Vlastnosti. Charakteristika. Použití FYZIKÁLNÍ HODNOTY VYŠŠÍ ŽIVOTNOST NÁSTROJŮ MECHANICKÉ VLASTNOSTI HOTVAR

Transkript

1

2 HOTVAR 2

3 Charakteristika HOTVAR je Cr-Mo-V legovaná vysokovýkonná ocel pro práci za tepla, pro kterou jsou charakteristické tyto vlastnosti: Vysoká odolnost proti opotřebení za tepla Velmi dobré vlastnosti při vysokých teplotách Vysoká odolnost proti tepelné únavě Velmi dobrá odolnost proti popouštění Velmi dobrá tepelná vodivost Chemické složení Dodávaný stav C 0,55 Si,0 Mn 0,75 Cr 2,6 Měkce žíhané, cca 20 HB Mo 2,25 VYŠŠÍ ŽIVOTNOST NÁSTROJŮ V 0,85 HOTVAR je speciální premium ocel pro práci za tepla vyvinutá UDDEHOLMEM umožňující činnost nástroje při teplotách do 650 C. Legující prvky v oceli HOTVAR jsou vyvážené a poskytují vysokou odolnost proti opotřebení a dobré vlastnosti při vysokých teplotách. HOTVAR je vyráběn speciálními postupy. Použití HOTVAR je ocel pro práci za tepla vhodná pro aplikace, kde jsou hlavními příčinami výpadků nástrojů opotřebení a plastická deformace. Oblasti použití: Kování za tepla, zápustky a lisovníky Kování na kovacích válcích, válcovací čelisti Výkyvné kování, zápustky Pěchování, upínací čelisti Plnoautomatické tváření za tepla, matrice Axiální kruhové/zápustkové válce Příčné válce, segmenty válců Ohýbání za tepla, ohýbací segmenty Kalibrace za tepla Tlakové lití zinku, vložky forem Nástroje na protlačování hliníkových trubek Doporučený rozsah tvrdostí je HRC. Aby se zvýšila odolnost proti opotřebení, je možné nástroje nitridovat, nebo nitrocementovat. Vlastnosti Všechny vzorky byly odebrány ze středu tyče o průměru 5 mm. Pokud není udáváno jinak vzorky byly kaleny při 050 C, ochlazeny na vzduchu a popuštěny 2+2h při 575 C. Tvrdost byla 56 HRC. FYZIKÁLNÍ HODNOTY Hodnoty při pokojové a vyšších teplotách. Teplota 20 C 200 C 600 C Měrná hmotnost kg/m 3 Modul pružnosti N/mm 2 Součinitel tepelné roztažnosti C od 20 C Tepelná vodivost W/m. C 2,6 x 0-6 3,2 x MECHANICKÉ VLASTNOSTI Informativní pevnost v tahu při pokojové teplotě. Tvrdost 54 HRC 56 HRC 58 HRC Pevnost v tahu RM N/mm 2 Mez průtažnosti Rp0,2 N/mm 2 3

4 Pevnost za tepla Pevnost za tepla v podélném směru Vliv času na tvrdost při zvýšené teplotě V grafech je znázorněn vliv doby žíhání na tvrdost. Vzorky byly zakaleny a popuštěny na 54, 56 a 68 HRC. Vliv zkušební teploty na rázovou energii Charpy-V v příčném směru 4

5 Tepelné zpracování ŽÍHÁNÍ NA MĚKKO Tvrdost, velikost zrna a zbytkový austenit jako funkce austenitizační teploty Vzorek ø 25 mm Ocel prohřát na 820 C a pomalu ochlazovat v peci rychlostí 0 C za hodinu až na 600 C a potom volně ochladit na vzduchu. ŽÍHÁNÍ NA SNÍŽENÍ VNITŘNÍHO PNUTÍ Po hrubém opracování nástroj prohřát na 650 C a na této teplotě držet 2 hodiny. Potom pomalu ochladit v peci na 500 C a nakonec ochladit volně na vzduchu. KALENÍ Předehřev: první stupeň C, druhý stupeň 850 C Austenitizační teplota: C, při požadavku maximální tvrdosti 070 C Teplota C Výdrž min Tvrdost před popouštěním pro o 25 mm HRC olej 6± 62± vzduch 59± 60± Výdrž-doba na austenitizační teplotě od okamžiku, kdy nástroj dosáhl austenitizační teplotu v celém průřezu POPOUŠTĚNÍ Popouštěcí teplotu volit podle požadované tvrdosti z popouštěcího diagramu. Popouštět 2x na min 250 C s meziochlazením na pokojovou teplotu. Výdrž h/20 mm tloušťky, minimálně však 2h. Popouštěním na 250 C 2+2h se dosáhne výsledná tvrdost HRC. Popouštěcí diagram Chrantě díly proti oduhličení a oxidaci během kalení OCHLAZOVACÍ PROSTŘEDÍ Inertní plyn/vzduch s vysokou rychlostí Vakuum (inertní plyn s dostatečnou rychlostí a přetlakem) Solná lázeň nebo fluidní způsob při C či C Teplý olej cca 80 C Pozn..: Při dosažení teploty C ihned nástroj popustit. Pozn.2: Optimálních vlastností je možné dosáhnout při dostatečně rychlém ochlazení, avšak s přihlédnutím na možnou deformaci a vznik trhlin. 5

6 Austenitizační teplota: 050 C. Výdrž: 30 min ARA diagram Ochlazovací křivka č tvrdost HV T (sec) ROZMĚROVÉ ZMĚNY PO KALENÍ A POPOUŠTĚNÍ Během kalení a popouštění je forma vystavena tepelnému a také transformačnímu pnutí. To vede nevyhnutelně k rozměrovým změnám a deformacím. Proto se doporučuje volit před kalením a popuštěním vždy přídavek pro obrábění. Obvykle se rozměr v nejdelším směru zmenší a nejmenší rozměr může vzrůst, toto vždy záleží na velikosti formy, jejím tvaru a rychlosti ochlazení při kalení. Pro HOTVAR je doporučeno ponechat si přídavek 0,4% na délku, šířku i tloušťku. NITRIDOVÁNÍ Nitridování vytvoří tvrdou povrchovou vrstvu, která je odolná proti opotřebení a obrušování. Nitridační vrstva je ovšem křehká a může prasknout nebo se odlomit, pokud je vystavena mechanickým nebo tepelným rázům. Míra rizika roste s tloušťkou vrstvy. Před nitridováním je nutné nástroj zakalit a popustit při teplotě minimálně o 50 C vyšší než je teplota nitridování. Nitridování v plynném čpavku při 50 C nebo plazmové nitridování v 75% vodíku a 25% dusíku při 480 C ve výsledku dávají povrchovou tvrdost cca 000 HV 0,2. Plazmové nitridování je upřednostňovanou metodou vzhledem k lepší kontrole potenciálu dusíku. HOTVAR lze rovněž nitrocementovat v plynu, nebo v solné lázni. Povrchová tvrdost po nitrocementaci je cca 900 HV 0,2. 6

7 Hloubka nitridování Proces Plazmová nitridace při 480 C Nitrocementace - v plynu při 580 C - v solné lázni při 580 C Čas h ,5 Hloubka mm 0,8 0,27 0,20 0,3 HOTVAR má lepší schopnost nitridace než AISI H3. Z tohoto důvodu může být nitridační čas pro HOTVAR kratší v porovnání s H3, jinak je zde značné riziko, že tloušťka vrstvy bude příliš veliká. Elektro-erozivní obrábění Jestliže se tento způsob obrábění aplikuje na nástroji v kaleném a popuštěném stavu, bílá přetavená vrstva by měla být mechanicky odstraněna např. broušením, nebo leštěním. Nástroj by potom měl být opět popuštěn na teplotu o cca 25 C nižší, než byla předcházející teplota popouštění. 7