Charakteristika. Vlastnosti. Použití NÁSTROJE PRO TVÁŘENÍ ( KOVÁNÍ) ZA TEPLA FORMY NA VÝROBKY Z PLASTŮ VYŠŠÍ ŽIVOTNOST NÁSTROJŮ FYZIKALNÍ ÚDAJE

VIDAR SUPERIOR

��

��

��

1

VIDAR SUPERIOR

�

��

�� 2 ��

��

�

VIDAR SUPERIOR

Charakteristika VIDAR SUPERIOR je Cr-Mo-V legovaná ocel pro práci za tepla, která je charakterizována následujícími vlastnostmi: • vysoká odolnost proti teplotním šokům a tepelné únavě • vysoká pevnost při zvýšených teplotách • výborná houževnatost a tažnost ve všech směrech • velmi dobrá prokalitelnost • dobrá rozměrová stabilita při kalení

Chemické � složení % � � Standartní specifikace �� Stav při dodání ��

Barevné označení

�

C 0,5

Si 0,2

Mn 0,5

Cr 5,0

Mo 2,3

� � ��

X36 CrMoV5 (CNOMO) X36 CrMoV5-1, W.-Nr. 1.2340 ~AISI H11, ~B H11, ~W. Nr. 1.2343 ~AFNOR Z38 CDV 5, ~UNI X37 CrMoV 51 KU, ~UNE X37 CrMoV 5 žíháno na měkko přibliž. na 180HB červená/oranžová s bílými příčnými pruhy

VYŠŠÍ ŽIVOTNOST NÁSTROJŮ

Zvýšená rázová houževnatost je zvláště významná u nástrojů vystaveným vysokému mechanickému a teplotnímu namáhání jako jsou formy pro tlakové lití a kovací zápustky. Tyto lze zušlechtit na vyšší tvrdost (cca o 2 HRc), aniž by došlo ke ztrátě houževnatosti. Zvýšením pracovní tvrdosti zvýšíme hranici odolnosti proti tvorbě trhlin z tepelné únavy, následně můžeme očekávat vyšší životnost nástroje.

Použití NÁSTROJE PRO TLAKOVÉ LITÍ KOVŮ

Díl

�� Formy �� Pevné vložky, jádra �� Části vtoků � Trysky Vyhazovače (nitridované) � Písty, rozváděcí kanály �� (běžně nitridované)

Austenitizační teplota ��

Materiál

Teplota austenitizace (přibliž.)

HRc

Hliník Hořčík Slitiny mědi ocel

980-1000°C 980-1000°C 980-1000°C

44-52 44-52 40-50

V 0,5

��Název ”SUPERIOR” vyjadřuje speciální postupy tave�� ní a metalurgického zpracování, ocel dosahuje vysoké �� čistoty a jemnozrnné struktury. VIDAR SUPERIOR se �� vyznačuje zvýšenou rázovou houževnatostí v porovnání �� s ocelí typu H11, W.-Nr.1.2343. ��

��

NÁSTROJE PRO TVÁŘENÍ ( KOVÁNÍ) ZA TEPLA

Cín, olovo, zinkové slitiny HRc

Hlíník a slitiny hořčíku HRc

46-50 48-52 (ORVAR) (ORVAR) (ORVAR)

42-48 46-50 (ORVAR) (ORVAR) (ORVAR)

(ORVAR)

(ORVAR)

FORMY NA VÝROBKY Z PLASTŮ

Díl

Teplota austenitizace (přibliž.)

HRc

Formy na vstřikování Formy na lisování Kombinované formy

980-1000°C

46-52

Vlastnosti FYZIKALNÍ ÚDAJE Všechny zkušební vzorky jsou odebrány ze středu ploché tyče 1000 x 200 mm , kaleny ve vakuové peci z teploty 1000°C plynem a popuštěny 2 x 2 hodiny na teplotu 6001C. Tvrdost 41 +/- 1 HRc. Teplota

20°C

200°C

400°C

600°C

Měrná hustota (kg/m3)

7 800

7 750

7 700

7 600

210 000

200 000

180 000

140 000

Koeficient teplotní roztažnosti (1/°C)

—

11,6x10-6

12,4x10-6

13,2x10-6

Tepelná vodivost (W/m°C)

—

30

30

31

Modul pružnosti (Mpa)

MECHANICKÉ VLASTNOSTI Zkouška pevnosti v tahu při pokojové – přibližné údaje. Tvrdost

900-1000°C

45 HRc

46,5 HRc

48,5 HRc

Pevnost v tahu Rm

1450 Mpa

1580 Mpa

1680 Mpa

Mez kluzu Rp0,2

1240 Mpa

1340 Mpa

1410 Mpa

Prodloužení A5

13%

13%

12%

Kontrakce Z

65%

65%

64%

3

VIDAR SUPERIOR Pevnost (přibližně)v závislosti na vzrůstající teplotě V podélném směru. Rm, Rp0.2 Mpa 2000

Z

1800

A5 Z%

ŽIHÁNÍ NA MĚKKO

100

Ocel chránit proti oxidaci, žíhat na 850°C. Poté ochlazovat v peci rychlostí 10°C za hodinu na 650°C a potom volně ochladit na vzduchu.

90

1600

80

1400

70

1200

60

Rm

1000 600

40 30

A5

400

ŽÍHÁNÍ NA SNÍŽENÍ VNITŘNÍHO PNUTÍ

50

Rp0,2

800

Po hrubém opracování nástroj žíhat na 650°C a na této teplotě držet po dobu 2 hodin. Poté pomalu ochladit v peci na 500°C a nakonec volně na vzduchu.

20

200

10

100

200 300 400 500 Zkušební teplota

600

Tepelné zpracování

700°C

KALENÍ

Vliv teploty a času na tvrdost Tvrdost, HRc

Ohřev s prodlevou ve dvou stupních: 600-650°C a 820-850°C, V případě předehřáté pece nutno zařadit 3. prodlevu na 900°C. Austenitizační teplota: 980-1000°C. Výdrž: 30-45 minut (teplota ve středu dílu).

50

500°C 50

550°C

Chraňte díly proti oduhličení a oxidaci během kalení.

50

OCHLAZOVACÍ PROSTŘEDÍ

50

• inertní plyn proudící vysokou rychlostí/cirkulující atmosféra

50

50

600°C

1

10

100

1000

Čas (h)

• solná lázeň při 500 – 550°C nebo 180 – 220°C • horký olej. cca 80°C

Vliv teploty na rázovou houževnatost

Poznámka 1: při dosažení teploty 50-70°C ihned nástroj popustit

Impact energy, J 120

Poznámka 2: pro dosažení optimálních vlastností volte nejvyšší možnou rychlost chlazení tak, aby deformace nepřesáhly přípustnou mez a nedošlo k prasklinám.

100 80 60 40 20

-40

-20

20

100

200

Zkušební teplota

4

• (vakuum ) – inertní plyn s dostatečnou rychlostí a přetlakem, doporučuje se přerušení při teplotě 350 – 450°C, pokud hrozí deformace a nebezpečí prasklin

300

400

500°C

VIDAR SUPERIOR

Austenitizační teplota 1000°C, výdrž 30 minut. ARA diagram ��

��

��

Karbidy

��

Perlit

��

Bainit

Ms

��

Martensit

��

Mf

��

�

�

�

��

�

�

��

��

�

��

�

�

�

��

��

��

��

�

��

��

��

��

�

��

�

�

��

��

�

��

��

�

��

��

�

��

��

�

��

��

��

�

��

��

�

��

��

�

��

��

��

��

�

��

�

��

��

POPOUŠTĚNÍ Popouštěcí teplotu volit podle požadované tvrdosti z popouštěcího diagramu. Popouštět minimálně dvakrát s meziochlazením na pokojovou teplotu, výdrž min. 2 hodiny. Při popouštění na konečnou tvrdost v oblasti teplot 450 – 550°C počítejte s nižší houževnatostí nástroje. Popouštěcí diagram

Vzorek 15 x 15 x 40 mm, chlazen plynem Tvrdost, HRc

Zbytkový austenit %

60

Austenitizační teplota 1000°C

55 50

Austenitizační teplota 980°C

45 40 35

8

Zbytkový austenit

30

6

25

4

20

100

200

300

400

500

600

2 700°C

Teplota popouštění (2 x 2 h)

5

VIDAR SUPERIOR

ROZMĚROVÉ ZMĚNY BĚHEM KALENÍ A POPOUŠTĚNÍ

Tvrdost, velikost zrna a zbytkový austenit v závislosti na teplotě kalení Velikost zrna µm 40 35

Tvrdost, HRc

Zbytkový austenit %

56

Velikost zrna

55

30 25 20 15

54

Tvrdost

53 52

5

8

Zbytkový austenit

10 51

6

50

4

970

990 1010 Teplota kalení °C

1030

Vliv zkušební teploty na rázovou houževnatost Charpy V, vzorek odebrán v příčném směru Rázová houževnatost KV (J) 140

Běžně se výrobek ve svém největším rozměru (po délce) smrští a naopak v příčných rozměrech nabyde, ale toto chování je silně ovlivněno konstrukcí, tvarem dutin, jakož i zpusoben kalení a použitou rychlostí chlazení během kalení. Pro VIDAR SUPERIOR se doporučuje ponechat přídavky na obrábění 0,2 % pro délku, šířku i tloušťku.

NITRIDACE A KARBONITRIDACE Nitridace a karbonitridace vytváří na povrchu výrobku tvrdou vrstvu, která je velmi odolná proti opotřebení a erozi. Vrstva je však křehká a je li vystavena přílišným termálním šokům nebo mechanickým nárazům, může popraskat. Toto nebezpečí se zvyšuje s rostoucí tloušťkou vrstvy. Před vlastní nitridací musí být nástroj zakalený a popuštěný na teplotu nejméně 50°C nad teplotu nitridace.

120 100 80 60 40 20 200

400

450

500 550 600 Teplota kalení °C

625

650°C

Charpy U, vzorek odebrán v příčném směru Rázová houževnatost KV (J) 80

70 60 50 40 30 20 10 200

300 400 500 550 Popouštěcí teplota (2+2 hod.)

Plazmová nitridace probíhá obvykle při teplotách 480°C ve směsi (75%H + 25%N) a plynová nitridace ve štěpeném amoniaku při teplotě 510°C. Oba procesy vedou k vytvoření vrstvy o tvrdosti cca 1100 HV0,2. Obecně se plazmové nitridaci dává přednost, protože lze lépe řídit tvorbu vrstvy, její tloušťku a vytváření tzv „bílé vrstvy“ na povrchu, která je pro nástroje pro práci za tepla nežádoucí a je doporučováno se jí vyhnout. Ale i plynová nitridace přináší uspokojivé výsledky. VIDAR SUPERIOR lze také karbonitridovat jak v plynu, tak v solné lázni. Povrchová tvrdost dosahuje 900–1000 HV0,2.

Při popouštění na v oblasti teplot 450 – 550°C počítejte s nižší houževnatostí.

6

Během kalení a popouštění ve formách vznikají teplotní a transformační napětí, která vedou k změnám výsledných rozměrů a deformacím. Je tudíž doporučeno ponechat před kalením a popouštěním přídavky na obrábění.

600°C

VIDAR SUPERIOR

HLOUBKA NITRIDAČNÍ VRSTVY

Vrták z tvrdokovu Vrták z tvrdokovu

Doba procesu

Hloubka vrstvy (mm)

Nitridace plynu při 510°C

10h 30h

0,12 0,20

Parametry řezu

Plazmová nitrid.při 480°C

10h 30h

0,14 019

Rychlost řezu (vc)

Technologie

Karbonitridace -v plynu při 580°C -v solné lázni při 580°C

0,12 0,07

1) 2)

Monolitní vrták ze slinutého karbidu

Pájený karbid1)

200-230

120-150

70-100

2)

Posuv mm/r 2,5h 1h

Vrták s vyměnitelnými destičkami

2)

0,05-0,15

0,10-0,25

0,15-0,252)

Vrták s vnitřními chladícími kanály a pájenými břity Závisí na průměru vrtáku

Poznámka: Hloubka vrstvy (=smluvní hloubka difusní vrstvy) je vzdálenost od povrchu k místu, kde je tvrdost o 50 HRc vyšší, než tvrdost v jádře.

FRÉZOVÁNÍ Rovinné a tvarové frézování

VIDAR SUPERIOR lze také nitridovat ve stavu žíhaném na měkko, tvrdost a difusní hloubka vrstvy však bude o něco nižší .

Frézování s tvrdokovem Parametry obrábění

Hrubování

Frézování na čisto

Doporučené parametry obrábění

Řezná rychlost (vc) m/min.

150-220

220-260

Posuv mm/rev.

0,2-0,4

0,1-0,2

2-4

-2

Níže uvedené údaje slouží pouze k orientaci a jejich hodnoty musí být přizpůsobeny místním podmínkam. Více informací lze nalézt ve speciální publikaci Uddeholmu, zabývající se obráběním.

Skupina karbidu dle ISO

P20-P40

P10

Hloubka řezu (ap) mm

Frezování stopkovou frézou Typ frézy

SOUSTRUŽENÍ Soustružení s tvrdokovem

Parametry obrábění

Parametry obrábění

Hrubování

Obrábění na čisto

Řezná rychlost (vc) m/min.

170-220

220-270

Posuv mm/r

Posuv mm/rev.

0,2-0,4

0,05-0,2

2-4

0,5-2

Skupina karbidu dle ISO

Hloubka řezu (ap) mm Skupina karbidu dle ISO

P20-P30 povlakovaný

P10 povlakovaný

Rychlost řezu (vc) m/mm

Monolitní, ze slinutého karbidu

Fréza s vyměnitelnou břitovou destičkou

Frézování na čisto

145-185

150-190

30-351)

2)

2)

0,03-0,2

0,08-0,2

0,05-0,352)

—

P10-P20

—

Pro povlakované HSS(rychlořezné) frézy vc=50-55m/min 2) Závisí na hloubce řezu a průměru frézy 1)

VRTÁNÍ Spirálový vrták z rychlořezné oceli Průměr vrtáku mm

Rychlost řezu (vc)

Posuv (f)

-5 5-10 10-15 15-20

15-20* 15-20* 15-20* 15-20*

0,05-0,10 0,10-0,20 0,20-0,25 0,25-0,30

* Pro potažený vrták tvrdokovem vc=35-40 m/min.

7

VIDAR SUPERIOR

Elektro-erozivní obrábění

BROUŠENÍ Obecná doporučení pro brousící kotouče jsou uvedena v tabulce. Další informace se nachází v uddeholmské brožuře “Broušení nástrojové oceli”. Doporučení brusných kotoučů Brousící postup

Žíháno na měkko

Kaleno

Rovinné broušení rovinný brousící kotouč

A 46 HV

A 46 GV

Segmentové brousící kotouče

A 24 GV

A 36 GV

Broušení nakulato

A 46 LV

A 60 JV

Vnitřní broušení

A 46 JV

A 60 IV

Tvarové broušení

A 100 IV

A 120 JV

Svařování Části forem lze svařovat s uspokojivými výsledky, pokud jsou řádně připraveny svarové spoje, použit odpovídající přídavný materiál, dodržen předehřev a řízené dochlazování, jakož i následné tepelné zpracování. Následující pokyny zahrnují nejdůležitější svařovací parametry. Podrobnější údaje jsou uvedeny v brožuře Uddeholmu, zabývající se „Svařováním nástrojových ocelí“. Metoda svařování

TIG

MMA

Teplota předehřevu

350-375°C

350-375°C

Přídavný materiál*

DIEVAR TIG-WELD QRO 90 TIG-WELD

QRO 90 WELD

475°C

475°C

Maxim.interpass teplota Dochlazování po svaření Tvrdost svarového kovu

20-40°C/h první 2-3 hodiny, potom volný vzduch 50-55 HRc

50-55 HRc

Tepelné zpracování po svařování Ve stavu zušlechtěném

Popustit na teplotu o 25°C nižší, než byla nejvyšší předchozí popouštěcí teplota

Ve stavu žíhaném na měkko

Žíhat na měkko v ochranné atmosféře dle předpisu pro žíhání na měkko.

* Teplota předehřevu musí být udržována v celém objemu svařovaných dílů po dobu procesu svařování tak, aby se předešlo vzniku prasklin.

Při tomto procesu vzniká na opracovaném povrchu přetavená (bílá) vrstva .pod ní vrstva překalená a nepopuštěná. Obě jsou velmi tvrdé a křehké a ohrožují životnost nástroje. Jestliže je použito elektro-erozivní obrábění, bílá vrstva musí být kompletně mechanicky odstraněna broušením nebo tryskáním a nástroj po dokončení obrábění musí být dodatečně znovu popuštěn na teplotu na teplotu o 25°C nižší, než byla nejvyšší předchozí teplota popouštění. Podrobnější údaje jsou uvedeny v brožuře Uddeholmu, zabývající se „Elektro-erozivním obráběním“.

Leptání fotocitlivým materiálem Vidar Superior je zvlášť vhodný pro vytváření textur fotoleptem. Vysoká homogenita, mikročistoa a nízký obsah sulfidů zaručuje přesnost a věrnou reprodukci leptané předlohy.

Leštění Vidar Superior se vyznačuje dobrou leštitelností v kaleném a popuštěném stavu. Leštění broušeného povrchu může být prováděno pomocí korundového prášku nebo diamantové pasty. Obvyklý postup : 1. hrubé broušení kotoučem zrnitosti 180 – 320 2. jemné broušení papírem zrnitosti postupně 400 – 800 – 1200 3. leštění diamantovou pastou č.15 (15 µm) s použitím leštícího nástroje z měkkého dřeva nebo tkaniva 4. leštění diamantovou pastou č.postupně 6 – 8 – 3 (µm) s použitím leštícího nástroje z měkkého dřeva nebo tkaniva 5. když začneme dosahovat uspokojivého lesku dle požadavků, přejdeme na konečné leštění diamantovou pastou č.1 pomocí měkké textilie.

Další informace V pobočkách Uddeholmu Vás rádi budou informovat o výběru, použití, tepelném zpracování a možnostech dodávek nástrojové oceli.

8

Charakteristika. Vlastnosti. Použití NÁSTROJE PRO TVÁŘENÍ ( KOVÁNÍ) ZA TEPLA FORMY NA VÝROBKY Z PLASTŮ VYŠŠÍ ŽIVOTNOST NÁSTROJŮ FYZIKALNÍ ÚDAJE

Recommend Documents