CALMAX Stål för plastform- och kallarbetsverktyg

Transkript

1 CALMAX Stål för plastform- och kallarbetsverktyg

2 Allmänt Calmax är ett krom-molybden-vanadin-legerat stål som kännetecknas av: Utmärkt seghet God slitstyrka Goda genomhärdningsegenskaper God måttstabilitet Bra polerbarhet Bra svetsbarhet God härdbarhet vid flam- eller induktionshärdning Standard- C Si Mn Cr Mo V analys % 0,6 0,35 0,8 4,5 0,5 0,2 Leveranstillstånd Mjukglödgat till ca. 200 HB Färgmärkning Vit/violett Användningsområden Den utomordentliga kombinationen av seghet och slitstyrka gör Calmax till ett mycket användbart stål för både kallarbete och plastformning. Ytterligare information finns på sidan 6 och 7. Properties PHYSICAL DATA TRYCKHÅLLFASTHET Ungefärliga värden vid rumstemperatur. Hårdhet R cm R c0,2 HRC N/mm 2 N/mm SLAGHÅLLFASTHET Ungefärliga värden vid rumstemperatur vid olika anlöpningstemperaturer. Provstavar härdade vid 9 C i luft. Anlöpta två gånger. Brottseghet Slagenergi, Joule KIC,(MPa m) K IC C Anlöpningstemperatur C (2h + 2h) KV Temperatur 20 C 200 C 400 C Densitet kg/m Elasticitetsmodul N/mm Termisk längdutvidgningskoefficient till 0 C till 200 C till 400 C per C from 20 C 11,7 x -6 12,0 x -6 13,0 x -6 Värmeledningsförmåga W/m C Specifik värme J/kg C Formverktyg för tillverkning av elektriska komponenter. De höga kraven på slitstyrka gör Calmax till ett utmärkt materialval. 2

3 Värmebehandling MJUKGLÖDGNING Skydda stålet mot avkolning och genomvärm till 8 C, hålltid 2h. Låt sedan stålet svalna i ugn 20 C/h till 770 C, därefter svalning C/h till 650 C, därefter fritt i luft. AVSPÄNNINGSGLÖDGNING Efter grovbearbetning bör verktyget genomvärmas till 650 C, hålltid 2h. Långsam svalning till 500 C, därefter fritt i luft. HÄRDNING Förvärmningstemperatur: C. Austenitiseringstemperatur: C, normalt 9 C. Hårdhet Temperatur Hålltid* före anlöpning C minuter (HRC) *Hålltid = tid vid austenitiseringstemperatur efter det att verktyget är fullt genomvärmt. Skydda verktyget mot avkolning och oxidation under härdningen. Släckningsmedel Cirkulerande luft/gas Vakuumugn med tillräckligt övertryck Etappbad eller fluidiserande bädd vid C, följd av kylning i cirkulerande luft Olja Anm. 1: Släckning i olja medför ökad risk för dimensionsförändringar och sprickor. Anm. 2: Anlöp så snart temperaturen nått C. Hårdhet, HRC Restaustenit % C Austenitiseringstemperatur Risk för korntillväxt och därmed försämrad seghet CCT-diagram Austenitiseringstemperatur 9 C. Hålltid 30 minuter. C Austenitizing temperature 9 C Holding time 30 minutes 900 A c Karabider Carbides Pearlite Perlit A c Martensite Bainite Hårdhet och restaustenit som funktion av austenitiseringstemperaturen Hård- Kurva het T Nr. HV sek Sekunder Seconds Minuter Minutes 1 0 Timmar Hours 3

4 ANLÖPNING Välj anlöpningstemperatur efter önskad hårdhet med hjälp av anlöpningsdiagrammet. Anlöp två gånger med mellanliggande svalning till rumstemperatur. Lägsta anlöpningstemperatur 180 C i minst 2 timmar. Anlöpningsdiagram Hårdhet HRC Restaustenit % Restaustenit Austenitiseringstemperatur 9 C (17 F) C Anlöpningstemperatur C (2h + 2h) DIMENSIONSFÖRÄNDRINGAR Dimensionsförändringar efter värmebehandling varierar beroende på temperaturer, utrustning och kylmedia. Formens storlek och geometriska form är också av stor betydelse. Därför ska verktyget alltid tillverkas med tillräcklig arbetsmån för att kompensera eventuella dimensionsförändringar. Använd 0,20% som riktlinje för Calmax. Ett exempel på dimensionsförändringar på en platta, 0 x 0 x mm, härdad under ideala förhållanden, visas i nedanstående diagram. YTBEHANDLING Vissa verktyg ytbeläggs för att minska friktionen och öka nötningsmotståndet. De mest använda metoderna är nitrering samt ytbeläggning med nötningsbeständiga skikt bestående av titankarbid och titannitrid (CVD, PVD). De två vanligaste nitreringsmetoderna är jonnitrering samt gasnitrering. Jonnitrering utförs normalt vid en lägre temperatur än gasnitrering och är därför att föredra vid beläggning av Calmax, om man önskar en grundhårdhet >54 HRC. Grund- Skiktets Nitrerings- Temp. Tid Skikttjocklek hårdhet hårdhet metod C (h) µm HRC HV Jon 465* Gas 5* * Nitrertemperaturen ska vara C lägre än tidigare använd anlöpningstemperatur Ett tjockt ytskikt minskar verktygets seghet avsevärt. Skiktets tjocklek, vilken kan kontrolleras med tiden för nitreringen, bör väljas med tanke på den aktuella applikationen. Calmax kan också CVD-beläggas. Beläggningstemperaturen bör emellertid inte överstiga 9 C. Verktygen bör omhärdas efter beläggningen. PVD-beläggning kan utföras mellan 200 C och 500 C. Vid beläggning vid 200 C blir verktygets grundhårdhet högre än om beläggningen utförs vid 500 C. Skiktets vidhäftning blir emellertid bättre om 500 C används. PVD-beläggningen bör ske vid en temperatur ca 20 C lägre än sist använd anlöpningstemperatur. Härdning: 9 C/30 min./luft % 0, 0,08 Bredd Längd 0,06... Tjocklek 0,04 0,02 0 0,02 0, C Anlöpningstemperatur (2h + 2h) Ett typiskt användningsområde för Calmax där höga seghetskrav ställs på kallarbetsverktyget. 4

5 Skärdatarekommendationer Nedanstående skärdata är att beakta som riktvärden, vilka måste anpassas till rådande lokala förutsättningar. Mer information finns i Uddeholms publikation Skärdatarekommendationer. Leveranstillstånd: mjukglödgat till ~200 HB SVARVNING Svarvning med hårdmetall 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 3 Carbide designation ISO P20 P30 P Belagd hårdmetall Belagd hårdmetall eller cermet FRÄSNING Plan- och hörnfräsning Skärdata- Grovfräsning med Finfräsning med parameter hårdmetall hårdmetall Skärhastighet (v C ) m/min Matning (f Z ) mm/tand 0,2 0,4 0,1 0,2 Skärdjup (a P ) mm Hårdmetallbeteckning ISO P20 P40 P P20 Coated carbide Coated carbide or cermet Pinnfräsning Typ av fräsverktyg Skärdata- Solid Hårdmetall parameter hårdmetall vändskär Snabbstål Skärhastighet (v C ) m/min ) Matning (f Z ) mm/tand 0,006 0,20 2) 0,06 0,20 2) 0,01 0,35 2) Hårdmetallbeteckning ISO P15 P40 1) För belagda snabbstålsfräsar v C =55 m/min. BORRNING Snabbstålsborrar Borrdiameter Skärhastighet (v c ) Matning (f) mm mm mm/varv * 0,05 0, * 0, 0, * 0,20 0, * 0,25 0,30 * För belagd snabbstålsborr v c =23 25 m/min. Hårdmetallborrar Typ av borr Skärdata- Solid hård- Korthåls- Lödd hårdparameter metallborr borr metallborr 1) Skärhastighet (v c ), m/min Matning (f) mm/varv 0, 0,35 2) 0,03 0,12 2) 0,15 0,40 2) 2) Beroende på radiellt skärdjup och fräsdiameter. SLIPNING Nedan ges en mycket allmän slipskiverekommendation. För mera deltaljerade sliprekommendationer hänvisas till broschyren Slipning av verktygsstål. Slipskiverekommendation Typ av Mjukglödgat Härdat slipoperation tillstånd tillstånd Planslipning rak skiva A 46 HV A 46 HV Planslipning segment A 24 GV A 36 GV Rundslipning A 46 LV A KV Innerslipning A 46 JV A JV Profilslipning A 0 LV A 120 JV 1) Borr med invändiga kylkanaler och lödda hårdmetallskär. 2) Beroende på borrdiameter. 5

6 Svetsning Calmax kan svetsas med gott resultat om hänsyn tas till följande: 1. Håll alltid båglängden så kort som möjlig. Elektroden ska lutas 90 mot fogsidorna för att undvika smältdiken. Dessutom ska elektroden lutas mot svetsriktningen. 2. Svetsa alltid de första strängarna med mjukt tillsatsmaterial vid stora svetsreparationer. Lägg de två första lagren med samma elektroddiameter och ström. 3. Vid stora reparationer måste verktyget alltid förvärmas. 4. Fogarna måste prepareras noggrant. Rekommendationer för TIG-svetsning Hårdhet efter Hårdhet efter Förvärmnings- Tillsatsmaterial svetsning omhärdning temperatur UTPA 73G HRC 51 HRC UTPA 67S HRC 52 HRC CastoTig 5* 64 HRC C CALMAX/CARMO TIG WELD HRC HR *CastoTig 5 bör inte användas för mer än fyra svetslager p g a risken för sprickbildning. MMA (SMAW) Welding recommendations Hardness Hardness after Preheat Consumables as welded rehardening temper ESAB OK HRC 49 HRC UTP 67S HRC 52 HRC CITODUR 0B 57 HRC HRC Fontargen E HRC HRC CALMAX/CARMO WELD HRC HRC VÄRMEBEHANDLING EFTER SVETSNING Härdat tillstånd Anlöp 20 C under den tidigare anlöpningstemperaturen. Gnistbearbetning C ( F) Om gnistbearbetning utförs på verktyg i härdat och anlöpt tillstånd bör en extra anlöpning ske som ligger ca 25 C under föregående anlöpningstemperatur. Kallarbete TYPISKA ANVÄNDNINGSOMRÅDEN Allmän klippning och formning Klippning och formning av grovt material Djupdragning Prägling Kallextrusionsverktyg med komplicerad geometri Valsar Saxskär Prototypverktyg TRADITIONELLA STÅL FÖR KALLARBETE I de flesta kallarbetsverktyg som tillverkas idag används traditionella verktygsstål som O1, A2, D2 eller D6. Dessa stål har en till synes tillräcklig nötningsbeständighet samtidigt som hårdhetsnivån är lämplig för många applikationer. Den låga segheten, den dåliga flam- och induktionshärdbarheten samt dålig svetsbarhet kan emellertid orsaka låg produktivitet och höga underhållskostnader på grund av oväntade haverier. Calmax har utvecklats för att minimera dessa problem. Målet med Calmax är att optimera totalkostnaden, det vill säga lägsta möjliga verktygskostnad per producerad detalj. DAGENS KRAV Den plåtbearbetande industrin har förändrats drastiskt de senaste årtiondena. Rostfritt stål och ytbelagda band har ökat i användning och höghastighetspressar har utvecklats. Till dessa tekniska utvecklingar måste man lägga Just In Time - tillverkningen, kraven på ökad produktivitet samt garanterade verktygslivslängder. Traditionella stål specificeras fortfarande rutinmässigt, men urflisningar och sprickbildning gör att produktiviteten oftast blir lägre än beräknat. De välbalanserade egenskaperna hos Calmax är mycket bättre lämpade för moderna arbetsmaterial och produktionsmetoder. Calmax ger en hög säkerhet, vilket är av yttersta vikt för att nå optimal verktygsekonomi och maximal produktivitet. MATERIALEGENSKAPER OCH MOTSTÅND MOT SKADEMEKANISMER Mjukglödgat tillstånd Genomvärm till 8 C i skyddsatmosfär. Låt svalna i ugn C/h till 650 C, därefter fritt i luft. Ytterligare information om svetsning av verktygsstål finns i Uddeholms broschyr Svetsning av verktygsstål. Abra- Adhe- Uddeholm siv siv Deforstål nötning nötning Urflisning Totalhaveri mation CALMAX ARNE SVERKER 21 SVERKER 3 RIGOR SLEIPNER 6

7 Plastformning TYPISKA ANVÄNDNINGSOMRÅDEN Tillverkning i långa serier Formning av armerad plast Formpressningsverktyg Den utmärkta kombinationen av seghet och slitstyrka gör Calmax till ett mycket lämpligt materialval för olika plastformningsapplikationer. Verktyg tillverkade i Calmax har ett bra motstånd mot slitage, vilket ger ett säkert verktyg med lång livslängd. SVETSNING För bästa resultat efter polering och etsning bör arteget tillsatsmaterial användas. Calmax /Carmo tillsatsmaterial finns tillgängligt för detta. JÄMFÖRELSE AV EGENSKAPER Nötningsbe- Uddeholm stål ständighet Seghet Polerbarhet CALMAX GRANE ORVAR SUPREME RIGOR Ytterligare information Kontakta närmaste Uddeholmskontor för ytterligare information beträffande materialval, värmebehandling, användningsområden och tillgänglighet. Vi hänvisar också till våra applikationsbroschyrer Material för formverktyg och Stål för klipp- och pressverktyg. FOTOETSNING OCH POLERING Calmax har en mycket homogen struktur och är mycket slaggrent. Detta innebär ett mycket jämnt resultat efter etsning samt mycket bra ytfinish efter polering. P g a Calmax sammansättning bör etsning ske i vätska anpassad för högkromhaltiga stål. Ytterligare information finns i Uddeholms broschyrer Fotoetsning av verktygsstål och Polering av formstål. 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. Plast- och kallarbetsprodukter för vilka CALMAX är ett lämpligt verktygsstål. 7