitet och hög tillgänglighet. Vid val av rätt stål måste många olika parametrar vägas in. Genom att använda förstklassigt stål kan produktivitet och prestanda förbättras avsevärt. Utmärkt bearbetbarhet kräver mindre tid för färdigbearbetning av produkten, vilket gör det lättare att hålla överenskomna leveranstider. Uddeholm Balder är ett verktygsstål som ger flera fördelar i applikationer med höga krav på mekaniska egenskaper i kombination med utmärkt bearbetbarhet. ÖVERLÄGSEN BEARBETBARHET Överlägsen bearbetbarhet innebär kortare bearbetningstid. Det i sin tur gör det lättare att tillgodose kundernas krav på leveranstid. Andra fördelar är lägre kostnader för skärverktyg och ökad maskintillgänglighet. Den utmärkta bearbetbarheten visar sig framför allt vid spårfräsning med små fräsar och borrning och gängskärning av små hål. GODA MEKANISKA EGENSKAPER VID HÖGA TEMPERATURER Uddeholm Balder är ett utmärkt val för produkter som kräver hög varmhållfasthet, anlöpningsbeständighet och hög beständighet mot termisk utmattning. Det har även mycket god nötningsbeständighet vid både låga och höga temperaturer. STÅL FRÅN UDDEHOLM FÖR VÄNDSKÄRSVERKTYG Uddeholm Balder ger vändskärsverktyg, som borrar och fräsar, längre livslängd och bättre prestanda. Uddeholm Balder är idealiskt för skärverktyg som utsätts för höga temperaturer och tung spånavverkning och har höga krav på bearbetbarhet i förhärdat tillstånd. UDDEHOLMS AB Ingen del av denna publikation får reproduceras eller överföras i kommersiellt syfte utan tillstånd från upphovsrättsinnehavaren. BALDER är varumärkesregistrerat inom EU. Uppgifterna i denna trycksak bygger på vårt nuvarande kunnande och är avsedda att ge allmän information om våra produkter och deras användningsområden. De får således inte anses utgöra någon garanti för att de beskrivna produkterna har vissa egenskaper eller är lämpliga för speciella ändamål. Klassificerat enligt EU-direktiv 1999/45/EC. För ytterligare information se våra Materialsäkerhetsdatablad. Utgåva 1, Senast uppdaterade utgåva av denna broschyr är den engelska version som alltid finns publicerad på vår webbplats, SS-EN ISO 9001 SS-EN ISO 14001

3 Allmänt Uddeholm Balder är ett krom-molybdenvanadin-nickellegerat högpresterande verktygsstål som kännetecknas av: mycket god varmhållfasthet utomordentlig anlöpningsbeständighet utmärkt bearbetbarhet god seghet och duktilitet god abrasiv nötningsbeständighet vid både låga och höga temperaturer Uddeholm Balder har förbättrad bearbetbarhet, speciellt i härdat och anlöpt skick, vilket underlättar applikationer som borrning och gängskärning av små hål. Det är lämpat för induktionshärdning och kan även PVD-beläggas utan att minska verktygets hårdhet. Rikt- C Si Mn Cr Mo V Ni analys % 0,3 0,3 1,2 2,3 0,8 0,8 4,0 Standardspecifikation Ingen Leverans- Härdat till HRC tillstånd Mjukglödgat på begäran Egenskaper Angivna egenskaper är baserade på prover tagna i mitten av en stång på 200 mm. Om inget annat anges har alla prover härdats till HRC (leveranstillstånd). Fysikaliska egenskaper Data vid rumstemperatur respektive förhöjd temperatur. Temperatur 20 C 400 C 600 C Densitet kg/m Elasticitetsmodul N/mm Värmeutvidgningskoefficient per C från 20 C 12,0 x ,0 x 10 6 Värmeledningskoefficient W/m C Specifikt värme J/kg C 435 Färgkod Brun/mörkröd härdat Brun/mörkblå mjukglödgat Mekaniska egenskaper DRAGHÅLLFASTHET Användningsområden Uddeholm Balder är avsett för applikationer med höga krav på varmhållfasthet hos materialet i kombination med utmärkt bearbetbarhet. Användningsexempel: Vändskärsborrar och vändskärsfräsar Fräschuckar och verktygskonor Konstruktionsdetaljer med stränga krav på varmhållfasthet Hårdhet 310 HB* 44 HRC** 47 HRC*** Slutlig draghållfasthet Rm MPa kp/mm Sträckgräns Rp0,2 MPa kp/mm Förlängning A 5 % Kontraktion Z % * Mjukglödgat tillstånd ** Leveranstillstånd *** 1020 C / 30 minuter, luftkylning, 550 C / 2 x 2 timmar TRYCKHÅLLFASTHET Hårdhet 310 HB* 44 HRC** 47 HRC*** Stukgräns Rc0,2 MPa kp/mm * Mjukglödgat tillstånd ** Leveranstillstånd *** 1020 C / 30 minuter, luftkylning, 550 C / 2 x 2 timmar 3

4 HÅLLFASTHETSEGENSKAPER VID FÖRHÖJD TEMPERATUR Längsriktning Rm, Rp0,2 MPa (N/mm 2 ) Rp0,2 Rm A 5 A 5, Z % Z Provningstemperatur C Värmebehandling Mjukglödgning Skydda stålet och genomvärm det till 650 C, hålltid 24 timmar. Kyl sedan fritt i luft. Avspänningsglödgning Vid bearbetning av härdat och anlöpt material i leveranstillstånd ska verktyget efter grovbearbetning genomvärmas till 550 C, hålltid 2 timmar. Kylning fritt i luft. Vid bearbetning av mjukglödgat material ska verktyget efter grovbearbetning genomvärmas till 650 C, hålltid 2 timmar. Kyl långsamt till 500 C och sedan fritt i luft. ANLÖPNINGSBESTÄNDIGHET Hårdhet, HRC C 550 C 600 C 650 C Härdning Förvärmningstemperatur: C, vanligtvis i två steg. Austenitiseringstemperatur: C, normalt C. Temperatur Hålltid* Hårdhet före C minuter anlöpning ±1 HRC ±1 HRC ±1 HRC * Hålltid = tid vid härdningstemperatur sedan verktyget är helt genomvärmt 20 0, Tid, timmar Skydda detaljen mot avkolning under härdning. Vändskärsfräs 4

5 CCT DIAGRAM Austenitiseringstemperatur 950 C. Hålltid 30 minuter. C Austenitizing temp. 950 C (1740 F) Holding time 30 minutes Ac 1f = 830 C (1520 F) Ac 1s = 670 C (1240 F) 500 Cooling Kurva Curve Hardness Hårdhet T Nr. No. HV 10 (sec) (sek) M s M 100 f Martensite Seconds Sekunder Minutes Minuter Timmar Hours Air Luftkylning cooling of av stänger, bars, Ø mm HÅRDHET, KORNSTORLEK OCH RESTAUSTENIT SOM FUNKTION AV AUSTENITISERINGS- TEMPERATUREN Hårdhet, HRC Restaustenit C Austenitiseringstemperatur Kornstorlek, ASTM Restaustenit, % 25 Hårdhet Kornstorlek Släckningsmedel Crkulerande luft eller gas Vakuum (cirkulerande med tillräckligt övertryck). Avbruten svalning vid C rekommenderas vid risk för formförändring och sprickor Etappbad eller virvelbädd vid C, därefter svalning i luft Etappbad eller virvelbädd vid ca C, därefter svalning i luft Varm olja, ca 80 C Anm. 1: Anlöp verktyget så snart temperaturen sjunkit till C. Anm. 2: För att uppnå optimala verktygsegenskaper ska svalningen ske så snabbt som möjligt, men inte så snabbt att otillåten deformation eller sprickbildnng uppstår. 5

6 Anlöpning Välj anlöpningstemperatur i nedanstående diagram beroende på önskad hårdhet. Anlöp två gånger med mellanliggande svalning till rumstemperatur. Lägsta anlöpningstemperatur är 200 C. Hålltid vid angiven temperatur ska vara minst 2 timmar. För att undvika anlöpningssprödhet bör anlöpning inte ske inom temperaturområdet C, se diagram. ANLÖPNINGSDIAGRAM Hårdhet, HRC 55 Austenitiseringstemp C 1020 C C Restaustenit 1000 C 980 C Anlöpningssprödhet Restaustenit, % C Anlöpningstemperatur (2 + 2 timmar) Anlöpningskurvorna är framtagna efter värmebehandling av prover i dimension 15 x 15 x 40 mm, kylning i cirkulerande luft. Beroende på verktygsstorlek och värmebehandlingsparametrar kan hårdheten bli lägre. ANLÖPNINGSTEMPERATURENS INVERKAN PÅ SLAGSEGHETEN (CHARPY) VID RUMS- TEMPERATUR Längsriktning. Slagseghet, J Hårdhet, HRC Anlöpningssprödhet C Anlöpningstemperatur (2 + 2 timmar) 8 4 Dimensionsförändringar Under härdning och anlöpning utsätts detaljen för både värme- och omvandlingsspänningar. Dessa spänningar resulterar i formförändring. För att kunna förutsäga maximal formförändring vid korrekt utförd släckning rekommenderas alltid avspänningsglödgning mellan grov och halvfärdig bearbetning före härdning. Dimensionsförändringarna har uppmätts efter austenitisering vid 1020 C i 30 minuter med efterföljande svalning. Provplatta 100 x 100 x 100 mm DIMENSIONSFÖRÄNDRINGAR UNDER HÄRDNING Bredd Längd Tjocklek % % % Oljehärdning min +0,02-0,14 +0,04 från 1020 C max +0,27 +0,10 +0,28 Lufthärdning min +0,01-0,09-0,03 från 1020 C max +0,15-0,19 +0,11 Vakuumhärdning min +0,09-0,03 +0,11 från 1020 C max +0,13-0,08 +0,20 DIMENSIONSFÖRÄNDRINGAR UNDER ANLÖPNING Dimensionsförändringar, % +0,12 +0,08 +0,04 0-0,04-0,08-0, C Anlöpningstemperatur (2 + 2 timmar) Anmärkning: Dimensionsförändringarna vid härdning och anlöpning skall adderas. Vändskärspinnfräs. 6

7 Ytbehandling Nitrering och nitrokarburering Nitrering och nitrokarburering ger ett hårt ytskikt som är mycket beständigt mot nötning och erosion. Nitrerskiktet är emellertid sprött och kan spricka eller flagna när det utsätts för mekaniska eller termiska chocker. Risken ökar med skikttjockleken. Nitrering i ammoniakgas vid 510 C eller plasmanitrering i en blandning av 75 % väte/ 25 % kväve vid 480 C ger båda en ythårdhet på ca 1100 HV 0,2. I allmänhet är plasmanitrering att föredra eftersom denna metod ger bättre kontroll av kvävepotentialen; framförallt är det lättare att undvika att det mycket spröda så kallade vita skiktet bildas. Även varsam gasnitrering kan ge fullt acceptabla resultat. Uddeholm Balder kan också nitrokarbureras i antingen gas eller saltbad för att uppnå en ythårdhet på HV 0,2. NITRERDJUP Tid Nitrerdjup Process timmar mm Gasnitrering 10 0,12 vid 510 C 30 0, ,28 Plasmanitrering 10 0,12 vid 480 C 30 0, ,22 Nitrering till härddjup på mer än 0,3 mm rekommenderas inte för komponenter avsedda för varmarbete. Uddeholm Balder kan även nitreras i mjukglödgat tillstånd. I detta fall blir dock hårdhet och nitrerdjup något reducerade. Sätthärdning Syftet med sätthärdning är att uppnå en hård nötningsbeständig yta och en seg kärna. Ytan uppnår en hårdhet på 60 ±2 HRC och kärnan en hårdhet på 50 ±2 HRC. För att uppnå önskade dimensioner ska slipning utföras som en sista operation efter sätthärdning. Föroxidation görs för att undvika ojämn uppkolning. Om olika ugnar används för föroxidation och uppkolning måste detaljen överföras mellan ugnarna så snabbt som möjligt. ALTERNATIV 1 Föroxidation: 400 C, hålltid 1 timme. Uppkolning: 900 C, kolpotential 0,75, hålltid beroende på önskat sätthärdningsdjup. Kylning: I luft sedan flytande kväve -196 C Anlöpning: 260 C, hålltid 2 x 1 timme. ALTERNATIV 2 Föroxidation: 400 C, hålltid 1 timme. Uppkolning: Steg C, kolpotential 0,6, hålltid 3 timmar. Tiden ställs in beroende på önskat sätthärdningsdjup. Steg C, kolpotential 0,4, hålltid 10 min. Steg C, kolpotential 0,4, hålltid 20 min. Kylning: I luft, sedan i kallt vatten 5 C. Anlöpning: 180 C, hålltid 2 x 1 timme. Uppkolningstid i steg 1 Sätthärdningsdjup mm 2 timmar ~0,4 4 timmar ~0,7 16 timmar ~1,3 7

8 Skärdatarekommendationer Nedanstående skärdata för Uddeholm Balder är att betrakta som riktvärden, vilka måste anpassas till rådande lokala förutsättningar. För mer detaljerade anvisningar se Uddeholms broschyr Skärdatarekommendationer. Leveranstillstånd: härdat och anlöpt HRC Svarvning Svarvning med hårdmetall Skärdataparameter Grovsvarvning Finsvarvning Skärhastighet (v c ) m/min Matning (f) mm/varv 0,2 0,4 0,05 0,2 Skärdjup (a p ) mm 2 4 0,5 2 Hårdmetallbeteckning P10 P15 P10 ISO Belagd Belagd hårdmetall hårdmetall eller cermet Fräsning PLAN- OCH HÖRNFRÄSNING Fräsning med hårdmetall Skärdataparameter Grovfräsning Finfräsning Skärhastighet (v c ) m/min Matning (f z ) mm/tand 0,15 0,25 0,10 0,20 Skärdjup (a p ) mm Hårdmetallbeteckning P20 P40 P10 P20 ISO Belagd Belagd hårdhårdmetall metall eller cermet PINNFRÄSNING Typ av fräs Skärdata- Solid Hårdmetallparameter hårdmetall vändskär Snabbstål Skärhastighet (v c ) m/min ) Matning (f z ) mm/tand 0,03 0,15 1) 0,08 0,15 1) 0,05 0,20 1) Hårdmetallbeteckning Micrograin P15 P30 ISO Belagd Belagd hårdmetall hårdmetall 1) Beroende på radiellt skärdjup och fräsdiameter 2) För belagd snabbstålsfräs v c = m/min. Borrning TiCN-BELAGD SNABBSTÅLSBORR Borrdiameter Skärhastighet (v c ) Matning (f) mm m/min. mm/varv ,03 0, ,15 0, ,20 0, ,25 0,30 HÅRDMETALLBORR Typ av borr Skärdata- Korthåls- Solid Hårdparameter borr hårdmetall metallborr 1) Skärhastighet (v c ) m/min Matning (f) mm/varv 0,05 0,10 2) 0,05 0,15 3) 0,10 0,15 4) 1) Borr med utbytara eller lödda hårdmetallskär 2) Matningshastighet för borrdiameter mm 3) Matningshastighet för borrdiameter 5 20 mm 4) Matningshastighet för borrdiameter mm Vändskärsfräs för planfräsning. 8

9 Mjukglödgat tillstånd ~310 HB Svarvning Svarvning med hårdmetall Svarvning med snabbstål Skärdata- Grov- Fin- Finparameter svarvning svarvning svarvning Fräsning PLAN- OCH HÖRNFRÄSNING Skärhastighet (v c ) m/min Matning (f) mm/varv 0,2 0,4 0,05 0,2 0,05 0,3 Skärdjup (a p ) mm 2 4 0,5 2 0,5 3 Hårdmetallbeteckning P10 P15 P10 ISO Belagd Belagd hårdhårdmetall metall eller cermet Fräsning med hårdmetall Skärdataparameter Grovfräsning Finfräsning Skärhastighet (v c ) m/min Matning (f z ) mm/tand 0,2 0,4 0,1 0,2 Skärdjup (a p ) mm Hårdmetallbeteckning P20 P40 P10 P20 ISO Belagd Belagd hårdhårdmetall metall eller cermet PINNFRÄSNING Borrning SNABBSTÅLSBORR Borrdiameter Skärhastighet (v c ) Matning( f) mm m/min. mm/varv * 0,08 0, * 0,20 0, * 0,30 0, * 0,35 0,40 * För belagd snabbstålborr v c = m/min. HÅRDMETALLBORR Typ av borr Skärdata- Korthåls- Solid Hårdparameter borr hårdmetall metallborr 1) Skärhastighet (v c ) m/min Matning (f) mm/varv 0,06 0,15 2) 0,08 0,30 3) 0,15 0,25 4) 1) Borr med utbytara eller lödda hårdmetallskär 2) Matningshastighet för borrdiameter mm 3) Matningshastighet för borrdiameter 5 20 mm 4) Matningshastighet för borrdiameter mm Slipning Nedan ges en mycket allmän slipskiverekommendation. För mera detaljerade anvisningar hänvisas till Uddeholms broschyr Slipning av verktygsstål. Typ av Mjukglödgat Härdat slipoperation tillstånd tillstånd Planslipning rak skiva A 46 HV A 46 GV Planslipning segment A 24 GV A 36 GV Rundslipning A 46 LV A 60 KV Innerslipning A 46 JV A 60 JV Profilslipning A 100 KV A 120 JV Typ av fräs Skärdata- Solid Hårdmetallparameter hårdmetall vändskär Snabbstål Skärhastighet (v c ) m/min ) Matning (f z ) mm/tand 0,03 0,20 2) 0,08 0,20 2) 0,05 0,35 2) Hårdmetallbeteckning Micrograin P20 P30 Belagd Belagd hårdmetall hårdmetall 1) För belagd snabbstålsfräs v c = m/min. 2) Beroende på radiellt skärdjup och fräsdiameter 9

10 Flam-, induktions- och laserhärdning Uddeholm Balder kan flam- eller induktionshärdas till en hårdhet på ca HRC. Austenitiseringstemperaturen är C. Kylning i luft är att föredra. Anlöpning vid C rekommenderas efter flam-, induktions- eller laserhärdning. Hålltid 2 x 1 timme. PVD-beläggning Uddeholm Balder kan PVD-beläggas utan att minska komponentens hårdhet. Gnistbearbetning Om gnistbearbetning utförs i härdat och anlöpt skick ska det vita skiktet avlägsnas mekaniskt, t.ex. genom slipning eller bryning. Komponenten ska sedan anlöpas ytterligare vid ca 550 C, hålltid 2 timmar. Ytterligare information Kontakta närmaste Uddeholmskontor för ytterligare information om Uddeholms verktygsstål vad beträffar sortiment, värmebehandling, användningsområden och tillgänglighet. Hårdförkromning Efter hårdförkromning ska detaljerna anlöpas vid 180 C i 4 timmar för att undvika risken för väteförsprödning. Svetsning Uddeholm Balder kan svetsas med gott resultat om hänsyn tas till förhöjd temperatur, fogberedning, val av elektroder och stränguppbyggnad. Svetsmetod TIG MMA Förvärmnings. temperatur* C C Tillsatsmaterial DIEVAR TIG-WELD QRO 90 TIG-WELD QRO 90 WELD UTP A 73G2 UTP 73G2 Svalningshastighet C/timme de första 2 3 timmarna, därefter fritt i luft. Hårdhet efter HRC HRC svetsning (DIEVAR, QRO 90) (QRO 90) HRC HRC (A 73G2) (73G2) Värmebehandling efter svetsning Härdat och anlöpt tillstånd Anlöp vid 550 C, hålltid 2 timmar Mjukglödgat Mjukglödga vid 650 C 24 timmar. tillstånd Kylning fritt i luft. * Förvärmning kan uteslutas i de fall där man kan räkna med låga spänningar (mindre svetsfogar). Mer detaljerad information finns i Uddeholms broschyr Svetsning av verktygsstål. 10

11 Network of excellence UDDEHOLMs globala närvaro innebär att du alltid kan vara säker på att få samma höga kvalitet var du än befinner dig. Inom Pacificområdet i Asien representeras vi av ASSAB som är vår exklusiva säljkanal. Tillsammans befäster vi ställningen som världsledande leverantör av verktygsstål.

12 UDDEHOLM UDDEHOLM är världsledande leverantör och tillverkare av verktygsstål. Det är en position vi har nått genom att ständigt bidra till bättre affärer för våra kunder. Genom lång erfarenhet, grundlig forskning och kontinuerlig utveckling av nya produkter är vi väl rustade att lösa alla de problem som kan uppstå. Det är en tuff utmaning, men målsättningen är lika tydlig som alltid att vara bästa affärspartner och förstahandsleverantör. Vi finns över hela världen. Det innebär att du alltid kan vara säker på att få samma höga kvalitet var du än befinner dig. Inom Pacificområdet i Asien representeras vi av ASSAB, som är Uddeholms exklusiva säljkanal. Tillsammans befäster vi ställningen som världsledande leverantör av verktygsstål. Vår globala närvaro gör det enkelt att vara kund hos oss, och det finns alltid en Uddeholm- eller ASSAB-representant nära till hands för rådgivning och support. Det handlar om förtroende, såväl i långvariga samarbeten som vid utveckling av nya produkter. För oss är förtroende något man lever upp till varje dag. Mer information finner du på eller Uddeholms lokala hemsida.