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

Transkript

1 1

2 VIDAR SUPERIOR 2

3 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 Materiál Hliník Hořčík Slitiny mědi ocel NÁSTROJE PRO TVÁŘENÍ ( KOVÁNÍ) ZA TEPLA Teplota austenitizace (přibliž.) C C C HRc 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 ~AISI H11, ~B H11, ~W. Nr ~AFNOR Z38 CDV 5, ~UNI X37 CrMoV 51 KU, ~UNE X37 CrMoV 5 žíháno na měkko přibliž. na 180HB V 0,5 červená/oranžová s bílými příčnými pruhy Díl FORMY NA VÝROBKY Z PLASTŮ Teplota austenitizace (přibliž.) HRc Formy na vstřikování Formy na lisování Kombinované formy C VYŠŠÍ ŽIVOTNOST NÁSTROJŮ Název SUPERIOR vyjadřuje speciální postupy tavení 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 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 Cín, olovo, zinkové slitiny HRc C Hlíník a slitiny hořčíku HRc Vlastnosti FYZIKALNÍ ÚDAJE Všechny zkušební vzorky jsou odebrány ze středu ploché tyče 1000 x 0 mm, kaleny ve vakuové peci z teploty 1000 C plynem a popuštěny 2 x 2 hodiny na teplotu 6001C. Tvrdost 41 +/- 1 HRc. Teplota C 0 C 0 C 600 C Měrná hustota (kg/m 3 ) Modul pružnosti (Mpa) Koeficient teplotní roztažnosti (1/ C) 11,6x ,4x ,2x10-6 Tepelná vodivost (W/m C) MECHANICKÉ VLASTNOSTI Zkouška pevnosti v tahu při pokojové přibližné údaje. Tvrdost 45 HRc 46,5 HRc 48,5 HRc Pevnost v tahu R m 14 Mpa 1580 Mpa 1680 Mpa Mez kluzu R p 0,2 12 Mpa 13 Mpa 1410 Mpa Prodloužení A 5 13% 13% 12% Kontrakce Z 65% 65% 64% 3

4 Pevnost (přibližně)v závislosti na vzrůstající teplotě V podélném směru. Rm, Rp0.2 Mpa A5 Z % Z Rm 800 Rp0, A C Zkušební teplota Vliv teploty a času na tvrdost Tvrdost, HRc 1 10 Čas (h) Vliv teploty na rázovou houževnatost Impact energy, J C 5 C 600 C Tepelné zpracování ŽIHÁNÍ NA MĚKKO Ocel chránit proti oxidaci, žíhat na 8 C. Poté ochlazovat v peci rychlostí 10 C za hodinu na 6 C a potom volně ochladit na vzduchu. ŽÍHÁNÍ NA SNÍŽENÍ VNITŘNÍHO PNUTÍ Po hrubém opracování nástroj žíhat na 6 C a na této teplotě držet po dobu 2 hodin. Poté pomalu ochladit v peci na 0 C a nakonec volně na vzduchu. KALENÍ Ohřev s prodlevou ve dvou stupních: C a 8-8 C, V případě předehřáté pece nutno zařadit 3. prodlevu na 900 C. Austenitizační teplota: C. Výdrž: minut (teplota ve středu dílu). Chraňte díly proti oduhličení a oxidaci během kalení. OCHLAZOVACÍ PROSTŘEDÍ inertní plyn proudící vysokou rychlostí/cirkulující atmosféra (vakuum ) inertní plyn s dostatečnou rychlostí a přetlakem, doporučuje se přerušení při teplotě 3 4 C, pokud hrozí deformace a nebezpečí prasklin solná lázeň při 0 5 C nebo C horký olej. cca 80 C Poznámka 1: při dosažení teploty -70 C ihned nástroj popustit Poznámka 2: pro dosažení optimálních vlastností volte nejvyšší možnou rychlost chlazení tak, aby deformace nepřesáhly přípustnou mez a nedošlo k prasklinám C Zkušební teplota 4

5 Austenitizační teplota 1000 C, výdrž 30 minut. ARA diagram Karbidy Perlit M s M f Martensit Bainit 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 4 5 C počítejte s nižší houževnatostí nástroje. Popouštěcí diagram Vzorek 15 x 15 x mm, chlazen plynem Tvrdost, HRc Zbytkový austenit % Austenitizační teplota 1000 C 45 Austenitizační teplota 980 C Zbytkový austenit C Teplota popouštění (2 x 2 h) 5

6 Tvrdost, velikost zrna a zbytkový austenit v závislosti na teplotě kalení Velikost zrna µm Tvrdost, HRc Zbytkový austenit % Velikost zrna Zbytkový austenit Tvrdost Teplota kalení C Vliv zkušební teploty na rázovou houževnatost Charpy V, vzorek odebrán v příčném směru Rázová houževnatost KV (J) C Teplota kalení C Při popouštění na v oblasti teplot 4 5 C počítejte s nižší houževnatostí. Charpy U, vzorek odebrán v příčném směru Rázová houževnatost KV (J) ROZMĚROVÉ ZMĚNY BĚHEM KALENÍ A POPOUŠTĚNÍ 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. 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 C nad teplotu nitridace. 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 HV0, C Popouštěcí teplota (2+2 hod.) 6

7 HLOUBKA NITRIDAČNÍ VRSTVY Technologie Nitridace plynu při 510 C Plazmová nitrid.při 480 C Karbonitridace -v plynu při 580 C -v solné lázni při 580 C Doba procesu 10h 30h 10h 30h 2,5h 1h Hloubka vrstvy (mm) 0,12 0, 0, ,12 0,07 Poznámka: Hloubka vrstvy (=smluvní hloubka difusní vrstvy) je vzdálenost od povrchu k místu, kde je tvrdost o HRc vyšší, než tvrdost v jádře. VIDAR SUPERIOR lze také nitridovat ve stavu žíhaném na měkko, tvrdost a difusní hloubka vrstvy však bude o něco nižší. Doporučené parametry obrábění 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. SOUSTRUŽENÍ Soustružení s tvrdokovem Parametry obrábění Hrubování Obrábění na čisto Řezná rychlost (v c ) m/min Posuv mm/rev. 0,2-0,4 0,05-0,2 Hloubka řezu (a p ) mm 2-4 0,5-2 Skupina karbidu dle ISO P-P30 povlakovaný P10 povlakovaný Parametry řezu Vrták z tvrdokovu Vrták s vyměnitelnými destičkami Vrták z tvrdokovu Monolitní vrták ze slinutého karbidu Pájený karbid 1) Rychlost řezu (v c ) Posuv mm/r 0,05-0,15 2) 0,10-0,25 2) 0,15-0,25 2) 1) Vrták s vnitřními chladícími kanály a pájenými břity 2) Závisí na průměru vrtáku FRÉZOVÁNÍ Rovinné a tvarové frézování Frézování s tvrdokovem Parametry obrábění Hrubování Frézování na čisto Řezná rychlost (v c ) m/min Posuv mm/rev. 0,2-0,4 0,1-0,2 Hloubka řezu (a p ) mm Skupina karbidu dle ISO P-P P10 Parametry obrábění Frezování stopkovou frézou Monolitní, ze slinutého karbidu Typ frézy Fréza s vyměnitelnou břitovou destičkou Frézování na čisto Rychlost řezu (v c ) m/mm ) Posuv mm/r 0,03-0,2 2) 0,08-0,2 2) 0,05-0,35 2) Skupina karbidu dle ISO P10-P 1) Pro povlakované HSS(rychlořezné) frézy v c =-55m/min 2) Závisí na hloubce řezu a průměru frézy Průměr vrtáku mm VRTÁNÍ Spirálový vrták z rychlořezné oceli Rychlost řezu (v c ) 15-* 15-* 15-* 15-* * Pro potažený vrták tvrdokovem v c =35- m/min. Posuv ( f ) 0,05-0,10 0,10-0, 0,-0,25 0,25-0,30 7

8 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 Segmentové brousící kotouče Broušení nakulato Vnitřní broušení Tvarové broušení Svařování A 46 HV A 24 GV A 46 LV A 46 JV A 100 IV A 46 GV A 36 GV A 60 JV A 60 IV A 1 JV 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 C C Přídavný materiál* DIEVAR TIG-WELD QRO 90 TIG-WELD QRO 90 WELD Maxim.interpass teplota 475 C 475 C Dochlazování po svaření - C/h první 2-3 hodiny, potom volný vzduch Tvrdost svarového kovu -55 HRc -55 HRc Tepelné zpracování po svařování Ve stavu zušlechtěném Ve stavu žíhaném na měkko Popustit na teplotu o 25 C nižší, než byla nejvyšší předchozí popouštěcí teplota 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. Elektro-erozivní obrábění 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 jemné broušení papírem zrnitosti postupně leštění diamantovou pastou č.15 (15 µm) s použitím leštícího nástroje z měkkého dřeva nebo tkaniva 4. leštění diamantovou pastou č.postupně (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