Smidesseminarium i Karlskoga 9 april Krister Axelsson. Uddeholms AB

Transkript

1 Smidesseminarium i Karlskoga 9 april 2013 Krister Axelsson Uddeholms AB

2 Material för Smidesverktyg

3 Intressanta materialegenskaper Bra varmhållfasthet och varmhårdhet. - Slitage, plastisk deformation, termisk utmattning. Tillräcklig hårdhet och förmåga att bibehålla denna vid höga temperaturer (anlöpningsbeständighet). -Slitage, plastisk deformation, termisk utmattning. Bra seghet och duktilitet i alla riktningar. Sprickor. Bra duktilitet i alla riktningar. Termisk utmattning.

4 Intressanta materialegenskaper Bra utmattningsmotstånd i alla riktningar. Sprickor. Tillräcklig härdbarhet. Viktigt vid omsänkning av kaviteter i förhärdade block. Lätt att bearbeta. Speciellt för seghärdade block. Möjligt att svetslaga.

5 Viktiga materialegenskaper Anlöpningsbeständighet Varmhållfasthet Kryphållfasthet Termisk utvidgning Värmeledningsförmåga Duktilitet/Seghet

6 Materialegenskaper som påverkas av den kemiska sammansättningen dvs stålsorten Anlöpningsbeständighet Varmhållfasthet Kryphållfasthet Termisk utvidgning Värmeledningsförmåga

7 Materialegenskaper som påverkas av materialets renhet och homogenitet dvs stålkvaliten Duktilitet/seghet

8 Uddeholms program för varmsmide Uddeholm ALVAR 14 Uddeholm ORVAR 2 Microdized Uddeholm ORVAR SUPREME Uddeholm ORVAR SUPERIOR Uddeholm VIDAR SUPERIOR Uddeholm QRO 90 SUPREME Uddeholm HOTVAR Uddeholm DIEVAR Uddeholm UNIMAX

9 Motstånd mot plastisk deformation och slitage Produktbeskrivning HOTVAR QRO 90 SUPREME UNIMAX ORVAR SUPERIOR DIEVAR ORVAR 2M ORVAR SUPREME VIDAR SUPERIOR ALVAR 14 Motstånd mot sprickor

10 Duktilitetsjämförelse mellan ett standard och ett premium H13 stål Oanvisad provstav Bra duktilitet är mycket viktigt för verktyg som utsätts för höga spänningar speciellt smides formar Hårdhet 45 HRC Ett förstklassigt premium H13-stål som Uddeholm Orvar Supreme visar utmärkta duktilitet/seghetsegenskaper i alla riktningar

11 Kostnadsisberget Synliga kostnader Material / värmebehandling Tillverkning Gömda kostnader Underhåll Produktionsstörningar Sämre tillgänglighet i produktionen

12 Skademekanismer vid varmsmide

13 Skademekanismer Slitage (nötning/erosion) Sprickor (mekanisk utmattning) Plastisk deformation Sprickor (termisk utmattning)

14 Skademekanismer Termisk utmattning Slitage Termisk Sprickor Slitage Plastisk utmattning deformation

15 Slitage

16 Slitage (nötning/erosion) Dominerande skademekanismen glödskal som glider på kavitetens yta. På konvexa radier och i skäggbanan Svetslågeeffekt

17 De mest vanliga orsakerna för slitage Arbetsmaterialets temperatur Arbetsmaterialets geometri och ytfinhet Arbetsmaterialets flytspänning Värmningsmetod för arbetsmaterialet Förvärmningstemperatur Tryck och kontakt tid Smörjningsegenskaper Verktygsmaterial Värmebehandling Ytbehandling

18 Sprickor Temporär mekanisk eller termisk överbelastning av verktyget

19 Orsaker till sprickor Otillräcklig förvärmning av verktyget Ofördelaktig verktygsdesign För låg temperatur i arbetsmaterialet För kraftig kylning/smörjning Fel val av verktygsmaterial Dålig värmebehandling/ytbehandling Felaktig verktygstillverkning

20 Seghet vid förhöjda temperaturer, centrum, S-T riktning Charpy V, J HRC 45 HRC DIEVAR C ORVAR SUPREME 45 HRC QRO 90 SUPREME 45 HRC VIDAR SUPERIOR 45 HRC

21 Termiska utmattningssprickor Orsakas av en kombination av termiska cykliska spänningar

22 Termisk utmattning Temperatur och spänningsbild i verktygsytan Dragspänningar T Temperatur Spänningar Tryckspänningar

23 Orsaker till termisk utmattning För kraftig kylning av verktygsytan Typ av kylmedia/smörjmedel För hög temperatur i kavitetens yta Otillräcklig förvärmning av verktyget Felaktigt val av verktygsstål Felaktig värmebehandling Felaktig ytbehandling

24 Undvik rester från gnistningen

25 Undvik spröda nitrerskikt

26 Nitreringsdjupets inverkan ORVAR SUPREME, 45 HRC Plasmanitrering 10% kväve och 90% väte vid 480 C Böjhållfasthet, kn/mm² 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 0,04 0,14 0,3 0,45 mm 200C 20C

27 Orsaker till plastisk deformation För hög temperatur i verktyget För låg varmhållfasthet i verktygsmaterialet För låg temperatur i arbetsmaterialet (höga flytspänningar) Felaktig värmebehandling (låg hårdhet i verktyget)

28 Parametrar som inverkar på verktygslivslängden vid varmsmide Material Design Tillverkning Värmebehandling Ytbehandling Produktion Underhåll EDM Hårdhet Härdbarhet Anlöpningsmotstånd Varmhårdhet Varmhållfasthet Duktilitet Seghet Krypmotstånd Termisk ledningsförmåga Termisk utvidgning Väggtjocklek Austenitiseringstemperatur Nitrering Kontrollerad smidesprocess, Mellanlägg, Ihopslagning Radier Polering Kylhastighet Borering Rätt temparatur på arbetsmaterialet Skäggbana Avspänning Anlöpning Förkromning Rätt form på arbetsmaterialet Lufthål Hårdhet Ytplätering Rätt positionering av arbetsmaterialet Insatser Borttagning av glödskal Temperatur i formen, kylning, smörjning Rengöring Svetsning Avspänning Omslipning Omsänkning Nitrering

29 TRUST IS SOMETHING YOU EARN, EVERY DAY.