UDDEHOLM VANADIS 23 SUPERCLEAN

UDDEHOLM VANADIS 23 SUPERCLEAN

UDDEHOLM VANADIS 23 SUPERCLEAN Uddeholm Vanadis 23 SuperClean är ett höglegerat pulvermetallurgiskt kallarbetsstål, jämförbart med AISI M3:2, med mycket bra motstånd mot abrasiv nötning och med hög tryckhållfasthet. Uddeholm Vanadis 23 SuperClean rekommenderas för krävande kallarbetsapplikationer såsom stansning av hårdare arbetsmaterial, t ex stål med hög kolhalt eller kallvalsat bandstål. Det är även lämpligt för skärande verktyg, såsom borrar och gängtappar. Maskinbearbetbarheten och polerbarheten är bättre än hos andra konventionella snabbstål, likaså dimensionsstabiliteten efter värmebehandling. Den pulvermetallurgiska framställningsmetoden ger ett stål med hög renhet och liten del ickemetalliska inneslutningar. 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 3, 01.2014 Senast uppdaterade utgåva av denna broschyr är den engelska version som alltid finns publicerad på vår webbplats, www.uddeholm.com SS-EN ISO 9001 SS-EN ISO 14001

Kritiska parametrar hos verktygsstålet För god verktygsprestanda Rätt hårdhet för applikationen Hög nötningsbeständighet Hög seghet, för att minska risken för urflisningar och sprickor Hög nötningsbeständighet förenas oftast med låg seghet och vice versa. För optimal verktygsprestanda är det i många fall viktigt att båda dessa egenskaper är så höga som möjligt. Uddeholm Vanadis 23 SuperClean är ett pulvermetallurgiskt kallarbetsstål som erbjuder en extremt god kombination av nötningsbeständighet och seghet för högpresterande verktyg. För verktygstillverkning Maskinbearbetbarhet Värmebehandling Slipbarhet 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. Detta kan också leda till ökade kostnader vid verktygstillverkningen. Den väl balanserade kemiska sammansättningen och den pulvermetallurgiska framställningsmetoden gör att Uddeholm Vanadis 23 SuperClean har bättre maskinbearbetbarhet än liknande konventionella snabbstål och höglegerade kallarbetsstål. En annan viktig fördel är att dimensionsstabiliteten vid värmebehandling är mycket bättre och jämnare för Uddeholm Vanadis 23 SuperClean än för alla andra kända högpresterande kallarbetsstål. Detta, tillsammans med den höga hårdheten, goda segheten och den höga anlöpningstemperaturen, betyder att stålet är mycket lämpligt för ytbeläggningar, särskilt PVD-beläggning. Användning Uddeholm Vanadis 23 SuperClean är speciellt lämpligt för stansning och formning av tunnare arbetsmaterial, där förslitningen av verktyget är blandad (abrasiv/adhesiv) eller rent abrasiv och där en hög tryckhållfasthet krävs för att undvika plastisk deformation av verktyget t ex: stansning av stål med medelhög till hög kolhalt stansning av hårdare arbetsmaterial t ex härdat eller kallvalsat bandstål plastformstål med hög abrasiv nötningsbeständighet komponenter för plastformning, t ex matarskruvar, innerrör, munstycken, skruvspetsar, granuleringsknivar Allmänt Uddeholm Vanadis 23 SuperClean är ett höglegerat krom-molybden-vanadin-legerat stål som kännetecknas av: god abrasiv nötningsbeständighet hög tryckhållfasthet mycket god härdbarhet god seghet mycket god dimensionsstabilitet vid värmebehandling mycket god anlöpningsbeständighet Rikt- C Cr Mo W V analys % 1,28 4,2 5,0 6,4 3,1 Standard SS 2725, AISI (M3:2), W.-Nr. 1.3395 Leverans- Mjukglödgat till ~260 HB tillstånd Draget max. 320 HB Färgkod Violett Hållare i rostfritt stål. Dyna tillverkad i Uddeholm Vanadis 23 SuperClean och stans i Uddeholm Vanadis 4 Extra SuperClean. 3

Egenskaper Fysikaliska data Härdat och anlöpt. Temperatur 20 C 400 C 600 C Densitet kg/m 3 7980 7870 7805 Elasticitetsmodul MPa 230 000 205 000 184 000 Värmeledningsförmåga W/m C 24 28 27 Specifik värme J/kg C 420 510 600 TERMISK LÄNGDUTVIDGNINGSKOEFFICIENT Temperatur Koefficient C C from 20 20 100 10.8 x 10-6 20 200 11.1 x 10-6 20 300 11.4 x 10-6 20 400 11.8 x 10-6 20 500 12.1 x 10-6 20 600 12.3 x 10-6 Tryckhållfasthet Provstav: Timglasform med 10 mm Ø liv. UNGEFÄRLIG TRYCKHÅLLFSTHET VID RUMSTEMPERATUR VID OLIKA HÅRDHETER Böjhållfasthet och nedböjning Fyrpunkts böjtest. Provstavsstorlek: 5 mm Ø. Belastningshastighet: 5 mm/min. Härdtemperatur: 990 1180 C. Anlöpning: 3 x 1 tim. vid 560 C. Böjhållfasthet MPa 6000 5000 4000 3000 2000 1000 Slagseghet Provstavsstorlek: 7 x 10 x 55 mm, oanvisad. Anlöpning: 3 x 1 tim. vid 560 C. Längsvärden. UNGEFÄRLIG SLAGSEGHET VID RUMSTEMPERATUR VID OLIKA HÅRDHETER Slagenergi Joule Böjbrottgräns Böjsträckgräns Total nedböjning Nedböjning mm 6 56 58 60 62 64 68 Hårdhet, HRC 5 4 3 2 1 Tryckhållfasthet, MPa 5000 4000 3000 2000 1000 Rc0.2 100 80 60 40 20 55 60 65 Hårdhet, HRC 54 56 58 60 62 64 66 68 Hårdhet, HRC 4

Allmänna rekommendationer för värmebehandling Mjukglödgning Skydda stålet mot oxidation och genomvärm till 850 900 C. Därefter svalning i ugn med 10 C per timme till 700 C, sedan fritt i luft. Avspänningsglödgning Efter grovbearbetning skall verktyget värmas till 600 700 C, hålltid 2 timmar. Kyl långsamt i ugn till 500 C, därefter fri svalning i luft. Härdning Förvärmningstemperatur: 450 500 C och 850 900 C. Austenitiseringstemperatur: 1050 1180 C, enligt önskad hårdhet. Skydda verktyget mot avkolning och oxidation under härdningen. HÅRDHET EFTER ANLÖPNING 3 X 1 TIMMA VID 560 C Hårdhet, HRC 66 64 62 60 58 56 980 1000 1020 1040 1060 1080 1100 1120 1140 1160 1180 Härdtemperatur C HÅRDHET VID OLIKA HÄRDTEMPERATURER OCH ANLÖPNING 3 X 1 TIMMA VID 560 C HRC C 58 1020 60 1060 62 1100 64 1140 66 1180 Sex-kavitetsverktyg för ingjutning av elektroniska chip. 5

REKOMMENDERAD HÅLLTID VID HÄRDNING I VIRVELBÄDD, VAKUUMUGN ELLER MUFFELUGN Hålltid* min. 15 TOTAL VÄRMNINGSTID I SALTBAD EFTER FÖRVÄRMNING I TVÅ STEG VID 450 C OCH 850 C Värmningstid, min. 40 1000 C 10 30 20 1050 C 1100 C 1180 C 5 10 1000 1050 1100 1150 1200 Härdtemperatur C 20 40 60 80 100 120 Väggtjocklek, mm * ) Hålltid = tid vid härdtemperatur efter det att verktyget är fullt genomvärmt. CCT-DIAGRAM Austenitiseringstemperatur: 1080 C. Hålltid: 30 minuter. C 1100 1000 900 A C1f = 890 C 800 700 Carbides Karbider Pearlite Perlit A C1s = 815 C 600 500 400 300 200 M s 100 Bainite Martensite 1 2 3 4 5 6 7 1 10 100 1000 10000 000 100 000 Sekunder Hours Kurv Hårdhet T 800 500 Nr HV 10 (sek.) 1 907 1 2 894 10 3 894 104 4 858 313 5 803 1041 6 673 2085 7 530 5211 1 10 100 1000 Minutes Minuter 1 10 100 Hours Timmar Air coolin Luftkylning g of bars av 0,2 1,5 10 90 600 bars Ø mm stänger, Ø 0,008 0,06 0,39 3,5 23,6 inch mm 6

Släckningsmedel Vakuum med 2 5 bars övertryck Varmbad eller virvelbädd vid ca 550 C Cirkulerande luft/gas Anm. 1: Kylningen skall fortsätta till dess verktygets temperatur når ca 50 C, därefter omedelbar anlöpning. Anm. 2: För att uppnå en optimal seghet bör etapphärdning i saltbad eller virvelbädd, alternativt en ugn med tillräckligt övertryck användas. Anlöpning För kallarbetsapplikationer skall anlöpning alltid ske vid 560 C oberoende av härdtemperaturen. Anlöp tre gånger vid 1 timme och full temperatur. Verktyget måste svalna till rumstemperatur mellan anlöpningarna. Restaustenithalten understiger 1% efter denna anlöpningscykel. Dimensionsförändringar Dimensionsförändringar efter härdning och anlöpning. Härdtemperatur: 1050 1130 C. Anlöpning: 3 x 1 timme vid 560 C. Provdimension: 80 x 80 x 80 mm respektive 100 x 100 x 25 mm. Dimensionsförändringar: tillväxt i längd, bredd och tjocklek +0,03% +0,13%. Varmhårdhet och anlöpningsbeständighet HÅRDHET SOM FUNKTION AV HÅLLTID VID OLIKA ARBETSTEMPERATURER Härdtemperatur 1050 1130 C. Anlöpning 3 x 1 timme vid 560 C. Hårdhet, HRC 65 60 55 50 45 40 35 0,1 1 10 100 Hålltid, timmar VARMHÅRDHET Härdtemperatur 1180 C. Anlöpning 3 x 1 timmar vid 560 C. Hårdhet, HV10 1000 800 600 Austenitiseringstemperatur: 650 C... 1130 C 1080 C 1050 C 600 C Hålltid vid temperatur 10 min. Djupkylning Detaljer som kräver maximal dimensionsstabilitet skall djupkylas enligt följande: Omedelbart efter svalning, vid härdningen, skall detaljen djupkylas till mellan -70 och -80 C, hålltid 1 3 timmar, med efterföljande anlöpning. Djupkylning ger en hårdhetsökning av ~1 HRC. Undvik om möjligt svåra geometrier eftersom det finns risk för uppkomst av sprickor. 400 200 200 400 600 700 Provningstemperatur C Hållare i rostfritt stål. Dyna tillverkad i Uddeholm Vanadis 23 SuperClean och stans i Uddeholm Vanadis 4 Extra SuperClean. 7

Ytbeläggningar För att öka nötningsbeständigheten och minska friktionen ytbelägges en del kallarbetsverktyg för vissa applikationer. De vanligaste ytbeläggningarna är nitrering och ytbeläggning med nötningsbeständiga skikt av titankarbid och titannitrid, CVD och PVD. (CVD = Chemical Vapour Deposition, PVD = Physical Vapour Deposition). Uddeholm Vanadis 23 SuperClean är mycket lämpligt för beläggning med TiC- (titankarbid) och TiN-skikt (titannitrid). Den jämna fördelningen av och storleken på karbiderna i stålet underlättar vidhäftningen av dessa hårda ytskikt och minimerar dimensionsförändringarna vid härdningen. Detta, samt den höga hårdheten och goda segheten hos Uddeholm Vanadis 23 SuperClean, gör att verktygsstålet är utmärkt att belägga med hårda ytskikt. Nitrering Genom att doppa verktyget i ett speciellt nitrersalt får man en nitrerad diffusionszon på 2 20 µm. Härigenom minskas friktionen, hos de sfäriska ytorna hos stansar, vilket ökar verktygslivslängden. Skiktdjup µm 40 30 20 10 VANADIS 23 SUPERCLEAN 5 10 15 min Djup hos nitrerskiktet efter nitrokarburering vid 570 C PVD PVD (Physical Vapour Deposition) sker vid 200 500 C. Eftersom Uddeholm Vanadis 23 SuperClean är högtemperaturanlöpt vid 560 C sker inga dimensionsförändringar vid PVDbeläggning. PVD-belagda Uddeholm Vanadis 23 SuperClean verktyg för kallbockning av rör. CVD CVD (Chemical Vapour Deposition) sker vid ca 1000 C. Det är lämpligt att härda och anlöpa verktyget i en vakuumugn efter ytbeläggningen. Stansar tillverkade av LN:s Mekaniska Verkstads AB. För denna applikation är Uddeholm Vanadis 23 SuperClean ett lämpligt stålval. 8

Skärdatarekommendationer Nedanstående skärdata är att betrakta som riktvärden, vilka måste anpassas till rådande lokala förutsättningar. För ytterligare information se Uddeholms tekniska rapport Skärdatarekommendationer. Tillstånd: mjukglödgat till ~260 HB Svarvning Svarvning med hårdmetall Svarvning med snabbstål Skärdata- Grov- Fin- Finparameter svarvning svarvning svarvning Skärhastighet (v c ) m/min. 110 160 160 210 12 15 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 HårdmetalIbeteckning ISO K20 P10 P20 K15, P10 Belagd Belagd hårdmetall* hårdmetall* eller cermet* eller cermet* * Använd en CVD-belagd hårdmetall Borrning SNABBSTÅLSBORR Borrdiameter Skärhastighet (v c ) Matning (f) Ø mm m/min. mm/varv 5 10 12* 0,05 0,10 5 10 10 12* 0,10 0,20 10 15 10 12* 0,20 0,25 15 20 10 12* 0,25 0,35 * För TiCN-belagd snabbstålsborr v c = 16 18 m/min. Fräsning PLAN- OCH HÖRNFRÄSNING Fräsning med hårdmetall Skärdataparameter Grovfräsning Finfräsning Skärhastighet (v c ) m/min. 80 130 130 160 Matning (f z ) mm/tand 0,2 0,4 0,1 0,2 Skärdjup (a p ) mm 2 4 2 HårdmetalIbeteckning ISO K20, P20 K15, P15 Belagd Belagd hårdmetall* hårdmetall* eller cermet* * Använd en CVD-belagd hårdmetall PINNFRÄSNING Typ av fräs Skärdata- Solid Hårdmetallparameter hårdmetall vändskär Snabbstål Skärhastighet (v c ) m/min. 40 50 90 110 5 8 1) Matning (f z ) mm/tand 0,01 0,2 2) 0,06 0,2 2) 0,01 0,3 2) HårdmetalI- K15 beteckning P10 P20 ISO Belagd hårdmetall 3) eller cermet 3) 1) För en belagd snabbstålsfräs v c = 14 18 m/min. 2) Beroende på radiellt skärdjup och fräsdiameter 3) Använd en CVD-belagd hårdmetall Slipning Nedan ges en mycket allmän slipskiverekommendation. För mera detaljerade sliprekommendationer hänvisas till broschyren Slipning av verktygsstål. HÅRDMETALLBORR Typ av borr Skärdata- Korthåls- Solid hård- Hårdparameter borr metallborr metallborr 1) Skärhastighet (v c ) m/min. 120 150 60 80 30 40 Matning (f) mm/varv 0,05 0,15 2) 0,10 0,25 3) 0,15 0,25 4) 1) Borr med utbytbara eller lödda hårdmetallskär 2) Matningshastighet för borrdiameter 20 40 mm 3) Matningshastighet för borrdiameter 5 20 mm 4) Matningshastighet för borrdiameter 10 20 mm Typ av Mjukglödgat Härdat slipoperation tillstånd tillstånd Planslipning rak skiva A 46 HV B151 R50 B3 1) A 46 HV Planslipning segment A 36 GV A 46 GV Rundslipning A 60 KV B151 R50 B3 1) A 60 KV Innerslipning A 60 JV B151 R75 B3 1) A 60 IV Profilslipning A 100 IV B126 R100 B6 1) A 100 JV 1) Välj om möjligt bornitridskiva för denna operation 9

Gnistbearbetning När gnistbearbetning sker i härdat och anlöpt tillstånd avsluta alltid med fingnistning, d v s låg spänning, hög frekvens. För bästa prestanda bör gnistytan slipas/ poleras samt verktyget skyddsanlöpas vid 535 C. Ytterligare information Kontakta närmaste Uddeholmskontor för ytterligare information om val, värmebehandling, användning, leveransformer och leveransutföranden av Uddeholms verktygsstål samt produktbroschyren Stål för kallarbetsverktyg. Verktygsdetaljer för förpackningsindustrin. Jämförelsetabell för Uddeholms kallarbetsstål Materialegenskaper och motstånd mot skademekanismer Hårdhet/ Motstånd mot Motstånd mot utmattning Motstånd Adhesiv Duktilitet/ Seghet/ mot plastisk Dimensions- Abrasiv nötning/ motstånd mot motstånd mot Uddeholms stål deformation Skärbarhet Slipbarhet stabilitet nötning Påkletning urflisning totalhaveri Konventionellt tillverkade kallarbetsstål ARNE CALMAX CALDIE (ESR) RIGOR SLEIPNER SVERKER 21 SVERKER 3 Pulvermetallurgiskt tillverkade verktygsstål VANADIS 4 EXTRA* VANADIS 6* VANADIS 10* VANCRON 40* Pulvermetallurgiskt tillverkade snabbstål VANADIS 23* VANADIS 30* VANADIS 60* * Uddeholms PM SuperClean-stål 10

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 Uddeholms exklusiva säljkanal. Tillsammans befäster vi ställningen som världsledande leverantör av verktygsstål. www.assab.com www.uddeholm.com

UDDEHOLM 140104.300 / STROKIRK KNAPPEN 1401 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 www.uddeholm.com, www.assab.com eller Uddeholms lokala hemsida.