UDDEHOLM SVERKER 21
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 6, reviderad 11.2014, ej tryckt 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
UDDEHOLM SVERKER 21 HÖRNSTENEN FÖR KALLARBETSVERKTYG Uddeholm Sverker 21 utvecklades redan i början av 1930-talet och är fortfarande aktuellt eftersom ledeburitiska 12 % Cr-stål fortfarande är den vanligaste stålsorten för kallarbetsverktyg över hela världen. EGENSKAPSPROFIL Uddeholm Sverker 21 är ett verktygsstål med mycket god abrasiv slitstyrka men med ett ganska begränsat motstånd mot urflisning. Då Uddeholm Sverker 21 är det mest använda kallarbetsstålet ger detta erfarenhet och goda kunskaper för alla typer av behandlingar och processer för verktygstillverkning. APPLIKATIONER Egenskaperna hos Uddeholm Sverker 21 ger ett stål lämpligt för verktyg till medellånga produktionsserier i applikationer där abrasiv nötning dominerar, men där risken för urflisning och sprickbildning är mindre, t.ex. för stansning och formning av tunna och hårda arbetsmaterial. 3
Allmänt Uddeholm Sverker 21 är ett verktygsstål med hög kol- och kromhalt, legerat med molybden och vanadin. Det kännetecknas av: mycket god slitstyrka hög tryckhållfasthet hög ythårdhet efter härdning goda genomhärdningsegenskaper mycket god stabilitet vid härdning god anlöpningsbeständighet C Si Mn Cr Mo V Riktanalys % 1,55 0,3 0,4 11,3 0,8 0,8 Standarder SS 2310, AISI D2, W.-Nr. 1.2379 Leveranstillstånd Mjukglödgat till ca 210 HB Färgmärkning Klippning Material- Materialhårdhet, HRC tjocklek <180 >180 Verktyg för: Gul/vit Användningsområden Uddeholm Sverker 21 rekommenderas för verktyg som kräver mycket hög slitstyrka i kombination med god seghet (motståndskraft mot chockbelastning). Stålet rekommenderas för användning där slitstyrka är ett krav, t ex för stans- och klippverktyg för tunna hårda material, pressverktyg för stora serier, formningsverktyg samt formar för keramik och nötande plaster. Dessutom används det till skärning av tjockare och hårdare material, samt i formningsverktyg som är utsatta för böjpåkänning och där slagbelastningar är aktuella. Uddeholm Sverker 21 levereras i olika utföranden, bl a varmvalsat, förbearbetat och finbearbetat. Den kan också erhållas i form av hålad stång och ringar. klippning, finklippning, <3 mm 60 62 58 60 skäggning, kapning 3 6 mm 58 60 54 56 Korta kallsaxar, knivar för plastupphuggning, granuleringsknivar 56 60 Kapnings- och skäggningsverktyg (varmt) 58 60 för smidesstycken (kallt) 56 58 Träfräsar, rivare och brotschar 58 60 Plastisk bearbetning Hårdhet HRC Verktyg för: bockning, prägling, djuppressning, trycksvarvning och flytpressning 56 62 Präglingsstämplar, kallprägling 56 60 Dynor för kallpressning 58 60 Stämplar för kallpressning 56 60 Valsar för rör- och sektionsvalsning, plana valsar 58 62 Stämplar och dynor för pulverpressning 58 62 Dynor för formning av: keramiska material, tegel, kakelplattor, slipskivor, tabletter, slitande plaster 58 62 Verktyg för gängrullning 58 62 Kallstukningsverktyg 56 60 Krosshammare 56 60 Sänkplattor 56 60 Dornar för kalldragning av rör 54 60 Tolkar, mätverktyg, styrlinjaler, bussningar, styrningar, lättringstrissor, sandblästringsmunstycken 58 62 Egenskaper Fysikaliska data Härdat och anlöpt till hårdhet 62 HRC. Data vid rumstemperatur och förhöjd temperatur. Temperatur 20 C 200 C 400 C Densitet kg/m 3 7 770 7 650 7 600 Dilatationskoefficient vid låg anlöpningstemperatur per C från 20 C 12,3 x 10-6 vid hög anlöpningstemperatur per C från 20 C 11,2 x 10-6 12 x 10-6 Värmeledningsförmåga W/m C 20,0 21,0 23,0 Elasticitetsmodul N/mm 2 210 000 200 000 180 000 Specifikt värme J/kg C 460 Tryckhållfasthet Värdena skall betraktas som ungefärliga. Hårdhet HRC Stukgräns Rc0,2 MPa 62 2200 60 2150 55 1900 50 1650 4
Värmebehandling allmänna rekommendationer Mjukglödgning Skydda stålet mot avkolning och genomvärm till 850 C. Kyl sedan i ugn med 10 C per timme ned till 650 C och därefter fritt i luft. Avspänningsglödgning Efter grovbearbetning skall verktyget genomvärmas till 650 C. Hålltid 2 timmar. Kyl sakta till 500 C och därefter fritt i luft. Härdning Förvärmningstemperatur: 650 750 C Austenitiseringstemperatur: 990 1080 C, normalt 1000 1040 C. Temperatur Hålltid* Ythårdhet före C minuter anlöpning 990 60 ~63 HRC 1010 45 ~64 HRC 1030 30 ~65 HRC * Hålltid = tid vid austenitiseringstemperatur sedan verktyget är fullt genomvärmt Skydda detaljen mot avkolning och oxidation under härdningen. Släckningsmedel Olja (enbart för enkla dimensioner) Vakuum med gasövertryck Blästerluft/gas Etappbad eller fluidiserande bädd vid 180 500 C, därefter kylning i luft Notera: Anlöp så snart verktygets temperatur är 50 70 C. Uddeholm Sverker 21 genomhärdar i alla vanliga dimensioner. HÅRDHET, KORNSTORLEK OCH RESTAUSTENIT SOM FUNKTION AV AUSTENITI- SERINGSTEMPERATUREN Kornstorlek ASTM Hårdhet, HRC 10 70 9 68 8 66 7 6 5 4 3 2 1 Anlöpning Välj anlöpningstemperatur med ledning av anlöpningskurva för önskad hårdhet. Anlöp två gånger med mellanliggande kylning till rumstemperatur. Lägsta anlöpningsteperatur 180 C. Hålltid vid anlöpningstemperatur min 2 timmar. ANLÖPNINGSDIAGRAM Hårdhet, HRC 70 Austenitiseringstemperatur 65 1050 C 60 55 50 45 40 35 30 Kornstorlek Restaustenit % 64 62 60 58 56 54 52 Restaustenit 50 960 980 1000 1020 1040 1060 1080 Austenitiseringstemperatur C Restaustenit 1080 C 40 30 20 10 Restaustenit, % 1080 C 100 200 300 400 500 600 Anlöpningstemperatur, C Hårdhet, HRC 70 Austenitiseringstemperatur 65 990 C 60 55 1020 C 25 20 15 10 5 Restaustenit, % 25 Anlöpningskurvorna är framtagna efter värmebehandling av prover i dimension 15 x 15 x 40 mm, kylning i cirkulerande luft. Beroende på verktygsstorlek och värmebehandlingsparametrar kan hårdheten bli lägre. 50 45 40 35 30 20 15 Restaustenit 1020 C 10 5 100 200 300 400 500 600 C Anlöpningstemperatur, C 5
Dimensionsförändringar efter härdning och anlöpning Värmebehandling: austenitiseringstemperatur 1020 C, 30 minuter. Kylning i vakuum med 2 bar övertryck. Anlöpning vid olika temperaturer 2 x 2 timmar. Provstavsstorlek: 80 x 80 x 80 mm. Dimensionsförändringar % +0,20 +0,15 +0,10 Längd 1020 C +0,05 0-0,05 Bredd 1020 C -0,10-0,15 Tjocklek 1020 C -0,20 200 250 300 350 400 450 500 550 Anlöpningstemperatur C Notera: Rekommenderad arbetsmån: 0,15%. Djupkylning Detaljer som kräver maximal dimensionsstabilitet bör djupkylas, för att inte volymförändringar skall inträffa med tiden. Detta gäller exempelvis för mätverktyg och vissa konstruktionsdetaljer. Omedelbart efter härdningen djupkyles detaljen vid -70 à -80 C med hålltid 3 4 timmar, följt av anlöpning. Djupkylning ger en hårdhetsökning på 1 3 HRC. Undvik komplicerade former på grund av sprickrisken. Även åldring vid 110 140 C under 25 100 timmar kan förekomma. Nitrering Nitrering ger ett hårt ytskikt, som är mycket resistent mot nötning och erosion. Även korrosionsbeständigheten ökar. Nitrering i ammoniakgas vid temperatur 525 C ger en hårdhet på ca 1250 HV 1. Nitreringstemperatur Nitreringstid Nitrerdjup C timmar mm 525 20 0,25 525 30 0,30 525 60 0,35 Två timmars nitrokarburering vid 570 C ger en ythårdhet på ca 950 HV 1. Skikttjockleken med denna hårdhet blir 10 20 µm. Värdena gäller för härdat och anlöpt material. Följdverktyg. 6
Skärdatarekommendationer Nedanstående skärdata är att betrakta som riktvärden, vilka måste anpassas till rådande lokala förutsättningar. Ytterligare information finns i Uddeholms tekniska rapport Skärdatarekommendationer. Svarvning Fräsning PLAN- OCH HÖRNFRÄSNING Fräsning med hårdmetall Skärdataparameter Grovfräsning Finfräsning Skärhastighet (v c ) m/min 90 130 130 180 Matning (f z ) mm/tand 0,2 0,4 0,1 0,2 Skärdjup (a p ) mm 2 4 2 Hårdmetallbeteckning ISO K20, P20* K20, P20* * Använd en Al 2 O 3 -belagd hårdmetall PINNFRÄSNING Svarvning med hårdmetall Typ av fräs Svarvning med snabbstål Skärdata- Grov- Fin- Finparameter svarvning svarvning svarvning Skärhastighet (v c ) m/min 100 150 150 200 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 2 Hårdmetallbeteckning ISO K15 K20* K15 K20* * Använd en Al 2 O 3 -belagd hårdmetall Borrning SNABBSTÅLSBORR Borrdiameter Skärhastighet (v c ) Matning (f) mm m/min mm/varv 5 10 12* 0,05 0,15 5 10 10 12* 0,15 0,20 10 15 10 12* 0,20 0,25 15 20 10 12* 0,25 0,35 * Belagd snabbstålsborr v c =18 20 m/min. HÅRDMETALLBORR Typ av borr Skärdata- Korthåls- Solid hård- Hårdparameter borr metallborr metallborr 1) Skärhastighet (v c ) m/min 130 150 70 90 35 45 Matning (f) mm/varv 0,05 0,25 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 Slipning Nedan ges en mycket allmän slipskiverekommendation. För mera detaljerade sliprekommendationer hänvisas till broschyren Slipning av verktygsstål. Mjukglödgat Härdat Slipoperation tillstånd tillstånd Planslipning rak skiva A 46 HV B151 R75 B3 1) A 46 GV 2) Planslipning segment A 24 GV 3SG 36 HVS 2) A 36 GV Rundslipning A 46 KV B126 R75 B3 1) A 60 KV 2) Innerslipning A 46 JV B126 R75 B3 1) A 60 HV Profilslipning A 100 LV B126 R100 B6 1) A 120 JV 2) 1) Välj om möjligt en CBN-slipskiva för denna operation 2) Här rekommenderas en slipskiva med sintrad Al 2 O 3 Skärdata- Solid Hårdmetallparameter hårdmetall vändskär Snabbstål Skärhastighet (v c ) m/min 70 100 80 110 12 17 1) Matning (f z ) mm/tand 0,03 0,2 2) 0,08 0,2 2) 0,05 0,35 2) Hårdmetallbeteckning ISO K15 K20 3) 1) För belagd snabbstålsfräs v c = 25 30 m/min. 2) Beroende på radiellt skärdjup och fräsdiameter 3) Använd en Al 2 O 3 -belagd hårdmetall 7
Svetsning Svetsning av verktygsstål kan genomföras med gott resultat om hänsyn tas till förhöjd arbetstemperatur, fogberedning, elektrodval och stränguppbyggnad. Verktyg, som skall poleras eller fotoetsas, måste svetsas med artegna elektroder. Svets- Arbets- Tillsats- Hårdhet efter metod temperatur material svetsning MMA 200 250 C Inconel Typ 625 280 HB UTP 67S 55 58 HRC Castolin EutecTrode 2 56 60 HRC Castolin EutecTrode 6 59 61 HRC TIG 200 250 C Inconel Typ 625 280 HB UTPA 73G2 53 56 HRC UTPA 67S 55 58 HRC UTPA 696 60 64 HRC Castotig 45303W 60 64 HRC Gnistbearbetning Om gnistbearbetning utföres på verktyg i härdat och anlöpt tillstånd, bör en extra anlöpning utföras vid en temperatur som ligger ca 25 C under föregående anlöpningstemperatur. För ytterligare information se Uddeholms broschyr Gnistbearbetning av verktygsstål. Ytterligare information Kontakta närmaste Uddeholmskontor för ytterligare information om val, värmebehandling, användning, leveransformer och leveransutföranden av Uddeholms verktygsstål samt produktbroschyren Stål för kallarbetsverktyg. Jämförelsetabell för Uddeholms kallarbetsstål Materialegenskaper och motstånd mot skademekanismer Hårdhet/ Motstånd mot Motstånd mot utmattning Motstånd Duktilitet/ Seghet/ mot plastisk Dimensions- Abrasiv Adhesiv Motstånd mot Motstånd mot Stålsort deformation Skärbarhet Slipbarhet stabilitet nötning nötning urflisning totalhaveri ARNE CALMAX CALDIE (ESR) RIGOR SLEIPNER SVERKER 21 SVERKER 3 VANADIS 4 EXTRA* VANADIS 6* VANADIS 10* VANADIS 23* VANCRON 40* * Uddeholms PM SuperClean-stål 8
LJUSBÅGSUGN STIGGJUTNING VÄRME- BEHANDLING VALSVERK SMIDESPRESS MASKIN- BEARBETNING LAGER Den konventionella tillverkningsprocessen I ljusbågsugnen smälts noga utvalt returstål, ferrolegeringar och slaggbildare med hjälp av ljusbågar. Smältan tappas i en skänk efter cirka 2,5 timme. Slaggdragaren avlägsnar syrerik slagg från ljusbågsugnen. I skänkugnen utförs desoxidation, legering och värmning av stålbadet. Under vakuumavgasningen avlägsnas element såsom väte, kväve och svavel. Oxider avskiljs från stålbadet genom gasomrörning och induktiv omrörning. Vid stiggjutningen fylls därefter de förberedda kokillerna med ett kontrollerat flöde från skänken. VARMBEARBETNING Våra valsverk är skräddarsydda för tillverkning av verktygsstål. I Götvalsverket valsas göt från stålverket ut till ämnen eller grövre färdig stång. I Stångvalsverket valsas därefter stålämnen från Götverket vidare till stångstål i olika dimensioner och profiler. Vår Smidespress är en av världens mest moderna. Med en presskraft på 40 MN (4000 ton) arbetar pressen med såväl friformsmide som stuksmide. Via en kraftfull götbearbetning smids runda, fyrkantiga eller platta stänger från göt som väger mellan 2 och 42 ton. VÄRMEBEHANDLING Efter varmbearbetning i smidespress eller valsverk utförs värmebehandling i form av mjukglödgning eller härdning och anlöpning. Mjukglödgning resulterar i låg materialhårdhet, god maskinbearbetbarhet, en lämplig mikrostruktur för härdning och anlöpning av det färdiga verktyget. Härdat och anlöpt material är fördelaktigt för kunden då ingen ytterligare härdning och anlöpning av verktyget behöver göras. Kunden vinner därmed både tid och pengar. MASKINBEARBETNING I vår maskinbearbetning sker ytbearbetning och sågning av materialet för att avlägsna ytdeformationer och glödskal som bildats efter värmebehandling, för att såga bort ändmaterial och för att underlätta ytkontroll och ultraljudsprovning i vår kvalitetskontroll. Maskinbearbetning sker också därför att det spar material och därmed pengar åt kunden. I vår Färdigställning kapas allt material i längder helt enligt kundens önskemål. Från vårt lager går cirka 1 miljon leveranser/år till mer än 100 000 kunder över hela världen. 9
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 vår exklusiva säljkanal. Tillsammans befäster vi ställningen som världsledande leverantör av verktygsstål. www.assab.com www.uddeholm.com
UDDEHOLM 140109.300 7 STROKIRK KNAPPEN 1402 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 vår 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.