SZERSZÁMACÉL ISMERTETÕ
VANADIS 10 – SuperClean Nagy kopásállóságú – porkohászati (PM) hidegmunkaacél
Überall, wo Werkzeuge hergestellt und verwendet werden
VANADIS 10
Mértékadó szerszámacéltulajdonságok NAGY SZERSZÁMTELJESÍTMÉNYHEZ
• Korrekt keménység értékek az alkalmazáshoz • Nagy kopásállóság • Jó szívósság, az idõelõtti szerszám tönkremenetel (Kipattogzás/Repedés) elkerülése érdekében. A nagy kopásállóság gyakran alacsony szívóssággal párosul és fordítva. Az optimális szerszámteljesítményhez sok esetben mind a nagy kopásállóság, mind a nagy szívósság biztosítása szükséges. A VANADIS 10 egy porkohászati úton elõállított hidegmunkaacél, mely az extrém magas kopásállóság és a jó szívósság kombinációjával biztosítja a nagy szerszámteljesítményt.
GAZDASÁGOSABB SZERSZÁMGYÁRTÁSHOZ
• • • •
Forgácsolhatóság Hõkezelés Mérettartósság hõkezelés során Felületkezelés. A szerszámok gyártása erõsen ötvözött szerszámacélból gyakran gondot okozhat a nehéz forgácsolás és hõkezelés miatt, összehasonlítva a gyengén ötvözött szerszámacélokkal. Ez természetesen növeli a gyártási költségeket. A gondosan kialakított vegyi összetételnek és a porkohászati gyártástechnológiának köszönhetõen a VANADIS 10 hasonló módon hõkezelhetõ, mint a W.-Nr. 1.2379, 1.2080 és 1.2436 acélminõségek. A VANADIS 10 hõkezelése hasonló, mint a W.-Nr. 1.2379 minõségé. A mérettartósság edzés és megeresztés során igen nagy elõny. Ez lényegesen jobb, mint a hagyományosan gyártott, nagyteljesítményû szerszámacélok esetén. Ez azt jelenti, hogy a VANADIS 10 különösen alkalmas CVD-bevonatok készítésére.
Az extrém magas kopásállóság és a jó szívósság azt jelenti, hogy a VANADIS 10 érdekes alternatíva olyan alkalmazások esetén, ahol a szerszám, mint pl. keményfém esetében kipattogzásra vagy repedésre hajlamos. Példák: • Kivágás és alakítás • Finomkivágás • Trafo- és rotorlemezek kivágása • Tömítések kivágása • Mélyhúzás • Hidegalakítás • Papier és fólia vágó kések • Porsajtolás • Granulátorkések • Extrudercsigák stb.
Általános információk A VANADIS 10 egy Cr-Mo-V-ötvözésû acél, melynek jellemzõi: • Extrém magas kopásállóság • Nagy nyomószilárdság • Igen jó átedzhetõség • Jó szívósság • Igen jó mérettartósság edzés és megeresztés során • Jó megeresztésállóság. Összetétel %
C 2,9
Si 1,0
Mn 0,5
Cr 8,0
Szállításiállapot
Lágyítva kb. 280–310 HB -re
Színjelölés
Zöld/ibolya
Mo 1,5
V 9,8
Tulajdonságok FIZIKAI TULAJDONSÁGOK Edzve és megeresztve 62 HRC-re. Hõmérséklet Sûrûség kg/m3
20°C
200°C
400°C
7 400
–
–
234 000
–
–
/°C , 20°C-ra
–
10,9 x 10 -6
11,7 x 10-6
Hõvezetésitényezõ W/m • °C
14
17
19
460
–
–
Rugalmasságimodulus N/mm2 Hõtágulásiegyüttható
Alkalmazási területek A VANADIS 10 különösen alkalmas olyan szerszámokhoz, ahol a nagysorozatgyártásnál az abrazív kopás dominál. 2
Fajhõ J/kg °C
VANADIS 10
Hõkezelés
ÜTÕMUNKA (SZÍVÓSSÁG) Átlagos ütõmunka értékek (szobahõmérsékleten) különbözõ megeresztési hõmérsékletekre. Próbatest: 7 x 10 x 55 mm bemetszés nélkül. Edzési hõmérséklet: 1020°C, levegõ hûtés, kétszer megeresztve. Ütõmunka, Joule 35 Keménység 30
LÁGYÍTÁS Az acélt oxidációtól védve 900°C-on hõntartani, ezután kemencében kb. 10°C /óra sebességgel 750°C-ig, végül levegõn hûteni.
Keménység HRC 65
60
25 20
55 15
FESZÜLTSÉGMENTESÍTÉS A nagyoló megmunkálást követõen a szerszámot 650°C-on 2 órát hõntartani, majd lassan hûteni 500°C-ig, végezetül szebad levegõn szobahõmérsékletre hûteni. A hõkezelés során az acélt dekarbonizációtól és oxidációtól védeni kell.
Ütõmunka 10
EDZÉS
50
5 0 200
300 400 500 Megeresztési hõmérséklet (2h + 2h)
45 600°C
KOPÁSÁLLÓSÁG Csap-tárcsa-vizsgálat. Tárcsa: SiC. VANADIS 10 = 62 HRC, W.-Nr. 1.2379 = 62 HRC.
Elõmelegítési hõméreéklet: 600–700°C Ausztenitesítési hõmérséklet: 1020–1100°C Hõntartás: 30 Min. Megjegyzés: Hõntartás = A szerszám tartózkodása az ausztenitesítési hõmérsékleten a hûtés megkezdéséig, miután a mag is elérte a kívánt hõmérsékletet. A 30 percnél rövidebb hõntartás keménységcsökkenést eredményezhet. Az ausztenitesítés során a szerszámot dekarbonizációtól és oxidációtól védeni kell. HÛTÉS
Súlyveszteség (mg/perc) W.-Nr. 1.2379
150 140 120 100
• • • •
Levegõ/Gáz Vákumkemence (Gáztúlnyomás 2–5 bar) Sófürdõ vagy fluidágy 500–550°C-on Sófürdõ vagy fluidágy 200–350°C-on, a 350°C javasolható. Megj. 1: A szerszámot azonnal meg kell ereszteni, amikor a hõmérséklete az 50–70°C-ot elérte.
VANADIS 10
80 60 40 20 0
Megj. 2: Az optimális szívósság elérése érdekében a hûtést a lehetõ leggyorsabban kell végezni. Figyelembe kell venni azonban, hogy az elhúzódás elfogadható mértékû maradjon. Megj. 3: >50 mm keresztmetszetek esetén a hõmérséklet kiegyenlítés sófürdõben, tovább hûteni fúvott levegõn.
Tipikus alkalmazási terület VANADIS 10-re: Nagy sorozatok az elektronikai iparban. 3
VANADIS 10
Izotermikus lehûlési diagram Ausztenitesítési hõmérséklet 1020°C. Hõntartás 30 perc. Hõmérséklet °C 1100
Austenitizing temperature: 1020°C Austenitisierungstemperatur 1020°C Holding time: min. Haltedauer 3030 Minuten
1000
Hõmérséklet °C
Ac1f
900
Ac 1s
800
800 750 700 675 650 600 500 425 400 350 325 300 250
Pearlite Perlit
700 600 500 400 300
Bainite Bainit
Ms
200 100
Mf 1
10 10
1
100 100
1 000 1 000
1
000 1010000
10
000 100100 000
100
Keménység HV10 (ca.)
4,5 4,5 18 18 1,1 1,1 22 22 44 23 23 44 44 61 61 22,5 22,5 15 15 3,5 3,5 77 22 22
297 302 350 354 423 523 890 890 890 858 715 642 673
S
d Sekunden
1 000
1
Idõ óra
Minuten
10
100 Stunden
Folyamatos lehûlési diagram Ausztenitesítési hõmérséklet 1020–1060°C. Hõntartás 30 perc. Hõmérséklet °C 1100
Austenitisierungstemperatur 1020°C(1870°F) Austenitizing temperature 1020°C Haltedauer Holding time3030Minuten min.
1000 A Ac c1f1f
900
A Ac c 1s 1s
800
Pearlite Perlit
Karbide Carbides
700 Kurve
600 500 400
Bainit Bainite
300 M s 200 Martensite Martensit
100 M f 1
1
10
3
2
1
100 1
4
5
1 000
7
10 000
10
100 1
4
6
8
9
100 000 1 000 10
Sekunden Minuten 100 Stunden
Keménys. T800–500 HV 10 (Sek.)
1
890
2
878
3,8 10
3
818
232
4
806
481
5
731
695
6
635
1389
7
509
2318
8
325
4633
9
311
6947
VANADIS 10
A keménység, szemcsenagyság és a maradék ausztenit változása az ausztenitesítési hõmérséklet függvényében.
MÉRETVÁLTOZÁS MEGERESZTÉS UTÁN Próba: kocka 65 x 65 x 65 mm
Hõntartás 30 perc. Hûtés levegõn. Maradék ausztenit % 20
Keménység HRC 70 68
Keménység
66
15
64 10 62
Ausztenitesítési hõmérséklet
Méretváltozás % 0,10
980°C 980°C 1780°F
1020°C
1020°C 1870°F
1060°C 1060°C 1940°F
0,08 0,06 0,04
Maradék ausztenit
60
5
58 56
0 975
1000 1020 1050 Ausztenitesítési hõmérséklet
1075 °C
0,02 0,00 Megeresztés nélkül 200°C 550°C Megeresztési hõmérséklet
Próba: lapos 125 x 125 x 25 mm Méretváltozás %
MEGERESZTÉS A megeresztési hõmérséklet a kívánt keménység alapján a megeresztési diagramból vehetõ ki. Kétszeri megeresztés szükséges közbensõ hûtéssel Szobahõmérsékletre. A legalacsonyabb megeresztési hõmérséklet 180°C. Hõntartás legalább 2 óra. 1100°C vagy efeletti edzési hõmérséklet esetén legalább 525°C megeresztési hõmérséklet javasolt, hogy a maradék ausztenit mennyisége csökkenjen. Megeresztési diagram
0,06 0,04 0,02 0,00 Megeresztés nélkül 200°C 550°C Megeresztési hõmérséklet
MÉLYHÛTÉSES EDZÉS
Keménység HRC
Maradék ausztenit %
70 68 Ausztenitesítési hõmérséklet 1100°C 66 64
0,10 0,08
1060°C
Azok az alkatrészek, amelyeknél a maximális méretstabilitás szükséges, az alábbiak szerint mélyhûtéses edzésnek vethetõk alá: Közvetlenül a lehûtést követõen az alkatrész –70 tõl –80°C-ig mélyhûthetõ – Hõntartási idõ 1–3 óra – ezután megereszthetõ vagy öregíthetõ. A mélyhûtéses edzés hatására a keménység
62 1020°C
60 58 56 54
10 Maradék ausztenit 1060°C
5
0 200
300
400 500 Anlaßtemperatur °C
600
Tipikus alkalmazási példa VANADIS 10 -re: Szerszám elektronikai szalagok kivágásához. 5
VANADIS 10
kb. ~1 HRC-vel nõ. Bonyolult alkatrészeknél ezt a kezelést a repedésveszély miatt lehetõség szerint el kell kerülni.
Keményfém fúró Fúró típusa
NITRIDÁLÁS Nitridálás hatására kemény, kopásálló kéreg jön létre, amely egyben a hidegfelhegedési veszélyt is csökkenti. A VANADIS 10 megeresztése magas hõmérsékleten, általában 525°C-on történik. Az alkalmazott nitridálási hõmérséklet ezért az 500–525°C-ot nem lépheti túl. Ionnitridálást elõnyben kell részesíteni. A felületi keménység a nitridálás után kb. 1250 HV0,2 kg Az elérendõ kéregvastagságot a felhasználás határozza meg.
Forgácsolásiparaméterek
VáltólapkásTömörfúró keményfém
Forgácsolásisebesség (vc) m/Min. Elõtolás (f) mm/f 1)
2)
80–130 0,05–0,25
2)
Hûtõcsatornás fúró keményféméllel 1)
35
25
0,10–0,252)
0,15–0,25 2)
Hûtõcsatornás fúró beforrasztott keményfém lapkával. Függ a fúróátmérõtõl.
MARÁS Sík- és sarokmarás Marás keményfémmel
Ajánlások a forgácsoló megmunkáláshoz
Forgácsolásiparameterek
Nagyolás
Forgácsolásisebesség (v c) m/Min. Elõtolás (fz) mm/fog
Az alábbi forgácsolási adatok irányértéknek tekintendõk és a mindenkori helyi sajátosságokhoz kell igazítani azokat.
Fogás mm
(a
80–110
8
0,2–0,4
0,1–0,2
0,1
2–5
–2
–2
K15*
K15*
–
p)
* Kopásálló bevonat Al 203 -al ellátott keményfém fúró ajánlott, pl. Sandvik Coromant GC 3015 vagy SECO T10M.
ESZTERGÁLÁS Nagyolás
Forgácsolásisebesség (v m/Min.
Fogás mm
Simítás
Esztergálás
Szármarás
Keményfém Keményfém Gyorsacél
Maró típusa
c)
40–70
Elõtolás (f) mm/f
0,3–0,6
70–130
10 Forgácsolásiparameterek
tömörkeményfém
20
– 0,3
– 0,3
2–6
–2
–2
Forgácsolásisebesség (vc) m/Min.
K15*
K15*
–
Elõtolás (f z) mm/fog
(a p)
Megmunkálásicsoport ISO
Gyorsacéllal
40–80
Megmunkálásicsoport ISO
Forgácsolásiparameterek
Simítás
Marás
* Egy kopásálló Al 203 bevonatos keményfém ajánlott, pl. Sandvik Coromant GC 3015 vagy SECO TP05.
Megmunkálásicsoport ISO 1)
2)
0,03–0,20 K 20
2)
Maró váltólapkával
Gyorsacél
50–80
81)
0,08–0,202)
0,05–0,352)
K 153)
–
Bevonatos gyorsacél szármaróra vc ³10 m/Min. Függ a radiális fogásmélységtõl és a maró átmérõtõl.
FÚRÁS 3)
Spirálfúró gyorsacélból Fúróátmérõ mm
Forgácsolásisebesség (v c) m/Min.
– 5 5–10 10–15 15–20
* Bevonatos gyorsacélra 6
Elõtolás (f) mm/f
8* 8* 8* 8*
0,08–0,20 0,20–0,30 0,30–0,35 0,35–0,40
v
c
³10 m/Min.
Egy kopásálló javasolt.
Al 2O3 -bevonatos keményfém
VANADIS 10
KÖSZÖRÜLÉS A köszörûkorongokra vonatkozó általános ajánlások az alábbi táblázatban találhatók. További információk az Uddeholm „Szerszámacélok köszörülése” címû kiadványból nyerhetõk. Köszörülési eljárás
lágyított
Síkköszörülés
A46 HV
Homlokköszörülés (Szegmens) Palástköszörülés
A24 GV A46 LV
Furatköszörülés
A46 JV
Profilköszörülés
1)
2)
A100 LV
edzett B107 R75 B3 1) 3SG 46 GVS2) C 46 GV 3SG 46 FVSPF2) A 46 FV B126 R75 B3 1) 5SG 70 IVS2) C 60 IV B107 R75 B3 1) 3SG 60 JVS2) C 60 HV B107 R100 V 1) 5SG 80 JVS2) C 120 HV
Szikraforgácsoló megmunkálás Ha az acél edzett és megeresztett állapotban szikraforgácsolásra kerül, a mûveletet egy „simítással” kell befejezni (azaz alacsony áramerõsség, magas frekvencia). Az optimális szerszámteljesítmény érdekében a szikraforgácsolt felületet csiszolni/polírozni kell. Végezetül a szerszámot ismételten meg kell ereszteni kb. 25°C-al az utolsó megeresztési hõmérséklet alatt. Nagy keresztmetszetek vagy bonyolult alkatrészek huzalszikrázása esetén a VANADIS 10 -et 500°C feletti hõmérsékleten kell megereszteni.
Ezekhez az alklamazásokhoz, ha lehetséges, CBNkorongokat kell alkalmazni. Köszörûkorong a Norton Co. terméke
Relatív összehasonlítás Uddeholm hidegmunkaacélok ANYAGTULAJDONSÁGOK TÖNKREMENETELI MECHANIZMUSOKKAL SZEMBENI ELLENÁLLÁS
Uddeholm
W.-Nr.
ARNE
1.2510
CALMAX
Spec.
RIGOR
1.2363
SVERKER 21
1.2379
SVERKER 3
(1.2436)
VANADIS 4
Spec. PM
VANADIS 10
Spec. PM
VANADIS 23
1.3344 PM
Forgácsol- KöszörülKeménység hatóság hetõség
Méretstabilitás
Abrasiv kopás
Adhezív kopás
Kipattogzás/ törés
Alakváltozás
7
