Charakteristika. Vlastnosti. Použití NÁSTROJE NA TLAKOVÉ LITÍ NÁSTROJE NA PROTLAČOVÁNÍ NÁSTROJE PRO TVÁŘENÍ ZA TEPLA VYŠŠÍ ŽIVOTNOST NÁSTROJŮ

Transkript

1 DIEVAR

2 DIEVAR 2

3 DIEVAR Charakteristika DIEVAR je Cr-Mo-V legovaná vysoce výkonná ocel pro práci za tepla s vysokou odolností proti vzniku trhlin a prasklin z tepelné únavy a s vysokou odolností proti opotřebení a plastické deformaci za tepla. DIEVAR charakterizují tyto vlastnosti: Vynikající houževnatost a tažnost ve všech směrech Vysoká odolnost proti popouštění Vysoká pevnost za tepla Velmi dobrá kalitelnost Vysoká deformační stabilita při tepelném zpracování a povlakování. Chemické složení Dodávaný stav C 0,35 Si 0,2 Mn 0,5 Cr 5,0 Žíháno na měkko, cca 60 HB Mo 2,5 VYŠŠÍ ŽIVOTNOST NÁSTROJŮ V 0,6 DIEVAR je nově vyvinutá speciální ocel pro práci za tepla. K její výrobě jsou použity speciální postupy elektrostruskového přetavování a vakuování. DIEVAR je ocelí s optimální odolností proti trhlinám z tepelné únavy, lomům, a plastickým deformacím. Kombinace složení technologie a vlast-ností, poskytuje optimální volbu na nástroje pro tlakové lití, kování a protlačování. Ocel je patentově chráněna. Použití Trhliny z tepelné únavy jsou nejčastější příčinou výpadků při tlakovém lití a také při kování. Vysoká tažnost oceli DIEVAR je nejlepší možná ochrana proti vzniku trhlinek z tepelné únavy. Vynikající houževnatost a kalitelnost ještě zesiluje tuto pozitivní vlastnost. V případě, že se lomy neočekávají, je možné použít větší pracovní tvrdost (+2 HRC). Díly Vložky NÁSTROJE NA TLAKOVÉ LITÍ hliník, slitiny hořčíku 44-50HRC, obvykle HRC NÁSTROJE NA PROTLAČOVÁNÍ Díly Měď, Slitiny mědi HRC Tvrdost HRC Matrice Pouzdra, lisovací podložky, trny NÁSTROJE PRO TVÁŘENÍ ZA TEPLA Díly Vložky Vlastnosti ocel, hliník 44-52HRC Uváděné vlastnosti jsou reprezentativní pro vzorky, které byly odebrány ze středu tyče o rozměru 60 x 203 mm. Pokud není uváděno jinak, všechny vzorky byly kaleny z 025 C, ochlazeny v oleji a dvakrát popuštěny při 625 C po dobu 2 hodin na tvrdost HRC. FYZIKÁLNÍ HODNOTY Hodnoty při pokojové a vyšších teplotách. Teplota 20 C 400 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 2,7 x 0-6 3,3 x

4 MECHANICKÉ VLASTNOSTI Mechanické vlastnosti při pokojové teplotě v příčném směru. Odolnost proti popuštění Vzorky byly zakaleny a popuštěny na 45 HRC a poté drženy při různých teplotách od do 00 hodin. Tvrdost HRC Pevnost v tahu Rm N/mm 2 Mez průtažnosti Rp0,2N/mm Prodloužení A 5 % 3 3 2,5 Kontrakce Z% Příčný směr Rm, Rp 0,2 MPa Mechanické vlastnosti při zvýšené teplotě Minimální průměrná rázová houževnatost je 0 J v příčném směru při HRC. Charpy V rázová houževnatost při zvýšené teplotě. Příčný směr zkušební teplota Rp 0, Z A5 Rm A5 Z % C Tepelné zpracování ŽÍHÁNÍ NA MĚKKO Ocel prohřát na 850 C a pomalu ochlazovat v peci rychlostí 0 C za hodinu až na 650 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. 4

5 KALENÍ Předehřev: C, minimálně ve dvou stupních, první na C a druhý na C Austenitizační teplota: C Teplota C Výdrž minuty Různé ochlazovací rychlosti pro DIEVAR jsou uvedeny v ARA diagramu. Austenitizační teplota: 025 C. Výdrž: min ARA diagram Tvrdost před popouštěním HRC 52±2 55±2 Výdrž-doba na austenitizační teplotě od okamžiku, kdy nástroj dosáhl austenitizační teplotu v celém průřezu Chrantě díly proti oduhličení a oxidaci během kalení OCHLAZOVACÍ PROSTŘEDÍ Podle všeobecného pravidla by ochlazení mělo být tak rychlé jak je to jen možné. Zrychlené ochlazování je doporučené k optimalizaci vlastností nástroje, obzvláště houževnatosti a odolnost proti tvoření trhlin. Nicméně musí být brána v úvahu nadměrná deformace a riziko prasknutí. Chladící média by měla být schopná vytvořit martentitickou strukturu v celém objemu. Inertní plyn/proud vzduchu Vakuum (inertní plyn s dostatečnou rychlostí a přetlakem), doporučuje se přerušení ochlazování a vyrovnání teplot povrchu jádro při C, aby se zamezilo nadměrné deformaci a vzniku trhlin Solná lázeň při C nebo C Teplý olej cca 80 C Pozn.: Při dosažení teploty C ihned nástroj popustit. Ochlazovací křivka č tvrdost HV T (sec) Tvrdost, velikost zrna a zbytkový austenit jako funkce austenitizační teploty 5

6 POPOUŠTĚNÍ Popouštěcí teplotu volit podle požadované tvrdosti z popouštěcího diagramu. Formy pro tlakové lití kovů popouštět minimálně 3x, nástroje na kování a protlačování minimálně 2x s meziochlazením na teplotu místnosti. Výdrž je h/20 mm tloušťky, minimálně však 2h. Pro nebezpečí vzniku popouštěcí křehkosti nepopouštět v teplotním rozsahu C. ROZMĚROVÉ ZMĚNY PO KALENÍ A POPOUŠTĚNÍ Během kalení a popouštění je forma vystavena tepelnému a také transformačnímu pnutí. To vede nevyhnutelně k rozměrovým změnám. Nedostatečný přídavek na opracování může vést k tomu, že nástroj je nutné kalit nižší než doporučenou rychlostí. Je doporučováno mezi hrubováním a jemným dokončením před kalením zařadit žíhání na odstranění pnutí. Pro takto zpracované nástroje z oceli DIEVAR je doporučený minimální přídavek na opracování 0,3% jako akceptovatelná úroveň deformace během tepelného zpracování s rychlým ochlazením. NITRIDOVÁNÍ Vliv popouštěcí teploty na vrubovou houževnatost Charpy V při pokojové teplotě Příčný směr. Nitridování vytvoří tvrdou povrchovou vrstvu, která zlepšuje odolnost proti opotřebení, nalepování a rovněž odolnost proti předčasnému vzniku povrchových trhlinek. DIEVAR může být nitridován a karbonitridován různými způsoby. Je důležité, aby teplota použitého procesu byla minimálně o 50 C nižší než nejvyšší předchozí popouštěcí teplota. Pokud se dané pravidlo nedodrží, hrozí ztráta tvrdosti v jádře. Nitridací a karbonitridací se může vytvořit křehká tzv. bílá vrstva. Tato vrstva je náchylná k prasknutí, nebo odlamování při zvýšeném mechanickém nebo tepelném zatížením. Obecně platí, že vzniku této vrstvy musí být zabráněno. Nitridováním v plynném čpavku při 50 C nebo plazmovou nitridací při 480 C se dociluje povrchová tvrdost cca 000 HV 0,2. Plazmová nitridace je upřednostňována vzhledem k lepší kontrole potenciálu dusíku. Ovšem při pečlivém nitridování v plynu je dosaženo stejných výsledků. Povrchová tvrdost po karbonitridaci je cca 900 HV 0,2. 6

7 HLOUBKA NITRIDACE Proces Čas h Hloubka mm Tvrdost HV0,2 Nitridace v plynu při 50 C Plazmová nitridace při 480 C Nitrocementace - v plynu při 580 C - v solné lázni při 580 C 0 0,6 0, , ,3 0, *Hloubka vrstvy = vzdálenost od povrchu kde je tvrdost 50 HV0,2 nad základní tvrdostí. 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