Bohdan Bolzano s.r.o. www.bolzano.cz
Nástrojové oceli ASP a CPM ASP a CPM jsou registrované ochranné známky výrobců těchto práškovou metalurgií vyráběných materiálů, firem ERASTEEL (Francie, Švédsko) a CRUCIBLE (USA). Obě společnosti jsou globálními lídry v této komoditě, CRUCIBLE má v současné době v USA podíl na trhu 62%, ERASTEEL je historicky jakostním etalonem a tuto posici posílila zavedením řady ocelí „ASP 2000“ začátkem tisíciletí. Výrobní závod ERASTEEL
Výrobní závod CRUCIBLE
ROBERT ZAPP WERKSTOFFTECHNIK GMBH Mezinárodní
Master Distributor pro
ASP CPM Sklad a servisní centrum Unna
Prodejní centrála Ratingen
je výhradním zástupcem ROBERT ZAPP WERKSTOFFTECHNIK pro prodej nástrojových ocelí ASP a CPM v České a ve Slovenské Republice.
Zákazníci
Bohdan Bolzano s.r.o. www.bolzano.cz Ze skladové zásoby ROBERT ZAPP WERKSTOFFTECHNIK v servisním centru Unna (SRN) dodáváme níže uvedené značky. Další je možno zajistit ze servisního centra ocelí CPM ve Velké Británii nebo přímo od výrobců.
značka \ chem. složení
C
Cr
Mo
W
V
Co
Nové vysokovýkonné nástrojové oceli CPM Výrobce: Crucible Speciality Metals, USA
Tvrdost Kaleno a popuštěno dle materiálového listu
0,6
4,5
2,8
2,2
1,0
-
HRc 5061
0,8
7,5
1,3
-
2,8
-
5463
1,9
5,2
1,3
-
9,0
-
4358
2,4
5,2
1,3
-
9,7
-
5964
3,4
5,2
1,3
-
14,5
-
5963
Typické CPM - materiály pro práci za studena ®
CPM 1 V ®
CPM 3 V ®
CPM 9 V ®
CPM 10 V ®
CPM 15 V
CPM - materiály pro nástroje a dílce korozně namáhané ®
CPM S 30 V ®
CPM 420 V
1,5
14,0
2,0
-
4,0
-
5760
2,3
14,0
1,3
-
9,0
-
5659
Typické CPM - materiály pro řezné nástroje a velmi namáhané nástroje pro práci za studena ®
CPM Rex M4 ®
CPM Rex T 15 ®
CPM Rex 76 ®
CPM Rex 121
1,4
4,2
4,5
5,5
4,0
-
1,6
4,0
max. 1,0
12,2
5,0
5,0
1,5
3,7
5,2
10,0
3,1
9,0
3,4
4,0
5,0
10,0
9,5
9,5
5965 6267 6670 5571
Nová generace vysokovýkonných nástrojových ocelí ASP 2000 Výrobce: Erasteel, Francie - Švédsko ®
ASP 2012 ®
ASP 2005 ®
ASP 2023 ®
ASP 2030 ®
ASP 2052 ®
ASP 2053 ®
ASP 2060
0,6
4,0
2,0
2,1
1,5
-
5258
1,5
4,0
2,5
2,5
4,0
-
5964
1,3
4,2
5,0
6,4
3,1
-
5666
1,3
4,2
5,0
6,4
3,1
8,5
5667
1,6
4,8
2,0
10,5
5,0
8,0
2,5
4,2
3,1
4,2
8,0
-
2,3
4,0
7,0
6,5
6,5
10,5
5967 5666 5869
Nástrojové oceli řad CPM a ASP 2000 dodáváme ve stavu žíhaném na měkko, jako: - Tyče kruhového průřezu s mechanicky opracovaným povrchem, v průměrech 1,8 až 431mm* - Tyče ploché, tvářené za tepla nebo mechanicky opracované, tloušťky od 12,7 do 320 mm* - Přířezy a řezané bloky z výše uvedených polotovarů - Obrobené a kalené bloky k erodování, včetně konstrukčních a technologických otvorů
(* rozsah rozměrů je pouze orientační a pro jednotlivé značky rozdílný)
Bohdan Bolzano s.r.o. www.bolzano.cz Nástrojové oceli pro vysokovýkonné nástroje, vyráběné metodou práškové metalurgie Tvrdší, houževnatější, odolnější proti otěru – požadavky na pokročilé nástrojové materiály stoupají se zvyšující se komplexitou komponentů, které jsou s pomocí nástrojů vyráběny. V dřívějších dobách byla v popředí především snaha o zvýšení odolnosti proti otěru. Tato tendence však velmi rychle narazila na hranice, dané při konvenční výrobě oceli fyzikálními okrajovými podmínkami. Zvýšená tvorba hrubě jehlovitých karbidických struktur s jejich špatnou tvařitelností při kování, výrazně sníženou houževnatostí a zvýšenými problémy při třískovém obrábění znamenají pro technickou využitelnost ocelí s obsahem uhlíku pohybujícím se v oblasti 2,15% citelná ohraničení. Teprve s rozvojem práškové metalurgie a její aplikací pro výrobu nástrojových materiálů začátkem sedmdesátých let minulého století mohla být tato „zvuková bariéra“ prolomena. Vývoj této technologie probíhal v Evropě a USA téměř paralelně a vůdčími firmami byly společnosti Stora - Koppaberg (ASP) ve Švédsku a Crucible (CPM) v USA. Oba způsoby využívají shodný princip: Vysoce čistá tekutá ocel je rozprašována dusíkem, tedy bez přístupu atmosféry, na velmi jemné částečky. Za podmínek extrémně vysokých rychlostí ochlazování, kterým jsou tyto jemné kuličky vystaveny dochází k výrazné redukci jak velikosti karbidů, tak i jejich růstu. Vzniklý prášek padá dolů, je při tom ochlazován, následně prosíván a ve vakuu plněn do kapslí. Následuje isostatické lisování za tepla (HIP Hot Isostatic Pressing) při tlaku okolo 1000 bar a teplotě 1200°C. V místech dotyku částic kovového prášku vznikají za těchto podmínek nová spojení a z vysoce čistého kovového prášku tak vzniká produkt s homogenní strukturou a zcela isotropními vlastnostmi. Následné kování a válcování zajistí, že konečný produkt je bez pórů a má velmi jemnou karbidickou strukturu (velikost karbidů cca. 3-5µm). Tyto konečné produkty mohou být ve formě drátů, tyčí, plechů nebo profilů. Tváření za tepla má také za následek výrazné zvýšení houževnatosti. Tyto nákladné výrobní procesy umožňují v současnosti vyrábět slitiny s obsahem až 3,4% uhlíku a celkovým obsahem legujících prvků až 39%. Potenciál jejich výkonnosti je již srovnatelný s houževnatými druhy slinutých karbidů.
Bohdan Bolzano s.r.o. www.bolzano.cz Paralelně s vývojem materiálů se stále vyšší otěruvzdorností (přísadami karbidotvorných prvků, které odolnost proti otěru zvyšují – specielně vanadu) jsou práškovou metalurgií ve stále větší míře vyráběny i slitiny, které by bylo možno vyrobit konvenční metalurgií. Důvodem jsou i zde zvýšené požadavky výrobců nástrojů. Homogenní struktura práškových kovů bez makroskopických defektů jako jsou lunkry, struskové vměstky a karbidická řádkovitost zaručují oproti svým konvenčním protějškům optimální vlastnosti při třískovém obrábění s vysokými úběry, jakož i nejvyšší jakosti povrchu po elektroerozivním obrábění nebo mechanickém leštění. Tyto obrázky (500x zvětšeno) ukazují stejnoměrnou strukturu PM-oceli (vlevo nahoře) a konvenční rychlořezné oceli (vlevo dole, zřetelná je hrubá karbidická struktura s řádkovitostí). Vpravo je pak ilustrován vliv struktury na trvanlivost ostří – u klasické oceli vpravo dole dochází v místech shluků karbidů k mikroskopickému vydrolení resp. makroskopickým výlomům.
Objemové změny při tepelném zpracování jsou díky kvaziizotropním vlastnostem struktury ve všech směrech prakticky rovnoměrné a positivní, jsou udávány následující hodnoty délkových změn: +(0,3 až 0,5)mm / 1m ve směru tváření a +(0,1 až 0,3)mm / 1m ve směru příčném. Za předpokladu dodržení doporučených parametrů jsou tedy změny tvaru a rozměru tepelně zpracovaného dílce nepatrné. V konečném efektu to pro výrobce nástrojů znamená významné snížení nákladů z důvodu menšího rozsahu dokončovacích operací hotového nástroje.
Proces Dvalin™ - další krok ke zvýšení čistoty ocelí řady ASP 2000 Pro jakost dodávaného materiálu jsou důležité všechny kroky ve výrobním řetězci. Z tohoto důvodu byl u společnosti Erasteel vyvinut proces Dvalin™, který zvyšuje čistotu tekuté oceli v pánvi, tedy ještě před jejím rozprašováním. Výsledek ukazuje graf vpravo – nekovové vměstky mají podstatně menší velikost a sníženou četnost výskytu. Toto se projevuje nejen zlepšenými mechanickými vlastnostmi dodaného materiálu (pevnost v ohybu, houževnatost) ale umožňuje také dosažení vyšší jakosti leštěného povrchu nástroje.
grafitové elektrody
Počet nekovových vměstků na cm3
10000 1000
Argon
tekutá ocel rozprašování plynným N2
Vměstky / cm3
100
tekutá struska
10
PM – nástrojové oceli nejnovější generace Proces DvalinTM
1 0.1
PM před rokem 1990
0.01 0.001
Po roce 1990
0.0001
průměr µm 0
50
100
150
200
250
300
Bohdan Bolzano s.r.o. www.bolzano.cz Vlastnosti nástrojových oceli řad ASP 2000 a CPM (ve srovnání: 1.3343, M2 - 19 830 1.2379, D2 - 19 573) CPM – oceli (otěruvzdornost, houževnatost) 120
otěruvzdornost 100
houževnatost 80
60
40
20
0 CPM 15V
CPM 10V
CPM 9V
CPM Rex M4
CPM 3V
D2
M2
62 HRC
60 HRC
56 HRC
62 HRC
60 HRC
62 HRC
62 HRC
¨ ASP 2000 – oceli (otěruvzdornost, houževnatost)
ASP 2000 – oceli (Mez kluzu v tlaku 0,2)
Bohdan Bolzano s.r.o. www.bolzano.cz Výhody nasazení nástrojových oceli řad ASP 2000 a CPM •
Tyto oceli umožňují stavbu nástrojů, které vykazují buďto vysokou bezpečnost proti lomům při stejném složení legur nebo zvýšenou odolnost proti otěru při stejné houževnatosti.
•
V mnoha případech se uplatní také vysoké pevnosti v tlaku některých značek (zejména legovaných Co).
•
Velmi kvalitní povrch těchto ocelí s homogenní strukturou je výhodný pro případné následné povlakování.
Typické oblasti použití
* Nástroje pro střihání, přesné střihání, ražení , ohýbání a hluboké tažení * Nástroje pro objemové tváření za studena a sintrovací lisování * Strojní nože, nože na papír, ruční nože – řeznické, lovecké apod. * Řezné nástroje – tvarové nože a frézy, speciální výstružníky, protahovací trny * Zpracování plastů: - formy s vysokými požadavky na jakost povrchu a jeho leštitelnost - plasty působící abrazivně, např. plněné skelnými vlákny - plasty korozně agresivní Vybrané reference Pramen: ROBERT ZAPP WERKSTOFFTECHNIK GmbH, Bohdan Bolzano s.r.o.
Přesný střih střižník z CPM3V 3x zvýšení životnosti
Zpětné protlačování razník z CPM1V 4x zvýšení životnosti
Přesné střihání střižnice z ASP 2053 2x zvýšení životnosti
Technická podpora: Luboš Procházka Prodej: Jiří Pucholt Jan Čepelák
Kalibrování vnitřního 6-hranu razník z ASP 2005 6x zvýšení životnosti
Formy pro vstřikování plastů, výlisky s extrémními požadavky na povrch vložky a jádra z ASP 2012
00420 312 613 301 00420 312 613 407 00420 312 613 309 Fax: 00420 312 613 350
[email protected] [email protected] [email protected]
