Uddeholm Balder. Uddeholm Balder

Uddeholm Balder

Uddeholm Balder Tillförlitligt och effektivt stål är nödvändigt för att uppnå bra resultat, hög produktivitet och hög tillgänglighet. Vid val av rätt stål måste många olika parametrar vägas in. Genom att använda förstklassigt stål kan produktivitet och prestanda förbättras avsevärt. Utmärkt bearbetbarhet kräver mindre tid för färdigbearbetning av produkten, vilket gör det lättare att hålla överenskomna leveranstider. Uddeholm Balder är ett verktygsstål som ger flera fördelar i applikationer med höga krav på mekaniska egenskaper i kombination med utmärkt bearbetbarhet. ÖVERLÄGSEN BEARBETBARHET Överlägsen bearbetbarhet innebär kortare bearbetningstid. Det i sin tur gör det lättare att tillgodose kundernas krav på leveranstid. Andra fördelar är lägre kostnader för skärverktyg och ökad maskintillgänglighet. Den utmärkta bearbetbarheten visar sig framför allt vid spårfräsning med små fräsar och borrning och gängskärning av små hål. GODA MEKANISKA EGENSKAPER VID HÖGA TEMPERATURER Uddeholm Balder är ett utmärkt val för produkter som kräver hög varmhållfasthet, anlöpningsbeständighet och hög beständighet mot termisk utmattning. Det har även mycket god nötningsbeständighet vid både låga och höga temperaturer. STÅL FRÅN UDDEHOLM FÖR VÄNDSKÄRSVERKTYG Uddeholm Balder ger vändskärsverktyg, som borrar och fräsar, längre livslängd och bättre prestanda. Uddeholm Balder är idealiskt för skärverktyg som utsätts för höga temperaturer och tung spånavverkning och har höga krav på bearbetbarhet i förhärdat tillstånd. UDDEHOLMS AB Ingen del av denna publikation får reproduceras eller överföras i kommersiellt syfte utan tillstånd från upphovsrättsinnehavaren. BALDER är varumärkesregistrerat inom EU. 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 1, revierad 05.2016, ej tryckt 2

ALLMÄNT Uddeholm Balder är ett krom-molybdenvanadin-nickellegerat högpresterande verktygsstål som kännetecknas av: mycket god varmhållfasthet utomordentlig anlöpningsbeständighet utmärkt bearbetbarhet god seghet och duktilitet god abrasiv nötningsbeständighet vid både låga och höga temperaturer Uddeholm Balder har förbättrad bearbetbarhet, speciellt i härdat och anlöpt skick, vilket underlättar applikationer som borrning och gängskärning av små hål. Det är lämpat för induktionshärdning och kan även PVDbeläggas utan att minska verktygets hårdhet. Rikt- C Si Mn Cr Mo V Ni analys % 0,3 0,3 1,2 2,3 0,8 0,8 4,0 Standardspecifikation Leveranstillstånd Ingen Härdat till 42 45 HRC Mjukglödgat på begäran EGENSKAPER Angivna egenskaper är baserade på prover tagna i mitten av en stång på 200 mm. Om inget annat anges har alla prover härdats till 42 45 HRC (leveranstillstånd). FYSIKALISKA EGENSKAPER Data vid rumstemperatur respektive förhöjd temperatur. Temperatur 20 C 400 C 600 C Densitet kg/m 3 7 810 7 700 7 640 Elasticitetsmodul N/mm 2 210 000 180 000 140 000 Värmeutvidgningskoefficient per C från 20 C 12,0 x 10 6 13,0 x 10 6 Värmeledningskoefficient W/m C 29 30 Specifikt värme J/kg C 435 Färgkod Olivgrön/mörkröd härdat Brun/mörkblå mjukglödgat MEKANISKA EGENSKAPER DRAGHÅLLFASTHET ANVÄNDNINGS- OMRÅDEN Uddeholm Balder är avsett för applikationer med höga krav på varmhållfasthet hos materialet i kombination med utmärkt bearbetbarhet. Användningsexempel: Vändskärsborrar och vändskärsfräsar Fräschuckar och verktygskonor Konstruktionsdetaljer med stränga krav på varmhållfasthet Hårdhet 310 HB* 44 HRC** 47 HRC*** Slutlig draghållfasthet Rm MPa 1 030 1440 1600 kp/mm 2 105 147 163 Sträckgräns Rp0,2 MPa 760 1230 1320 kp/mm 2 77 125 134 Förlängning A 5 % 15 12 12 Kontraktion Z % 53 52 52 * Mjukglödgat tillstånd ** Leveranstillstånd *** 1020 C / 30 minuter, luftkylning, 550 C / 2 x 2 timmar TRYCKHÅLLFASTHET Hårdhet 310 HB* 44 HRC** 47 HRC*** Stukgräns Rc0,2 MPa 855 1 380 1 470 kp/mm 2 87 141 150. * Mjukglödgat tillstånd ** Leveranstillstånd *** 1020 C / 30 minuter, luftkylning, 550 C / 2 x 2 timmar 3

HÅLLFASTHETSEGENSKAPER VID FÖRHÖJD TEMPERATUR Längsriktning Rm, Rp0,2 MPa (N/mm 2 ) 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 Rp0,2 Rm A 5 A 5, Z, % 100 200 300 400 500 600 700 Provningstemperatur C Z 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 VÄRMEBEHANDLING MJUKGLÖDGNING Skydda stålet och genomvärm det till 650 C, hålltid 24 timmar. Kyl sedan fritt i luft. AVSPÄNNINGSGLÖDGNING Vid bearbetning av härdat och anlöpt material i leveranstillstånd ska verktyget efter grovbearbetning genomvärmas till 550 C, hålltid 2 timmar. Kylning fritt i luft. Vid bearbetning av mjukglödgat material ska verktyget efter grovbearbetning genomvärmas till 650 C, hålltid 2 timmar. Kyl långsamt till 500 C och sedan fritt i luft. ANLÖPNINGSBESTÄNDIGHET Hårdhet, HRC 50 45 40 35 30 500 C 550 C 600 C 650 C HÄRDNING Förvärmningstemperatur: 500 650 C, vanligtvis i två steg. Austenitiseringstemperatur: 900 1050 C, normalt 960 1020 C. Temperatur Hålltid* Hårdhet före C minuter anlöpning 960 30 49 ±1 HRC 1000 30 50 ±1 HRC 1020 30 51 ±1 HRC * Hålltid = tid vid härdningstemperatur sedan verktyget är helt genomvärmt 25 20 0,1 1 10 100 Tid, timmar Skydda detaljen mot avkolning under härdning. Vändskärsfräs 4

CCT DIAGRAM Austenitiseringstemperatur 950 C. Hålltid 30 minuter. C 1100 1000 Austenitizing temp. 950 C (1740 F) Holding time 30 minutes 900 800 700 600 Ac 1f = 830 C (1520 F) Ac 1s = 670 C (1240 F) 500 Cooling Kurva Curve Hardness Hårdhet HV 10 (sec) (sek) T800 500 Nr. No. 400 300 M s 1 2 536 514 1 43 200 M 100 f Martensite 3 4 498 464 1380 5175 1 2 3 4 5 5 446 20200 1 10 100 1 000 10 000 100 000 Seconds Sekunder 1 10 100 1 000 Minutes Minuter 1 10 100 Timmar Hours 0.2 1.5 10 90 600 Luftkylning Air cooling of av bars, Ø mm stänger, Ø mm HÅRDHET, KORNSTORLEK OCH RESTAUSTENIT SOM FUNKTION AV AUSTENITISERINGSTEMPERATUREN Kornstorlek, ASTM Hårdhet, HRC 52 51 50 49 48 Restaustenit Hårdhet 47 900 920 940 960 980 1000 1020 1040 1060 C Austenitiseringstemperatur Restaustenit, % 25 Kornstorlek 20 15 10 5 SLÄCKNINGSMEDEL Cirkulerande luft eller gas Vakuum (cirkulerande med tillräckligt övertryck). Avbruten svalning vid 320 450 C rekommenderas vid risk för formförändring och sprickor Etappbad eller virvelbädd vid 450 550 C, därefter svalning i luft Etappbad eller virvelbädd vid ca 180 200 C, därefter svalning i luft Varm olja, ca 80 C Anm. 1: Anlöp verktyget så snart temperaturen sjunkit till 50 70 C. Anm. 2: För att uppnå optimala verktygsegenskaper ska svalningen ske så snabbt som möjligt, men inte så snabbt att otillåten deformation eller sprickbildnng uppstår. 5

ANLÖPNING Välj anlöpningstemperatur i nedanstående diagram beroende på önskad hårdhet. Anlöp två gånger med mellanliggande svalning till rumstemperatur. Lägsta anlöpningstemperatur är 200 C. Hålltid vid angiven temperatur ska vara minst 2 timmar. För att undvika anlöpningssprödhet bör anlöpning inte ske inom temperaturområdet 500 550 C, se diagram. ANLÖPNINGSDIAGRAM Hårdhet, HRC 55 Austenitiseringstemp. 50 45 40 35 30 960 C Restaustenit 1020 C 1000 C 980 C Restaustenit, % 24 Anlöpningssprödhet 20 16 12 8 4 DIMENSIONSFÖRÄNDRINGAR Under härdning och anlöpning utsätts detaljen för både värme- och omvandlingsspänningar. Dessa spänningar resulterar i formförändring. För att kunna förutsäga maximal formförändring vid korrekt utförd släckning rekommenderas alltid avspänningsglödgning mellan grov och halvfärdig bearbetning före härdning. Dimensionsförändringarna har uppmätts efter austenitisering vid 1020 C i 30 minuter med efterföljande svalning. Provplatta 100 x 100 x 100 mm DIMENSIONSFÖRÄNDRINGAR UNDER HÄRDNING Bredd Längd Tjocklek % % % Oljehärdning min +0,02-0,14 +0,04 från 1020 C max +0,27 +0,10 +0,28 Lufthärdning min +0,01-0,09-0,03 från 1020 C max +0,15-0,19 +0,11 Vakuumhärdning min +0,09-0,03 +0,11 från 1020 C max +0,13-0,08 +0,20 25 100 200 300 400 500 600 C Anlöpningstemperatur (2 + 2 timmar) 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. DIMENSIONSFÖRÄNDRINGAR UNDER ANLÖPNING Dimensionsförändringar, % +0,12 +0,08 +0,04 0-0,04 ANLÖPNINGSTEMPERATURENS INVERKAN PÅ SLAGSEGHETEN (CHARPY) VID RUMSTEMPERATUR Längsriktning. Slagseghet, J 80 70 60 50 40 30 20 10 Hårdhet, HRC 55 50 45 40 Anlöpningssprödhet 35 30 25 20-0,08-0,12 100 200 300 400 500 600 C Anlöpningstemperatur (2 + 2 timmar) Anmärkning: Dimensionsförändringarna vid härdning och anlöpning skall adderas. 100 200 300 400 500 600 700 C Anlöpningstemperatur (2 + 2 timmar) Vändskärspinnfräs. 6

YTBEHANDLING 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 när det utsätts för mekaniska eller termiska chocker. Risken ökar med skikttjockleken. Nitrering i ammoniakgas vid 510 C eller plasmanitrering i en blandning av 75 % väte/ 25 % kväve vid 480 C ger båda en ythårdhet på ca 1100 HV 0,2. I allmänhet är plasmanitrering att föredra eftersom denna metod ger bättre kontroll av kvävepotentialen; framförallt är det lättare att undvika att det mycket spröda så kallade vita skiktet bildas. Även varsam gasnitrering kan ge fullt acceptabla resultat. Uddeholm Balder kan också nitrokarbureras i antingen gas eller saltbad för att uppnå en ythårdhet på 900 1000 HV 0,2. NITRERDJUP Tid Nitrerdjup Process timmar mm Gasnitrering 10 0,12 vid 510 C 30 0,20 60 0,28 Plasmanitrering 10 0,12 vid 480 C 30 0,18 60 0,22 Nitrering till härddjup på mer än 0,3 mm rekommenderas inte för komponenter avsedda för varmarbete. Uddeholm Balder kan även nitreras i mjukglödgat tillstånd. I detta fall blir dock hårdhet och nitrerdjup något reducerade. SÄTTHÄRDNING Syftet med sätthärdning är att uppnå en hård nötningsbeständig yta och en seg kärna. Ytan uppnår en hårdhet på 60 ±2 HRC och kärnan en hårdhet på 50 ±2 HRC. För att uppnå önskade dimensioner ska slipning utföras som en sista operation efter sätthärdning. Föroxidation görs för att undvika ojämn uppkolning. Om olika ugnar används för föroxidation och uppkolning måste detaljen överföras mellan ugnarna så snabbt som möjligt. ALTERNATIV 1 Föroxidation: 400 C, hålltid 1 timme. Uppkolning: 900 C, kolpotential 0,75, hålltid beroende på önskat sätthärdningsdjup. Kylning: I luft sedan flytande kväve -196 C Anlöpning: 260 C, hålltid 2 x 1 timme. ALTERNATIV 2 Föroxidation: 400 C, hålltid 1 timme. Uppkolning: Steg 1. 880 C, kolpotential 0,6, hålltid 3 timmar. Tiden ställs in beroende på önskat sätthärdningsdjup. Steg 2. 880 C, kolpotential 0,4, hålltid 10 min. Steg 3. 840 C, kolpotential 0,4, hålltid 20 min. Kylning: I luft, sedan i kallt vatten 5 C. Anlöpning: 180 C, hålltid 2 x 1 timme. Uppkolningstid i steg 1 Sätthärdningsdjup mm 2 timmar ~0,4 4 timmar ~0,7 16 timmar ~1,3 7

SKÄRDATA- REKOMMENDATIONER Nedanstående skärdata för Uddeholm Balder är att betrakta som riktvärden, vilka måste anpassas till rådande lokala förutsättningar. För mer detaljerade anvisningar se Uddeholms broschyr Skärdatarekommendationer. Leveranstillstånd: härdat och anlöpt 42 45 HRC SVARVNING Svarvning med hårdmetall Skärdataparameter Grovsvarvning Finsvarvning Skärhastighet (v c ) m/min 90 110 110 130 Matning (f) mm/varv 0,2 0,4 0,05 0,2 Skärdjup (a p ) mm 2 4 0,5 2 Hårdmetallbeteckning P10 P15 P10 ISO Belagd Belagd hårdmetall hårdmetall eller cermet FRÄSNING PLAN- OCH HÖRNFRÄSNING Fräsning med hårdmetall Skärdataparameter Grovfräsning Finfräsning Skärhastighet (v c ) m/min 70 90 90 110 Matning (f z ) mm/tand 0,15 0,25 0,10 0,20 PINNFRÄSNING Typ av fräs Skärdata- Solid Hårdmetallparameter hårdmetall vändskär Snabbstål Skärhastighet (v c ) m/min. 90 110 110 130 8 10 2) Matning (f z ) mm/tand 0,03 0,15 1) 0,08 0,15 1) 0,05 0,20 1) Hårdmetallbeteckning Micrograin P15 P30 ISO Belagd Belagd hårdmetall hårdmetall 1) Beroende på radiellt skärdjup och fräsdiameter 2) För belagd snabbstålsfräs v c = 10 15 m/min. BORRNING TiCN-BELAGD SNABBSTÅLSBORR Borrdiameter Skärhastighet (v c ) Matning (f) mm m/min. mm/varv 5 12 17 0,03 0,15 5 10 12 17 0,15 0,20 10 15 12 17 0,20 0,25 15 20 12 17 0,25 0,30 HÅRDMETALLBORR Typ av borr Skärdata- Korthåls- Solid Hårdparameter borr hårdmetall metallborr 1) Skärhastighet (v c ) m/min. 100 120 90 110 50 60 Matning (f) mm/varv 0,05 0,10 2) 0,05 0,15 3) 0,10 0,15 4) 1) Borr med utbytara eller lödda hårdmetallskär 2) Matningshastighet för borrdiameter 20 40 mm 3) Matningshastighet för borrdiameter 5 20 mm 4) Matningshastighet för borrdiameter 10 20 mm Skärdjup (a p ) mm 2 4 2 Hårdmetallbeteckning P20 P40 P10 P20 ISO Belagd Belagd hårdhårdmetall metall eller cermet Vändskärsfräs för planfräsning. 8

Mjukglödgat tillstånd ~310 HB SVARVNING FRÄSNING PLAN- OCH HÖRNFRÄSNING Fräsning med hårdmetall Skärdataparameter Grovfräsning Finfräsning Skärhastighet (v c ) m/min 780 150 150 190 Matning (f z ) mm/tand 0,2 0,4 0,1 0,2 Skärdjup (a p ) mm 2 5 2 Hårdmetallbeteckning P20 P40 P10 P20 ISO Belagd Belagd hårdhårdmetall metall eller cermet PINNFRÄSNING Svarvning med hårdmetall Svarvning med snabbstål Skärdata- Grov- Fin- Finparameter svarvning svarvning svarvning Skärhastighet (v c ) m/min. 120 170 170 220 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 3 Hårdmetallbeteckning P10 P15 P10 ISO Belagd Belagd hårdhårdmetall metall eller cermet Typ av fräs Skärdata- Solid Hårdmetallparameter hårdmetall vändskär Snabbstål BORRNING SNABBSTÅLSBORR Borrdiameter Skärhastighet (v c ) Matning (f) mm m/min. mm/varv 5 20 22* 0,08 0,20 5 10 20 22* 0,20 0,30 10 15 20 22* 0,30 0,35 15 20 20 22* 0,35 0,40 * För belagd snabbstålborr v c = 30 35 m/min. HÅRDMETALLBORR Typ av borr Skärdata- Korthåls- Solid Hårdparameter borr hårdmetall metallborr 1) Skärhastighet (v c ) m/min. 180 200 120 150 90 120 Matning (f) mm/varv 0,06 0,15 2) 0,08 0,30 3) 0,15 0,25 4) 1) Borr med utbytara 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 anvisningar hänvisas till Uddeholms broschyr Slipning av verktygsstål. Typ av Mjukglödgat Härdat slipoperation tillstånd tillstånd Planslipning rak skiva A 46 HV A 46 GV Planslipning segment A 24 GV A 36 GV Rundslipning A 46 LV A 60 KV Innerslipning A 46 JV A 60 JV Profilslipning A 100 KV A 120 JV Skärhastighet (v c ) m/min. 120 140 130 150 25 30 1) Matning (f z ) mm/tand 0,03 0,20 2) 0,08 0,20 2) 0,05 0,35 2) Hårdmetallbeteckning Micrograin P20 P30 ISO Belagd Belagd hårdmetall hårdmetall 1) För belagd snabbstålsfräs v c = 40 45 m/min. 2) Beroende på radiellt skärdjup och fräsdiameter 9

FLAM-, INDUKTIONS- OCH LASERHÄRDNING Uddeholm Balder kan flam- eller induktionshärdas till en hårdhet på ca 54 56 HRC. Austenitiseringstemperaturen är 1000 1100 C. Kylning i luft är att föredra. Anlöpning vid 180 220 C rekommenderas efter flam-, induktions- eller laserhärdning. Hålltid 2 x 1 timme. PVD-BELÄGGNING Uddeholm Balder kan PVD-beläggas utan att minska komponentens hårdhet. HÅRDFÖRKROMNING Efter hårdförkromning ska detaljerna anlöpas vid 180 C i 4 timmar för att undvika risken för väteförsprödning. GNISTBEARBETNING Om gnistbearbetning utförs i härdat och anlöpt skick ska det vita skiktet avlägsnas mekaniskt, t.ex. genom slipning eller bryning. Komponenten ska sedan anlöpas ytterligare vid ca 550 C, hålltid 2 timmar. YTTERLIGARE INFORMATION Kontakta närmaste Uddeholmskontor för ytterligare information om Uddeholms verktygsstål vad beträffar sortiment, värmebehandling, användningsområden och tillgänglighet. SVETSNING Uddeholm Balder kan svetsas med gott resultat om hänsyn tas till förhöjd temperatur, fogberedning, val av elektroder och stränguppbyggnad. Svetsmetod TIG MMA Förvärmnings. temperatur* 325 375 C 325 375 C Tillsatsmaterial DIEVAR TIG-WELD QRO 90 TIG-WELD UTP A 73G2 QRO 90 WELD UTP 73G2 Svalningshastighet 20 40 C/timme de första 2 3 timmarna, därefter fritt i luft. Hårdhet efter 48 53 HRC 48 53 HRC svetsning (DIEVAR, QRO 90) (QRO 90) 53 56 HRC 55 58 HRC (A 73G2) (73G2) Värmebehandling efter svetsning Härdat och anlöpt tillstånd Anlöp vid 550 C, hålltid 2 timmar Mjukglödgat Mjukglödga vid 650 C 24 timmar. tillstånd Kylning fritt i luft. * Förvärmning kan uteslutas i de fall där man kan räkna med låga spänningar (mindre svetsfogar). Mer detaljerad information finns i Uddeholms broschyr Svetsning av verktygsstål. 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. Vi befäster ställningen som världsledande leverantör av verktygsstål. 11

UDDEHOLM 1403/1604 Uddeholm Balder 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.vi befäster ställningen som världsledande leverantör av verktygsstål. 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 12