UDDEHOLMS AB Ingen del av denna publikation får reproduceras eller överföras i kommersiellt syfte utan tillstånd från upphovsrättsinnehavaren.

Transkript

1 UDDEHOLM SVERKER 21

2 UDDEHOLMS AB Ingen del av denna publikation får reproduceras eller överföras i kommersiellt syfte utan tillstånd från upphovsrättsinnehavaren. 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 6, reviderad , ej tryckt 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 UDDEHOLM SVERKER 21 HÖRNSTENEN FÖR KALLARBETSVERKTYG Uddeholm Sverker 21 utvecklades redan i början av 1930-talet och är fortfarande aktuellt eftersom ledeburitiska 12 % Cr-stål fortfarande är den vanligaste stålsorten för kallarbetsverktyg över hela världen. EGENSKAPSPROFIL Uddeholm Sverker 21 är ett verktygsstål med mycket god abrasiv slitstyrka men med ett ganska begränsat motstånd mot urflisning. Då Uddeholm Sverker 21 är det mest använda kallarbetsstålet ger detta erfarenhet och goda kunskaper för alla typer av behandlingar och processer för verktygstillverkning. APPLIKATIONER Egenskaperna hos Uddeholm Sverker 21 ger ett stål lämpligt för verktyg till medellånga produktionsserier i applikationer där abrasiv nötning dominerar, men där risken för urflisning och sprickbildning är mindre, t.ex. för stansning och formning av tunna och hårda arbetsmaterial. 3

4 Allmänt Uddeholm Sverker 21 är ett verktygsstål med hög kol- och kromhalt, legerat med molybden och vanadin. Det kännetecknas av: mycket god slitstyrka hög tryckhållfasthet hög ythårdhet efter härdning goda genomhärdningsegenskaper mycket god stabilitet vid härdning god anlöpningsbeständighet C Si Mn Cr Mo V Riktanalys % 1,55 0,3 0,4 11,3 0,8 0,8 Standarder SS 2310, AISI D2, W.-Nr Leveranstillstånd Mjukglödgat till ca 210 HB Färgmärkning Klippning Material- Materialhårdhet, HRC tjocklek <180 >180 Verktyg för: Gul/vit Användningsområden Uddeholm Sverker 21 rekommenderas för verktyg som kräver mycket hög slitstyrka i kombination med god seghet (motståndskraft mot chockbelastning). Stålet rekommenderas för användning där slitstyrka är ett krav, t ex för stans- och klippverktyg för tunna hårda material, pressverktyg för stora serier, formningsverktyg samt formar för keramik och nötande plaster. Dessutom används det till skärning av tjockare och hårdare material, samt i formningsverktyg som är utsatta för böjpåkänning och där slagbelastningar är aktuella. Uddeholm Sverker 21 levereras i olika utföranden, bl a varmvalsat, förbearbetat och finbearbetat. Den kan också erhållas i form av hålad stång och ringar. klippning, finklippning, <3 mm skäggning, kapning 3 6 mm Korta kallsaxar, knivar för plastupphuggning, granuleringsknivar Kapnings- och skäggningsverktyg (varmt) för smidesstycken (kallt) Träfräsar, rivare och brotschar Plastisk bearbetning Hårdhet HRC Verktyg för: bockning, prägling, djuppressning, trycksvarvning och flytpressning Präglingsstämplar, kallprägling Dynor för kallpressning Stämplar för kallpressning Valsar för rör- och sektionsvalsning, plana valsar Stämplar och dynor för pulverpressning Dynor för formning av: keramiska material, tegel, kakelplattor, slipskivor, tabletter, slitande plaster Verktyg för gängrullning Kallstukningsverktyg Krosshammare Sänkplattor Dornar för kalldragning av rör Tolkar, mätverktyg, styrlinjaler, bussningar, styrningar, lättringstrissor, sandblästringsmunstycken Egenskaper Fysikaliska data Härdat och anlöpt till hårdhet 62 HRC. Data vid rumstemperatur och förhöjd temperatur. Temperatur 20 C 200 C 400 C Densitet kg/m Dilatationskoefficient vid låg anlöpningstemperatur per C från 20 C 12,3 x 10-6 vid hög anlöpningstemperatur per C från 20 C 11,2 x x 10-6 Värmeledningsförmåga W/m C 20,0 21,0 23,0 Elasticitetsmodul N/mm Specifikt värme J/kg C 460 Tryckhållfasthet Värdena skall betraktas som ungefärliga. Hårdhet HRC Stukgräns Rc0,2 MPa

5 Värmebehandling allmänna rekommendationer Mjukglödgning Skydda stålet mot avkolning och genomvärm till 850 C. Kyl sedan i ugn med 10 C per timme ned till 650 C och därefter fritt i luft. Avspänningsglödgning Efter grovbearbetning skall verktyget genomvärmas till 650 C. Hålltid 2 timmar. Kyl sakta till 500 C och därefter fritt i luft. Härdning Förvärmningstemperatur: C Austenitiseringstemperatur: C, normalt C. Temperatur Hålltid* Ythårdhet före C minuter anlöpning ~63 HRC ~64 HRC ~65 HRC * Hålltid = tid vid austenitiseringstemperatur sedan verktyget är fullt genomvärmt Skydda detaljen mot avkolning och oxidation under härdningen. Släckningsmedel Olja (enbart för enkla dimensioner) Vakuum med gasövertryck Blästerluft/gas Etappbad eller fluidiserande bädd vid C, därefter kylning i luft Notera: Anlöp så snart verktygets temperatur är C. Uddeholm Sverker 21 genomhärdar i alla vanliga dimensioner. HÅRDHET, KORNSTORLEK OCH RESTAUSTENIT SOM FUNKTION AV AUSTENITI- SERINGSTEMPERATUREN Kornstorlek ASTM Hårdhet, HRC Anlöpning Välj anlöpningstemperatur med ledning av anlöpningskurva för önskad hårdhet. Anlöp två gånger med mellanliggande kylning till rumstemperatur. Lägsta anlöpningsteperatur 180 C. Hålltid vid anlöpningstemperatur min 2 timmar. ANLÖPNINGSDIAGRAM Hårdhet, HRC 70 Austenitiseringstemperatur C Kornstorlek Restaustenit % Restaustenit Austenitiseringstemperatur C Restaustenit 1080 C Restaustenit, % 1080 C Anlöpningstemperatur, C Hårdhet, HRC 70 Austenitiseringstemperatur C C Restaustenit, % 25 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 Restaustenit 1020 C C Anlöpningstemperatur, C 5

6 Dimensionsförändringar efter härdning och anlöpning Värmebehandling: austenitiseringstemperatur 1020 C, 30 minuter. Kylning i vakuum med 2 bar övertryck. Anlöpning vid olika temperaturer 2 x 2 timmar. Provstavsstorlek: 80 x 80 x 80 mm. Dimensionsförändringar % +0,20 +0,15 +0,10 Längd 1020 C +0,05 0-0,05 Bredd 1020 C -0,10-0,15 Tjocklek 1020 C -0, Anlöpningstemperatur C Notera: Rekommenderad arbetsmån: 0,15%. Djupkylning Detaljer som kräver maximal dimensionsstabilitet bör djupkylas, för att inte volymförändringar skall inträffa med tiden. Detta gäller exempelvis för mätverktyg och vissa konstruktionsdetaljer. Omedelbart efter härdningen djupkyles detaljen vid -70 à -80 C med hålltid 3 4 timmar, följt av anlöpning. Djupkylning ger en hårdhetsökning på 1 3 HRC. Undvik komplicerade former på grund av sprickrisken. Även åldring vid C under timmar kan förekomma. Nitrering Nitrering ger ett hårt ytskikt, som är mycket resistent mot nötning och erosion. Även korrosionsbeständigheten ökar. Nitrering i ammoniakgas vid temperatur 525 C ger en hårdhet på ca 1250 HV 1. Nitreringstemperatur Nitreringstid Nitrerdjup C timmar mm , , ,35 Två timmars nitrokarburering vid 570 C ger en ythårdhet på ca 950 HV 1. Skikttjockleken med denna hårdhet blir µm. Värdena gäller för härdat och anlöpt material. Följdverktyg. 6

7 Skärdatarekommendationer Nedanstående skärdata är att betrakta som riktvärden, vilka måste anpassas till rådande lokala förutsättningar. Ytterligare information finns i Uddeholms tekniska rapport Skärdatarekommendationer. Svarvning Fräsning PLAN- OCH HÖRNFRÄSNING 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 ISO K20, P20* K20, P20* * Använd en Al 2 O 3 -belagd hårdmetall PINNFRÄSNING Svarvning med hårdmetall Typ av fräs Svarvning med snabbstål Skärdata- Grov- Fin- Finparameter svarvning svarvning svarvning 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 2 Hårdmetallbeteckning ISO K15 K20* K15 K20* * Använd en Al 2 O 3 -belagd hårdmetall Borrning SNABBSTÅLSBORR Borrdiameter Skärhastighet (v c ) Matning (f) mm m/min mm/varv * 0,05 0, * 0,15 0, * 0,20 0, * 0,25 0,35 * Belagd snabbstålsborr v c =18 20 m/min. HÅRDMETALLBORR Typ av borr Skärdata- Korthåls- Solid hård- Hårdparameter borr metallborr metallborr 1) Skärhastighet (v c ) m/min Matning (f) mm/varv 0,05 0,25 2) 0,10 0,25 3) 0,15 0,25 4) 1) Borr med utbytbara 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 sliprekommendationer hänvisas till broschyren Slipning av verktygsstål. Mjukglödgat Härdat Slipoperation tillstånd tillstånd Planslipning rak skiva A 46 HV B151 R75 B3 1) A 46 GV 2) Planslipning segment A 24 GV 3SG 36 HVS 2) A 36 GV Rundslipning A 46 KV B126 R75 B3 1) A 60 KV 2) Innerslipning A 46 JV B126 R75 B3 1) A 60 HV Profilslipning A 100 LV B126 R100 B6 1) A 120 JV 2) 1) Välj om möjligt en CBN-slipskiva för denna operation 2) Här rekommenderas en slipskiva med sintrad Al 2 O 3 Skärdata- Solid Hårdmetallparameter hårdmetall vändskär Snabbstål Skärhastighet (v c ) m/min ) Matning (f z ) mm/tand 0,03 0,2 2) 0,08 0,2 2) 0,05 0,35 2) Hårdmetallbeteckning ISO K15 K20 3) 1) För belagd snabbstålsfräs v c = m/min. 2) Beroende på radiellt skärdjup och fräsdiameter 3) Använd en Al 2 O 3 -belagd hårdmetall 7

8 Svetsning Svetsning av verktygsstål kan genomföras med gott resultat om hänsyn tas till förhöjd arbetstemperatur, fogberedning, elektrodval och stränguppbyggnad. Verktyg, som skall poleras eller fotoetsas, måste svetsas med artegna elektroder. Svets- Arbets- Tillsats- Hårdhet efter metod temperatur material svetsning MMA C Inconel Typ HB UTP 67S HRC Castolin EutecTrode HRC Castolin EutecTrode HRC TIG C Inconel Typ HB UTPA 73G HRC UTPA 67S HRC UTPA HRC Castotig 45303W HRC Gnistbearbetning Om gnistbearbetning utföres på verktyg i härdat och anlöpt tillstånd, bör en extra anlöpning utföras vid en temperatur som ligger ca 25 C under föregående anlöpningstemperatur. För ytterligare information se Uddeholms broschyr Gnistbearbetning av verktygsstål. Ytterligare information Kontakta närmaste Uddeholmskontor för ytterligare information om val, värmebehandling, användning, leveransformer och leveransutföranden av Uddeholms verktygsstål samt produktbroschyren Stål för kallarbetsverktyg. Jämförelsetabell för Uddeholms kallarbetsstål Materialegenskaper och motstånd mot skademekanismer Hårdhet/ Motstånd mot Motstånd mot utmattning Motstånd Duktilitet/ Seghet/ mot plastisk Dimensions- Abrasiv Adhesiv Motstånd mot Motstånd mot Stålsort deformation Skärbarhet Slipbarhet stabilitet nötning nötning urflisning totalhaveri ARNE CALMAX CALDIE (ESR) RIGOR SLEIPNER SVERKER 21 SVERKER 3 VANADIS 4 EXTRA* VANADIS 6* VANADIS 10* VANADIS 23* VANCRON 40* * Uddeholms PM SuperClean-stål 8

9 LJUSBÅGSUGN STIGGJUTNING VÄRME- BEHANDLING VALSVERK SMIDESPRESS MASKIN- BEARBETNING LAGER Den konventionella tillverkningsprocessen I ljusbågsugnen smälts noga utvalt returstål, ferrolegeringar och slaggbildare med hjälp av ljusbågar. Smältan tappas i en skänk efter cirka 2,5 timme. Slaggdragaren avlägsnar syrerik slagg från ljusbågsugnen. I skänkugnen utförs desoxidation, legering och värmning av stålbadet. Under vakuumavgasningen avlägsnas element såsom väte, kväve och svavel. Oxider avskiljs från stålbadet genom gasomrörning och induktiv omrörning. Vid stiggjutningen fylls därefter de förberedda kokillerna med ett kontrollerat flöde från skänken. VARMBEARBETNING Våra valsverk är skräddarsydda för tillverkning av verktygsstål. I Götvalsverket valsas göt från stålverket ut till ämnen eller grövre färdig stång. I Stångvalsverket valsas därefter stålämnen från Götverket vidare till stångstål i olika dimensioner och profiler. Vår Smidespress är en av världens mest moderna. Med en presskraft på 40 MN (4000 ton) arbetar pressen med såväl friformsmide som stuksmide. Via en kraftfull götbearbetning smids runda, fyrkantiga eller platta stänger från göt som väger mellan 2 och 42 ton. VÄRMEBEHANDLING Efter varmbearbetning i smidespress eller valsverk utförs värmebehandling i form av mjukglödgning eller härdning och anlöpning. Mjukglödgning resulterar i låg materialhårdhet, god maskinbearbetbarhet, en lämplig mikrostruktur för härdning och anlöpning av det färdiga verktyget. Härdat och anlöpt material är fördelaktigt för kunden då ingen ytterligare härdning och anlöpning av verktyget behöver göras. Kunden vinner därmed både tid och pengar. MASKINBEARBETNING I vår maskinbearbetning sker ytbearbetning och sågning av materialet för att avlägsna ytdeformationer och glödskal som bildats efter värmebehandling, för att såga bort ändmaterial och för att underlätta ytkontroll och ultraljudsprovning i vår kvalitetskontroll. Maskinbearbetning sker också därför att det spar material och därmed pengar åt kunden. I vår Färdigställning kapas allt material i längder helt enligt kundens önskemål. Från vårt lager går cirka 1 miljon leveranser/år till mer än kunder över hela världen. 9

10 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 STROKIRK KNAPPEN 1402 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 vår 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.