1
STAVAX SUPREME 2
Charakteristika Požadavky při zpracování plastu se neustále zvyšují. Tyto podmínky vyžadují použití ocelí s jedinečnou kombinací s obrobitelnosti, odolnosti proti korozi a schopností i u velkých průměrů dosáhnout jednotné úrovně tvrdosti. STAVAX Supreme je nejlepší volbou pro tato použití. STAVAX Supreme je nová nerezová nástrojová ocel s následujícími vlastnostmi: vysoká odolnost proti korozi excelentní prokalitelnost vysoká průtažnost a houževnatost vysoká odolnost proti opotřebení vynikající leštitelnost. Tyto vlastnosti předurčují ocel k výborným vyrobním výsledkům. Praktické přednosti odolnosti proti korozi se dají shrnout do dvou bodů: Nízké náklady na údržbu - Povrchová jakost zůstává i po delší době uchována. Při skladování nebo použití ve vlhkých podmínkách není nutno zvlaštních opatření. Nízké výrobní náklady - kanály chladící vody ve formě nepodléhají korozi jako jiné nástrojové oceli, proto zůstává převod tepla a tím pádem i chladící výkon neměnný, po celou dobu životnosti.to zaručuje neměnnou dobu cyklu. Tyto výhody STAVAXu Supreme - spojené s vysokou odolností proti opotřebení skýtají při zpracování plastu možnost výroby forem nenáročných na údržbu a s dlouhou životností. Tímto se docílí hospodárnosti při zpracování. Pozn.: STAVAX Supreme je vyroben v procesu DESU (elektro-struskové přetavení kovu spojené s vakuováním. Výsledkem je ocel s vysokou čistotou, což je předpokladem excelentní leštitelností STAVAXu Supreme. Složení Standardní specifikace Stav při dodávce Barevné označení Chemické složení Hmotnostní % Cr-Ni-Mo-V slitin. ocel AISI 420, Wn.1.2083 modifikovaná měkce žíhané ~ 250 HB Černá/oranžová s bílými diagonálními pruhy C Si Mn Cr Ni Mo V 0,24 0,3 0,5 13,3 1,4 0,35 0,35 Použití Přestože se STAVAX Supreme doporučuje pro všechny typy forem, je předurčena tato ocel díky svým speciálním vlastnostem zvláště pro formy s následujícími požadavky: odolnosti proti korozi při zpracování korozivních materiálů (např. PVC, plasty obsahující octany a pro formy, které jsou ve vlhkém prostředí používány nebo skladovány. vysoká jakost povrchu, výroba optických dílů (např. objektivy kamer, sluneční brýle, přístroje v medicíně.- houževnatost/průtažnost, např. komplexní formy.- vynikající prokalitelnost, např. velké formy. Vlastnosti Fyzikalní vlastnosti Kaleno a popouštěno na 50 HRC. Údaje se vztahují na pokojové a vyšší teploty. Teplota Měrná hmotnost kg/m³ Modul pružnosti Mpa Součinitel tepelné roztažnosti C od 20 C Tepelná vodivost W/m C* Specifické teplo J/kg C 20 C (68 F 7 740 0,280 210 000 30,5 x 106 460 0,110 200 C (390 F 400 C (750 F 200 000 29 x 106 11,1 x 10 6 6,1 x 10 6 20 139 180 000 26,1 x 106 11,7 x 10 6 6,7 x 10 6 24 166 *Určeni tepelné vodivosti je složité, odklony se mohou pohybovat až okolo 15%. Forma na výrobu ochraného skla u pouličního osvětlení 3
PEVNOST V TAHU PŘI POKOJOVÉ TEPLOTĚ Údaje o pevnosti v tahu jsou údaje přibližné. Vzorky byly kalené při 1020 C, na vzduchu chlazeny a dvakrát na danou tvrdost popouštěny. Všechny vzorky byly odebrány z tyče o velikosti 407*203 mm. Tvrdost 50 HRC 45 HRC Pevnost v tahu MPa 1 780 1 500 Mez průtažnosti MPa 1 290 1 200 RÁZOVÁ HOUŽEVNATOST STAVAX Supreme má ve srovnání s jinými nerezovými nástrojovými ocelemi typu 1.2083 vyšší houževnatost a tažnost. K ziskání maximalní houževnatosti a tažnosti by nástroj měl být popouštěn při nízkých teplotách, pro maximální abrazivní odolnost proti opotřebení popouštět při vysokých teplotách. Následující diagram znázorňuje přibližnou rázovou houževnatost v pokojové teplotě v závislosti na teplotě popouštění. Vzorky byly odebrány ze středu kovaného bloku napříč směru vláken. Původní rozměry tyče: 508x306 mm. Velikost vzorku: 7x10x55 mm bez vrubu. Kaleno při 1020 C, výdrž 30 minut. Chlazeno na vzduchu, popouštěno 2x2 hodiny. Vliv popouštěcí teploty na rázovou houževnatost při pokojové teplotě. (J KOROZNÍ ODOLNOST Nástroj ze STAVAXu Supreme je vysoce odolný vůči korozi a je v korozním prostředí odolnější než jiné nerezové nástrojové oceli typu 1.2083. Pokud STAVAX Supreme je popouštěn při nízkých teplotách a leštěn na vysoký lesk, vykazuje vynikající vlastnosti v odolnosti vůči korozi. V následujícím diagramu jsou vyhodnoceny výsledky z potencionální křivky proudové hodnoty za účelem srovnání odolnosti vůči korozi u STAVAXu Supreme a materiálu 1.2083. Odolnost vůči korozi byla měřena jak u nízkoteplotního tak u vysokoteplotního popouštění. Vzorky: 20x15x3 mm, kaleno při 1020 C, výdrž 30 minut, chlazeno na vzduchu, popouštěno 2x2 hodiny. Vliv značky oceli a popouštěcí teploty na odolnost proti korozi. 4
TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ Žíhání na měkko Ocel chránit před oxidací, prohřát na 740 C. Pomalu ochlazovat v peci rychlostí 15 C za hodinu až na 550 C, nakonec volně ochladit na vzduchu. Tvrdost a zbytkový austenit v závislosti na austenitizační teplotě. Žíhání na snížení vnitřního napětí Po hrubém opracování prohřát formu na 650 C a na této teplotě držet 2 hodiny. Potom pomalu ochladit v peci na 500 C a nakonec volně na vzduchu. Kalení Předehřev: 600-850 C. Normalně jsou nutné minimálně dva předehřívací stupně. Austenitizační teplota: 1000-1025 C běžně 1020 C, u velkých forem doporučujeme 1000 C. Teplota C 1020 1000 Teplota F 1870 1830 Výdrž (min. 30 30 Tvrdost před 55±2 HRC 54±2 HRC Chraňte díly proti oduhličení a oxidaci během kalení. OCHLAZOVACÍ PROSTŘEDÍ A KALITELNOST Vakuum, chlazení plynem s dostatečným přetlakem. Vířivé lůžko nebo solná lázeň při 350-500 C, pak ochlazení dmýchaným vzduchem. Dmýchaný vzduch. K docílení optimálních vlastností je nutno rychle chladit, přičemž by měla zůstat deformace na přijatelné úrovni. Při kalení ve vakuu se doporučuje přetlak nejméně 4-5 bar. Pozn.: Nástroj popouštět při dosažení 50-70 C v jádru. Austenitizační teplota Při kalení velkých rozměrů forem z materiálu 1.2083, relativně nízká prokalitelnost vede ke snížení tvrdosti a vzniku nežádoucích struktur v kaleném průřezu. U některých dílů formy klesá odolnost vůči korozi a houževnatost. STAVAX Supreme má vyšší prokalitelnost než materiál 1.2083, vysoká tvrdost zůstane v celém průřezu. Dobrá kalitelnost má rozhodující vliv na další vlastnosti jako např. houževnatost a odolnost vůči korozi. Tvrdost v závislosti na době chlazení při kalení. 5
POPOUŠTĚNÍ Popouštěcí teploty volit podle požadované tvrdosti z popouštěcího diagramu. Popouštět dvakrát s meziochlazením na pokojovou teplotu. Nejnižší popouštěcí teplota je 250 C. Minimální doba je 2 hodiny. Popouštěcí diagram Popouštěcí křivky jsou přibližné údaje. ROZMĚROVÉ ZMĚNY Rozměrové změny během kalení a popouštění souvisí se způsobem tepelného zpracování a použitou teplotou a chladícím prostředím. Velikost a geometrie nástroje jsou rozhodujícími faktory na změnu rozměrů a deformace. Proto je nutno zhotovit nástroje s dostatečným přídavkem. Pro STAVAX Supreme je nutno přibližně 0,15%, za předpokladu, že mezi obráběním na hrubo a dokončením před kalením bude provedeno žíhání ke snížení pnutí. U vzorku STAVAX Supreme 100x100x100 mm byly rozměrové změny zkoumány. Viz diagram Tepelné zpracování vzorku: Kalení: 1020 C/30 min Chladící prostředí: Vakuová pec s plynem s rychlostí chlazení s T 1,1 C/s mezi 800 C a 500 C. Popouštění: 2x2 hodiny při rozdílných teplotách. Rozměrové změny délky, šířky a tloušťky během kalení a popouštění. Pozn.: Při popouštění při 250-300 C dosáhneme optimální kombinace tvrdosti, houževnatosti a odolnosti vůči korozi. U velkých nebo geometricky náročných forem musí být použita vyšší popouštěcí teplota k redukovaní zbytkového napětí na minimum. Přesné informace naleznete v uddeholmském tiskopise: Tepelné zpracování STAVAXU Supreme. Forma na výrobu velkých nádrží na zmrzlinu. 6
DOPORUČENÉ PARAMETRY OBRÁBĚNÍ Níže uvedené údaje jsou pouze orientační a musí být přizpůsobeny příslušným místním předpokladům (stabilita stroje, výběr nástrojů atd. Podrobné údaje jsou obsaženy v uddeholmském tiskopise: Doporučené údaje řezu. Předpoklad: Tvrdost při dodání 250 HB. Parametry řezu řezu (V c Posuv (f mm/r Hloubka řezu (A p mm Obráběcí skupina Prům. vrtáku (mm -5 5-10 10-15 15-20 Parametry řezu řezu (V c m/min f.p.m. Posuv (f SOUSTRUŽENÍ Soustružení s tvrdokovem Hrubování 160 210 525 690 0,2 0,4 0,008 0,016 2 4 0,08 0,16 Obrábění na čisto 210 260 690 850 0,05 0,2 0,002 0,008 0,5 2 0,02 0,08 VRTÁNÍ Spirálový vrták z rychlořezné oceli Prům. vrtáku (palce 3/16 3/16 3/8 3/8 5/8 5/8 3/4 Soustružení s rychlořeznou ocelí 18 23 59 75 0,05 0,3 0,002 0,01 0,5 3 0,02 0,1 P20 P30 P10 řezu (V c m/min. 14 16* 14 16* 14 16* 14 16* vrták s vyměnitelnými destičkami 21 230 689 755 0,03 0,10 2 0,0012 0,004 řezu (V c f.p.s. 46 52* 46 52* 46 52* 46 52* Vrták z tvrdokovu Druh vrtáku Posuv (f mm/r 0,05 0,15 0,15 0,20 0,20 0,25 0,25 0,30 monolitní vrták ze slinutého karbidu 80 100 262 328 0,10 0,25 2 0,004 0,01 Posuv (f i.p.r. 0,002 0,006 0,006 0,008 0,008 0,010 0,010 0,014 Vrták s chladicím kanálem a s karbidovým břitem 70 80 230 262 0,15 0,25 2 0,006 0,01 1 Vrták s chladícím kanálem a s navařeným karbidovým břitem. 2 Závislé na průměru vrtáku. Parametry řezu řezu Posuv Hloubka řezu FRÉZOVÁNÍ Rovinové a rohové frézování Frézování s tvrdokovem Hrubování Hlazení 160 240 525 787 0,2 0,4 0,008 0,016 2 4 0,08 0,16 240 280 787 919 0,1 0,2 0,004 0,008 0,5 2 0,02 0,08 Obraběcí skupina P20 P40 P10 P20 Parametry řezu řezu Posuv Obraběcí skupina Frézování stopkovou frézou monolitní, ze slinutého karbidu 120 150 390 5005 0,01 0,202 0,0004 0,008 Druh frézy Fréza vyměnitelnou břitovou destičkou 160 220 525 722 0,06 0,202 0,002 0,008 rychlořezná ocel 25 301 82 100 0,01 0,32 0,0004 0,01 P20 P30 1 Potažené stopková fréza z rychlořezné oceli V c ~16m/Min. 2 Závislé na radiální hloubce řezu a na průměru frézy. Broušení Obecná doporučení pro brousící kotouče jsou uvedena v tabulce. Další informace jsou uvedeny v brožuře Broušení nástrojové oceli. Brousící postup Povrchové broušení dokulata Vnitřní broušení Tvarové broušení Stav při dodaní Stav po kalení Broušení obvodovým kotoučem. A 46 HV A 36 GV A 60 LV A 46 JV A 100 LV Broušení čelem kotouče A 46 HV A 36 GV A 60 KV A 60 IV A 120 KV 7
SVÁŘENÍ Sváření nástrojové oceli se dá úspěšně provádět, pokud použijeme správné postupy (předehřev, pečlivá příprava sváru, použití vhodného přídavného materiálu a svářovacího postupu. K docílení optimálních výsledků po leštění, a po leptání fotocitlivým materiálem je nutno použít svářecích přísad, které se chemickým složením hodí k dané oceli. Způsob svařování Pracovní teplota Svářecí přísada Tvrdost po sváření Tepelná zpracování po sváření TIG 200 250 C (390 480 F STAVAX TIG-WELD Popouštět při 10-20 C pod původní popouštěcí teplotou tepelné zpracování při 700 C na 5 hodin, pak chladit volně na vzduchu. Podrobné informace naleznete v uddeholmském tiskopise Sváření nástrojové oceli. LEŠTĚNÍ STAVAX Supreme se vyznačuje v kaleném a popuštěném stavu velice dobrou leštitelností. Na rozdíl od jiných ocelí z Uddeholmu, je nutno použít jiné leštící techniky. Zásadní princip je - při broušení na jemno/leštění postupovat po kouskách a s leštěním nezačínat na velice hrubém povrchu. Je důležité leštění okamžitě ukončit, když je odstraněn poslední škrábanec vzniklý před tím použitou zrnitostí. Podrobné informace o leštících technikách získáte z uddeholmského tiskopisu Leštění nástrojové oceli. DALŠÍ INFORMACE Pobočky Böhler Uddeholm Vás rády budou informovat o výběru, použití, tepelném zpracování a možnostech dodávek uddeholmské ohybné oceli. LEPTÁNÍ FOTOCITLIVÝM MATERIÁLEM STAVAX Supreme se vyznačuje homogenní strukturou s nízkým obsahem nekovových vměstků. Díky vysokému stupni čistoty se STAVAX supreme vhodný k tomuto leptání. Všechny firmy, které leptání fotocitlivým materiálem provádějí, znají speciální postup, který musí být použit u STAVAXu Supreme kvůli jeho vysoké odolnosti proti korozi. Další informace jsou uvedeny v brožuře Leptání nástrojové oceli fotocitlivým materiálem. 8