F AKTA OM VERKTYGSSTÅL VANADIS 1 SuperClean PM kallarbetsstål med extrem slitstyrka Där verktyg tillverkas Där verktyg används
Kritiska parametrar hos verktygsstålet för GODA VERKTYGSPRESTANDA Rätt hårdhet för applikationen Hög nötningsbeständighet Hög seghet. Hög nötningsbeständighet förenas oftast med låg seghet och vice versa. För optimala verktygsprestanda är det i många fall viktigt att båda dessa egenskaper är så höga som möjligt. VANADIS 1 är ett pulvermetallurgiskt kallarbetsstål som erbjuder en extremt god kombination av nötningsbeständighet och seghet för högpresterande verktyg. VERKTYGSTILLVERKNING Skärbarhet Värmebehandling Dimensionsstabilitet vid värmebehandling Ytbehandling. Verktygstillverkning med högt legerade stål innebär i allmänhet att maskinbearbetningen och värmebehandlingen är ett större problem än för lägre legerade verktygsstål, vilket också kan leda till ökade kostnader vid verktygstillverkningen. Tack vare noggrant balanserad sammansättning och pulverteknik har VANADIS 1 en skärbarhet som är jämförbar med SS 231 och SS 2312, samt en värmebehandling liknande SS 231. Dimensionsstabiliteten vid värmebehandling är mycket bättre för VANADIS 1 än för alla andra kända högpresterande konventionella kallarbetsstål. Detta betyder exempelvis att VANADIS 1 är lämpligt för CVD-beläggning, där dimensionsförändringar vanligtvis är ett problem. Exempel: Klippning och stansning Finstansning Stansning av elektroplåt Stansning av packningar Kallextrusion Pulverpressning Djupdragning Cirkulärknivar för papper eller folie Granuleringsknivar Snäckskruvar för extrusion. Allmänt VANADIS 1 är ett höglegerat krom-molybdenvanadin-legerat stål som kännetecknas av: Extrem nötningsbeständighet Hög tryckhållfasthet God härdbarhet God seghet Mycket god dimensionsstabilitet vid värmebehandling God anlöpningsbeständighet. Rikt- C Si Mn Cr Mo V analys % 2,9 1,, 8, 1, 9,8 Mjukglödgat till ca. 28 31 HB Grön/violett Egenskaper FYSIKALISKA DATA Härdat och anlöpt till hårdhet 62 HRC. Användning VANADIS 1 är speciellt lämpligt för mycket långa serier där abrasiv/rivande nötning är det dominerande problemet. Kombinationen av extrem slitstyrka och god seghet gör VANADIS 1 till ett intressant materialval i applikationer där hårdmetall flisar ur eller brister. Leveranstillstånd Färgmärkning Temperatur 2 C 2 C 4 C Densitet kg/m 3 7 4 Elasticitetsmodul N/mm 2 22 21 2 Termisk längdutvidgningskoefficient C från 2 C 1,7 x 1-6 11,4 x 1-6 Värmeledningsförmåga W/m C 2 22 Specifik värme J/kg C 46 2
SLAGHÅLLFASTHET Ungefärlig slagseghet vid rumstemperatur efter olika anlöpningstemperaturer. Provstavsstorlek: 7 x 1 x mm, oanvisad. Härdad vid 12 C. Kyld i luft. Anlöpt två gånger. Slagenergi, Joule 3 3 2 2 1 1 HRC 4 2 3 4 6 C Anlöpningstemperatur Viktsförlust, mg/min 1 14 12 1 8 6 4 2 SLITSTYRKA VANADIS 1 Slagenergi SVERKER 21 Hårdhet, HRC 6 6 Värmebehandling MJUKGLÖDGNING Skydda stålet mot oxidation och genomvärm till 9 C. Därefter svalning i ugn med 1 C per timme till 7 C sedan fritt i luft. AVSPÄNNINGSGLÖDGNING Efter grovbearbetning skall verktyget värmas till 6 C, hålltid 2 timmar. Kyl långsamt i ugn till C, sedan fri svalning i luft. HÄRDNING Förvärmningstemperatur: 6 7 C. Austenitiseringstemperatur: 12 11 C. För grövre väggtjocklekar > mm använd 16 C. Hålltid: minimum 3 minuter. OBS! Hålltid = tid vid härdtemperatur efter det att verktyget är fullt genomvärmt. En hålltid på mindre än 3 minuter kan resultera i lägre hårdhet än avsedd. Skydda verktyget mot avkolning och oxidation under härdningen. SLÄCKNINGSMEDEL Forcerad luft eller gas Vakuum övertryck 2 bar Saltbad eller virvelbädd vid C Saltbad eller virvelbädd vid 2 3 C där 3 C är att rekommendera. Anm. 1: Anlöp verktyget så snart temperaturen nått 7 C. Anm. 2: För att uppnå optimala egenskaper i verktyget bör släckningshastigheten vara högst möjliga med hänsyn till acceptabel formförändring. Anm. 3: Saltbadsläckning bör följas av vidare kylning med forcerad luft, om väggtjockleken överstiger mm. Släckning i stillastående luft kan resultera i lägre hårdhet än avsedd. Förslitningstest. Slitmaterial: SiC. VANADIS 1 = 62 HRC, SVERKER 21 (SS 231) = 62 HRC. Typiskt användningsområde för VANADIS 1: tillverkning i långa serier av elektriska komponenter. 3
TTT-diagram Austenitiseringstemperatur 12 C. Hålltid 3 minuter. Temperatur C 11 1 9 8 7 6 4 3 M s 2 1 1 M f Bainite Pearlite Perlit Austenitizing temperature: 12 C Holding time: 3 min. 1 1 1 1 1 1 Sekunder Ac 1f Ac 1s Iso- Hårdhet termisk Tid HV1 temp. C tim. (ca.) 8 4, 297 7 18 32 7 1,1 3 67 22 34 6 4 423 6 23 23 44 89 42 61 89 4 22, 89 3 1 88 32 3, 71 3 7 642 2 22 673 1 1 1 1 Minuter 1 1 1 Timmar CCT-diagram Austenitiseringstemperatur 12 16 C. Hålltid 3 minuter. Temperatur C 11 1 Austenitizing temperature 12 C (187 F) Holding time 3 min. 9 8 Karbider Carbides Pearlite Perlit AAc c1f 1f Ac c 1s 1s 7 6 4 Bainite 3 M s 2 Martensite 1 M f 1 1 2 3 4 6 7 8 9 1 1 1 1 1 1 Sekunder Kurva Hårdhet T 8 Nr. HV 1 (sek.) 1 89 3,8 2 878 1 3 818 232 4 86 481 731 69 6 63 1389 7 9 2318 8 32 4633 9 311 6947 1 1 1 1 Minuter 1 1 1 Timmar Luftkylning av,2 1, 1 9 6 stänger, Ø mm 4
Hårdhet, HRC 7 68 66 64 62 6 8 6 Hårdhet Restaustenit Temperatur C Restaustenit % 2 97 1 12 1 17 1 1 DIMENSIONSFÖRÄNDRINGAR EFTER HÄRDNING OCH ANLÖPNING Provstav: 6 x 6 x 6 mm Hårdhet och restaustenit som funktion av austenitiseringstemperaturen. Hålltid 3 minuter. Luftkylning. Dimensionsförändring %,1,8,6,4,2, Härdtemperatur 98 C 12 C 16 C Oanlöpt 2 C C Anlöpningstemperatur ANLÖPNING Välj anlöpningstemperatur alltefter önskad hårdhet enligt nedanstående diagram. Anlöp två gånger med mellanliggande svalning till rumstemperatur, lägsta anlöpningstemperatur 18 C. Hålltid vid temperatur, minimum 2 timmar. Vid en härdningstemperatur av 11 C eller högre skall VANADIS 1 anlöpas vid minimum 2 C för att minska halten restaustenit. Provstav: 12 x 12 x 2 mm Dimensionsförändring %,1,8,6,4,2, Oanlöpt 2 C C Anlöpningstemperatur Anlöpningsdiagram Hårdhet, HRC 7 Restaustenit % 68 66 64 62 6 8 6 Austenitiseringstemperatur 16 C 12 C 11 C 4 1 Restaustenit 16 C Typiskt användningsområde för VANADIS 1. Verktyg för stansning av elektroplåt. 2 3 4 6 Anlöpningstemperatur C
DJUPKYLNING Detaljer som kräver maximal dimensionstabilitet skall djupkylas enligt följande: Omedelbart efter svalning, vid härdningen, skall detaljen djupkylas till mellan 7 och 8 C, hålltid 1 3 timmar, följt av anlöpning. Djupkylning ger en hårdhetsökning av ~1 HRC. Undvik om möjligt svåra geometrier eftersom det finns risk för uppkomst av sprickor. NITRERING Nitrering ger ett hårt ytskikt som är resistent mot nötning och erosion och reducerar benägenheten för kletning. VANADIS 1 är normalt högtemperaturanlöpt vid ~ 2 C. Det innebär att nitreringstemperaturen ej bör överstiga 2 C. Jonnitrering vid temperaturer under anlöpningstemperaturen är att föredra. Ythårdheten efter jonnitrering är ~12 HV,2kg. Skiktets tjocklek bör anpassas efter applikationen i fråga. Skärdatarekommendationer Nedanstående skärdata är att betrakta som riktvärden, vilka måste anpassas till rådande lokala förutsättningar. SVARVNING Svarvning med hårdmetall Svarvning med snabbstål Skärdata- Grov- Fin- Finparameter svarvning svarvning svarvning Skärhastighet (v c ) m/min. 4 7 7 13 1 Matning (f) mm/varv,3,6,3,3 Skärdjup (a p ) mm 2 6 2 2 Hårdmetallbeteckning ISO K1* K1* Hårdmetallborr Typ av borr Lödd Skärdata- Korthåls- Solid hårdmetallparameter borr hårdmetall borr 1) Skärhastighet (v c ) m/min. 8 13 3 2 Matning (f) mm/varv,,2 2),1,2 2),1,2 2) 1) Borr med invändiga kylkanaler och lödda hårdmetallskär. 2) Beroende på borrdiameter. FRÄSNING Plan- och hörnfräsning Fräsning med hårdmetall Fräsning med snabbstål Skärdata- Grov- Fin- Finparameter fräsning fräsning fräsning Skärhastighet (v c ) m/min. 4 8 8 11 8 Matning (f z ) mm/tand,2,4,1,2,1 Skärdjup (a p ) mm 2 2 2 Hårdmetallbeteckning ISO K1* K1* * Använd en Al 2 3 -belagd hårdmetall t ex Sandvik Coromant GC 31 eller SECO T1M. Pinnfräsning Typ av fräsverktyg Skärdata- Solid Hårdmetallparameter hårdmetall vändskär Snabbstål Skärhastighet (v c ) m/min. 2 8 8 1) Matning (f z ) mm/tand,3,2 2),8,2 2),,3 2) Hårdmetallbeteckning ISO K 2 K 1 3) 1) För belagda snabbstålsfräsar v c 1 m/min. 2) Beroende på radiellt skärdjup och fräsdiameter. 3) Använd en Al 2 O 3 -belagd hårdmetall. * Använd en Al 2 3 -belagd hårdmetall t ex Sandvik Coromant GC 31 eller SECO TP. BORRNING Snabbstålsborr Borrdiameter Skärhastighet(v c ) Matning (f) mm m/min mm/varv 8*,8,2 1 8*,2,3 1 1 8*,3,3 1 2 8*,3,4 * För belagda snabbstålsborr v c ~1 m/min. 6
SLIPNING Nedan ges en mycket allmän slipskiverekommendation. För mera detaljerade sliprekommendationer hänvisas till Uddeholms broschyr Slipning av verktygsstål. Slipskiverekommendation Glödgat Härdat Typ av slipoperation tillstånd tillstånd Planslipning A 46 HV B17 R7 B3 1) rak skiva 3SG 46 GVS 2) C 46 GV Planslipning A 24 GV 3SG 46 FVSPF 2) segment A 46 FV Rundslipning A 6 JV B126 R7 B3 1) SG 7 IVS 2) C 6 IV Innerslipning A 46 JV B17 R7 B3 1) 3SG 6 JVS 2) C 6 HV Profilslipning A 1 LV B17 R1 V 1) SG 8 JVS 2) C 12 HV 1) CBN-slipskivor är att rekommendera för dessa användningsområden. 2) Slipskiva från Norton Co. Gnistbearbetning EDM När gnistbearbetning sker i härdat och anlöpt tillstånd, avsluta alltid med ett finskär, d v s låg spänning, hög frekvens. För bästa prestanda bör gnistytan slipas/poleras samt verktyget skyddsanlöpas vid 2 C lägre temperatur än anlöpningstemperaturen. Vid gnistbearbetning av grövre dimensioner eller komplicerade geometrier skall VANADIS 1 anlöpas vid hög temperatur, över 2 C. Jämförelsetabeller för Uddeholms kallarbetsstål MATERIALEGENSKAPER OCH MOTSTÅND MOT SKADEMEKANISMER Uddeholm Hårdhet/ Plastisk deformation Skärbarhet Slipbarhet Dimensionsstabilitet Repande nötning Kletande nötning Motstånd mot utmattning Duktilitet/ motstånd urflisning Seghet/ motstånd tot.haveri CALMAX SVERKER 21 VANADIS 4 VANADIS 6 VANADIS 1 VANADIS 23 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. 7