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
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 Tvrdost Nové vysokovýkonné nástrojové oceli CPM Výrobce: Crucible Speciality Metals, USA Typické CPM - materiály pro práci za studena Kaleno a popuštěno dle materiálového listu CPM 1 V 0,6 4,5 2,8 2,2 1,0-50 61 CPM 3 V 0,8 7,5 1,3-2,8-54 63 CPM 9 V 1,9 5,2 1,3-9,0-43 58 CPM 10 V 2,4 5,2 1,3-9,7-59 64 CPM 15 V 3,4 5,2 1,3-14,5-59 63 CPM - materiály pro nástroje a dílce korozně namáhané CPM S 30 V 1,5 14,0 2,0-4,0-57 60 CPM 420 V 2,3 14,0 1,3-9,0-56 59 Typické CPM - materiály pro řezné nástroje a velmi namáhané nástroje pro práci za studena CPM Rex M4 1,4 4,2 4,5 5,5 4,0-59 65 CPM Rex T 15 1,6 4,0 max. 1,0 12,2 5,0 5,0 62 67 CPM Rex 76 1,5 3,7 5,2 10,0 3,1 9,0 66 70 CPM Rex 121 3,4 4,0 5,0 10,0 9,5 9,5 55 71 Nová generace vysokovýkonných nástrojových ocelí ASP 2000 Výrobce: Erasteel, Francie - Švédsko ASP 2012 0,6 4,0 2,0 2,1 1,5-52 58 ASP 2005 1,5 4,0 2,5 2,5 4,0-59 64 ASP 2023 1,3 4,2 5,0 6,4 3,1-56 66 ASP 2030 1,3 4,2 5,0 6,4 3,1 8,5 56 67 ASP 2052 1,6 4,8 2,0 10,5 5,0 8,0 59 67 ASP 2053 2,5 4,2 3,1 4,2 8,0-56 66 ASP 2060 2,3 4,0 7,0 6,5 6,5 10,5 58 69 HRc 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)
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.
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 10000 1000 Počet nekovových vměstků na cm 3 Argon tekutá struska tekutá ocel rozprašování plynným N 2 Vměstky / cm 3 100 10 1 0.1 0.01 0.001 0.0001 PM nástrojové oceli nejnovější generace Proces Dvalin TM Po roce 1990 PM před rokem 1990 průměr µm 0 50 100 150 200 250 300
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)
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 Zpětné protlačování Kalibrování vnitřního 6-hranu střižník z CPM3V razník z CPM1V razník z ASP 2005 3x zvýšení životnosti 4x zvýšení životnosti 6x zvýšení životnosti Přesné střihání Formy pro vstřikování plastů, výlisky střižnice z ASP 2053 s extrémními požadavky na povrch 2x zvýšení životnosti vložky a jádra z ASP 2012 Technická podpora: Luboš Procházka 00420 312 613 301 lubos.prochazka@bolzano.cz Prodej: Jiří Pucholt 00420 312 613 407 jiri.pucholt@bolzano.cz Jan Čepelák 00420 312 613 309 jan.cepelak@bolzano.cz Fax: 00420 312 613 350