UDDEHOLM DIEVAR
Uddeholm Dievar är en stålsort som Uddeholm har specialutvecklat för bästa möjliga prestanda. Den kemiska sammansättningen och det allra senaste inom produktionsteknik ger en utomordentlig egenskapsprofil. Kombinationen utmärkt seghet och mycket god värmebeständighet ger Uddeholm Dievar mycket god beständighet mot ytsprickbildning och genomgående sprickbildning. Stålet är lämpat för högkrävande varmarbetsapplikationer som pressgjutning, smidning och strängpressning. Egenskapsprofilen gör det också lämpat för andra applikationer, t.ex. plast och High Performance Steel (HPS). Uddeholm Dievar möjliggör markant förbättrad verktygslivslängd och därmed förbättrad verktygsekonomi. 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, 10.2010 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
Allmänt Uddeholm Dievar är ett högpresterande krom-molybden-vanadin-legerat varmarbetsstål med mycket hög beständighet mot varmsprickbildning, större ledande sprickor, plastisk deformation och varmnötning. Uddeholm Dievar kännetecknas av: enastående seghet och duktilitet i alla riktningar god anlöpningsbeständighet god hållfasthet vid förhöjda temperaturer utmärkt härdbarhet god måttbeständighet vid härdning och ytbeläggning C Si Mn Cr Mo V Riktanalys 0,35 0,2 0,5 5,0 2,3 0,6 Leveranstillstånd Mjukglödgat till ca. 160 HB Färgmärkning Gul/grå Användningsområden Varmsprickbildning är en av de vanligast förekommande skademekanismerna inom pressgjutning och även inom smide. Uddeholm Dievars utmärkta duktilitet ger bästa möjliga motstånd mot varmsprickbildning och dess enastående seghet och härdbarhet gör att motståndet förbättras ytterligare genom att en högre hårdhet kan användas. Oberoende av den dominerande skadetypen i verktygen t ex varmsprickbildning, större ledande sprickor, varmnötning eller plastisk deformation innebär Uddeholm Dievars goda egenskapsprofil avsevärda förbättringar i verktygsprestanda och totalekonomi. Uddeholm Dievar är speciellt framtaget och därmed det självklara stålvalet för applikationer inom pressgjutnings-, smides- och strängpressningsindustrin där höga krav föreligger. Förbättrad verktygsprestanda Uddeholm Dievar är ett varmarbetsstål speciellt utvecklat av Uddeholm. Stålet framställs genom en modern tillverkningsmetod och reningsteknik. Detta resulterar i ett varmarbetsstål med högsta beständighet mot varmsprickbildning, större ledande sprickor, plastisk deformation och varmnötning. De unika egenskaperna gör Uddeholm Dievar till det bästa stålvalet för pressgjutningsformar, smidesverktyg och strängpressningsverktyg. Pressgjutningsverktyg Komponent Formar Strängpressningsverktyg Aluminium, magnesiumlegeringar 44 50 HRC Koppar, koppar- Aluminium, Komponenter legeringar magnesiumlegeringar HRC HRC Matriser 46 52 Foder, bakplugg, presstämpel 46 52 44 52 Smidesverktyg Komponent Insatser Stål, aluminium 44 52 HRC 3
Egenskaper Nedanstående värden är baserade på prover uttagna från centrum av en stång med dimension 610 x 203 mm. Om inget annat anges har proverna härdats vid 1025 C, kylts i olja och anlöpts två gånger i två timmar vid 615 C till hårdheten 44 46 HRC. Fysikaliska data Värden anges för såväl rumstemperatur som förhöjda temperaturer. Temperatur 20 C 400 C 600 C Densitet, kg/m 3 7 800 7 700 7 600 Elasticitetsmodul MPa 210 000 180 000 145 000 Värmeutvidgningskoefficient per C from 20 C 12,7 x 10 6 13,3 x 10 6 Värmeledningsförmåga W/m C 31 32 Mekaniska egenskaper Ungefärliga egenskaper vid rumstemperatur, tjockleksriktning. Hårdhet 44 HRC 48 HRC 52 HRC Brottgräns, Rm 1480 MPa 1640 MPa 1900 MPa 96 tsi 106 tsi 123 tsi Sträckgräns, Rp0,2 1210 MPa 1380 MPa 1560 MPa 78 tsi 89 tsi 101 tsi Förlängning, A 5 13 % 13 % 12,5 % Kontraktion, Z 55 % 55 % 52 % TEMPERATURENS INVERKAN PÅ SLAGSEGHETEN Slagriktning: stångens tvärriktning. Provstavsriktning: stångens tjocklek. HÅLLFASTHET VID FÖRHÖJDA TEMPERATURER Stångens tjockleksriktning. Rp0,2 MPa 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 Rp0,2 100 200 300 400 500 600 700 C Provningstemperatur Rm A5 A5, Z % 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Minimum slagseghet med oanvisade provstavar vid rumstemperatur är 300 J i tjockleksriktningen. Slagriktning är stångens tvärriktning och hårdheten 44 46 HRC. HÅLLTIDENS INVERKAN PÅ HÅRDHETEN VID FÖRHÖJDA TEMPERATURER Proverna har härdats och anlöpts till 45 HRC, hålltider från 1 till 100 timmar vid olika temperaturer. Hårdhet, HRC 50 45 40 35 30 650 C 25 0,1 1 10 100 Tid, timmar Z 500 C 550 C 600 C Slagseghet, Charpy V, J 140 120 100 80 60 45 HRC 47 HRC 40 20 50 HRC 50 100 150 200 250 300 350 400 450 C Provningstemperatur 4
Värmebehandling allmänna rekommendationer Mjukglödgning Skydda stålet och genomvärm till 850 C. Låt sedan stålet svalna i ugn, 10 C per timme, till 600 C och därefter fritt i luft. Avspänningsglödgning Efter grovbearbetning ska verktyget genomvärmas till 650 C, hålltid 2 timmar, långsam svalning till 500 C därefter fritt i luft. Härdning Förvärmningstemperatur: 600 900 C. Normalt förvärmning i minimum två steg, det första vid 600 650 C och det andra vid 820 850 C. Om tre förvärmningssteg används bör det andra vara vid 820 C och det tredje vid 900 C. Austenitiseringstemperatur: 1000 1030 C Skydda verktyget mot avkolning och oxidering under härdningen. Kornstorlek ASTM Hårdhet, HRC 10 60 Kornstorlek 8 6 Temperatur Hålltid* Hårdhet före C Minuter anlöpning 1000 30 52 ±2 HRC 1025 30 55 ±2 HRC * Hålltid = tiden vid härdningstemperaturen sedan verktyget är helt genomvärmt. HÅRDHET, KORNSTORLEK OCH RESTAUSTENIT SOM FUNKTIONER AV AUSTENITISERINGSTEMPERATUREN 58 56 54 52 Hårdhet Restaustenit Restaustenit % 4 2 50 990 1000 1010 1020 1030 1040 1050 1060 Austenitiseringstemperatur, C CCT-DIAGRAM Austenitiseringstemperatur 1025 C. Hålltid 30 minuter. C 1100 1000 Austenitizing temperature 1025 C Holding time 30 min. 900 800 700 600 Carbides Karbider Pearlite Perlit A C3 890 C A C1 820 C Kurva Hårdhet T 800-500 Nr. HV 10 (sek) 500 400 300 200 100 M s Bainite Martensite M f 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 681 1,5 2 627 15 3 620 280 4 592 1248 5 566 3205 6 488 5200 7 468 10400 8 464 20800 9 405 41600 1 10 100 1 000 10 000 100 000 Second Sekunder 1 10 100 1 000 Minute Minuter 1 10 100 Timmar Hour Air Luftkylning cooling oav 0.2 1.5 10 90 600 stänger, bars, Ø mm 5
Släckning En generell regel är att släckningen ska ske så snabbt som möjligt. Snabb släckning ger optimala verktygsegenskaper, men den får inte ske så snabbt att otillåten deformation eller sprickbildning uppstår. SLÄCKNINGSMEDEL Släckningsmedlet bör väljas så att en fullt härdad martensitisk struktur erhålles. Olika släckningshastigheter för Uddeholm Dievar återges i CCT-diagrammet på sidan 5. REKOMMENDERADE SLÄCKNINGSMEDEL Cirkulerande luft eller gas Vakuum (cirkulerande med tillräckligt övertryck). En etapphärdning vid 320 450 C är att föredra om risk finns för kraftiga formförändringar eller sprickor Etappbad eller virvelbädd vid 450 550 C Etappbad eller virvelbädd vid 180 200 C Varm olja, ca. 80 C Anmärkning: Anlöp verktyget så snart temperaturen sjunkit till 50 70 C. Anlöpning Anlöpning inom temperaturområdet 500 550 C (se diagrammet), till den förväntade slutgiltiga hårdheten, bör undvikas då segheten försämras. ANLÖPNINGSDIAGRAM Hårdhet, HRC 60 55 50 45 40 35 30 25 Austenitiseringstemperatur 1025 C 1000 C Restaustenit Risk för anlöpningssprödhet Restaustenit, % 100 200 300 400 500 600 700 Anlöpningstemperatur C, (2 + 2 timmar) ANLÖPNINGSTEMPERATURENS INVERKAN PÅ SLAGSEGHETEN VID RUMSTEMPERATUR Slagriktning: stångens tvärriktning. Provstavsriktning: stången tjocklek. 6 4 2 Välj med hjälp av nedanstående diagram den anlöpningstemperatur som svarar mot den önskade hårdheten. Anlöp minst tre gånger för pressgjutningsverktyg och minst två gånger för smides- och strängpressningsverktyg med mellanliggande svalning till rumstemperatur. Hålltid minst 2 timmar. Slagsehet Charpy V Joule 60 50 40 30 20 10 Risk för anlöpningssprödhet Hårdhet, HRC 60 50 40 30 20 10 200 300 400 500 600 700 Anlöpningstemperatur C, (2 + 2 timmar) 6
Dimensionsförändringar efter härdning och anlöpning Vid härdning och anlöpning utsätts verktyget för såväl termiska spänningar som omvandlingsspänningar. Detta leder obönhörligt till dimensionsförändringar och i värsta fall även formförändringar. Avspänningsglödning rekommenderas efter grovbearbetning. För ett avspänningsglödgat verktyg i Uddeholm Dievar rekommenderas att lämna en bearbetningsmån på minst 0,3%. Nitrering och nitrokarburering Nitrering och nitrokarburering ger ett hårt ytskikt som är mycket beständigt mot nötning och erosion. Nitrerskiktet är emellertid sprött och kan spricka eller flagna av när det utsätts för mekaniska eller termiska chocker. Risken ökar med skikttjockleken. Före nitrering skall verktyget härdas och anlöpas vid en temperatur som ligger minst 25 50 C över nitreringstemperaturen. Nitrering i ammoniakgas vid 510 C eller plasmanitrering vid 480 C ger båda en hårdhet av ungefär 1000 HV 0,2. I allmänhet är plasmanitrering att föredra, eftersom denna metod ger bättre kontroll av kvävepotentialen. I synnerhet går det härigenom att undvika uppkomsten av ett s k vitt skikt, som inte lämpar sig för varmarbetsverktyg. Emellertid kan även gasnitrering ge ett helt igenom acceptabelt resultat Uddeholm Dievar kan också nitrokarbureras i gas eller saltbad. Ythårdheten efter nitrokarburering vid 580 C är 1100 HV 0,2. Nitrerdjup Tid Hårdhet Process tim. Nitrerdjup* HV 0,2 Gasnitrering vid 510 C 10 0,16 mm 1100 30 0,22 mm 1100 Plasmanitrering vid 480 C 10 0,15 mm 1100 Nitrokarburering i gas vid 580 C 2 0,13 mm 1100 i saltbad vid 580 C 1 0,08 mm 1100 * Nitrerdjup = avstånd från ytan, där hårdheten är 50 HV 0,2 över grundmaterialets hårdhet 7
Hårdmetallbeteckning ISO P20 P30 P10 Skärdatarekommendationer Nedanstående skärdata är att betrakta som riktvärden, vilka måste anpassas till rådande lokala förutsättningar.ytterligare information finns i Uddeholms rapport Skärdatarekommendationer. Rekommendationerna i följande tabeller gäller för Uddeholm Dievar i mjukglödgat leveranstillstånd ca 160 HB. Svarvning Svarvning med Svarvning med Skärdata- Grov- Fin- snabbstål parameter svarvning svarvning Finsvarvning Skärhastighet (v c ) m/min 150 200 200 250 15 20 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 Belagd Belagd eller cermet Fräsning PLAN- OCH HÖRNFRÄSNING Fräsning med Skärdataparameter Grovfräsning Finfräsning Skärhastighet (v c ) m/min 130 180 180 220 Matning (f z ) mm/tand 0,2 0,4 0,1 0,2 Skärdjup (a p ) mm 2 4 2 Hårdmetallbeteckning ISO P20 P40 P10 PINNFRÄSNING Belagd Typ av fräsverktyg Belagd eller cermet Skärdata- Solid Hårdmetallparameter vändskär Snabbstål Skärhastighet (v c ) m/min 130 170 120 160 25 30 1) Matning (f z ) mm/tand 0,03 0,20 2) 0,08 0,20 2) 0,05 0,35 2) Hårdmetallbeteckning ISO P20 P30 1) För belagd snabbstålsfräs v c = 40 50 m/min. 2) Beroende på radiellt skärdjup och fräsdiameter Borrning SNABBSTÅLSBORR Borrdiameter Skärhastighet (v c ) Matning (f) Ø mm m/min mm/varv 5 15 20* 0,05 0,15 5 10 15 20* 0,15 0,20 10 15 15 20* 0,20 0,25 15 20 15 20* 0,25 0,35 * För belagd snabbstålsborr v c 35 40 m/min. HÅRDMETALLBORR Typ av borr Skärdata- Korthåls- Solid hård- Hårdparameter borr metallborr metallborr 1) Skärhastighet (v c ) m/min 180 220 120 150 60 90 Matning (f) mm/varv 0,05 0,25 2) 0,10 0,25 2) 0,15 0,25 2) 1) Borr med utbytbara eller lödda skär 2) Beroende på borrdiameter 8
Skärdatarekommendationer Nedanstående skärdata är att betrakta som riktvärden, vilka måste anpassas till rådande lokala förutsättningar.ytterligare information finns i Uddeholms rapport Skärdatarekommendationer. Rekommendationerna i följande tabeller gäller för Uddeholm Dievar i härdat och anlöpt leveranstillstånd 44 46 HRC. Svarvning Svarvning med Skärdataparameter Grovsvarvning Finsvarvning Skärhastighet (v c ) m/min 40 60 70 90 Matning (f) mm/varv 0,2 0,4 0,05 0,2 Skärdjup (a p ) mm 1 2 0,5 1 Hårdmetallbeteckning ISO P20 P30 P10 Belagd Belagd eller blandkeramik Fräsning PLAN- OCH HÖRNFRÄSNING Fräsning med Skärdataparameter Grovfräsning Finfräsning Skärhastighet (v c ) m/min 50 90 90 130 Matning (f z ) mm/tand 0,2 0,4 0,1 0,2 Skärdjup (a p ) mm 2 4 2 Hårdmetallbeteckning ISO P20 P40 P10 Belagd Belagd eller cermet PINNFRÄSNING Typ av fräsverktyg Skärdata- Solid Hårdmetall- Snabbstål parameter vändskär TiCN belagt Skärhastighet (v c ) m/min 60 80 70 90 5 10 Matning (f z ) mm/tand 0,03 0,20 1) 0,08 0,20 1) 0,05 0,35 1) Hårdmetallbeteckning ISO P10 P20 1) Beroende på radiellt skärdjup och fräsdiameter Borrning SNABBSTÅLSBORR (TICN-BELAGD) Borrdiameter Skärhastighet (v c ) Matning (f) Ø mm m/min mm/varv 5 4 6 0,05 0,10 5 10 4 6 0,10 0,15 10 15 4 6 0,15 0,20 15 20 4 6 0,20 0,30 HÅRDMETALLBORR Typ av borr Skärdata- Korthåls- Solid hård- Hårdparameter borr metallborr metallborr 1) Skärhastighet (v c ) m/min 60 80 60 80 40 50 Matning (f) mm/varv 0,05 0,25 2) 0,10 0,25 2) 0,15 0,25 2) Slipning I nedanstående tabell ges allmänna slipskiverekommendationer. Mer information finns i Uddeholms broschyr Slipning av verktygsstål. SLIPSKIVEREKOMMENDATIONER Mjukglödgat Härdat Typ av slipning tillstånd tillstånd Planslipning rak skiva A 46 HV A 46 HV Planslipning segment A 24 GV A 36 GV Rundslipning A 46 LV A 60 KV Innerslipning A 46 JV A 60 IV Profilslipning A 100 LV A 120 JV 1) Borr med utbytbara eller lödda skär 2) Beroende på borrdiameter 9
Svetsning Svetsning av verktygsstål kan genomföras med gott resultat om hänsyn tas till förhöjd arbetstemperatur, fogberedning, elektrodval, stränguppbyggnad och efterföljande svalning och värmebehandling. Kontakta närmaste Uddeholmskontor för ytterligare information om materialval, värmebehandling, användningsområden och leveransförhållanden. Svetsmetod TIG MMA Arbetstemperatur* 325 375 C 325 375 C DIEVAR TIG-WELD Tillsatsmaterial QRO 90 TIG-WELD QRO 90 WELD Maximal mellansträngstemperatur 475 C 475 C Svalnings- 20 40 C/timme de första 2 3 tim. hastighet därefter fritt i luft. Hårdhet efter svetsning 48 53 HRC 48 53 HRC Värmebehandling efter svetsning Härdat tillstånd Anlöp vid 10 20 C lägre temperatur än tidigare anlöpningstemperatur. Mjukglödgat Mjukglödga materialet vid 850 C tillstånd i skyddsatmosfär. Låt svalna i ugn med 10 C per timme till 600 C, därefter fritt i luft. * Temperaturen bör hållas hela svetsförloppet i annat fall finns risk för sprickbildning. Ytterligare information finns i Uddeholms broschyr Svetsning av verktygsstål. Gnistbearbetning EDM Om gnistbearbetning utföres på verktyg i härdat och anlöpt tillstånd skall det uppsmälta hårda, vita ytskiktet avlägsnas genom t ex slipning eller bryning. Verktyget bör sedan anlöpas en extra gång vid en temperatur som ligger ca 25 C under föregående anlöpningstemperatur. För mer detaljerad information se Uddeholms broschyr Gnistbearbetning av verktygsstål. Ytterligare information 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. På vissa marknader representeras vi av ASSAB som är Uddeholms helägda dotterbolag och exklusiva säljkanal. Tillsammans befäster vi ställningen som världsledande leverantör av verktygsstål. www.assab.com www.uddeholm.com
UDDEHOLM 101005.500 / TRYCKERI KNAPPEN, KARLSTAD 201010 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. På vissa marknader representeras vi av ASSAB, som är Uddeholms helägda dotterbolag och 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.