1
VANADIS 4 SuperClean TM 2
Rozhodující vlastnosti nástrojových ocelí pro optimální výkon: správná tvrdost pro dané použití vysoká odolnost proti opotřebení vysoká houževnatost. Vysoká odolnost proti opotřebení je úzce spojená s nízkou houževnatostí a naopak. K získání optimálních výkonů nástrojů je často rozhodující jak vysoká houževnatost tak i vysoká odolnost proti opotřebení. VANADIS 4 je vyvinuta ocel pro práci za studena a nabízející vynikající kombinaci odolnosti proti opotřebení a houževnatosti. VANADIS 4 je vyráběn metodou práškové metalurgie. Hospodárnou výrobu nástrojů podmiňuje: obrobitelnost tepelné zpracování rozměrová stabilita při tepelném zpracování úpravy povrchu Výroba nástrojů z výše legované oceli je obtížnější vzhledem k obrobitelnosti a tepelné zpracování, než výroba nástroje z níže legované oceli. Díky pečlivému vyvážení legur a práškové metalurgii má VANADIS 4 podobnou obrobitelnost a tepelné zpracování jako materiál AISI D2 W.Nr. 1.2379. Také stabilita rozměrových změn při tepelném zpracování je velikou výhodou. Je lepší než u ostatních ocelí pro práci za studena. Náklady na broušení jsou nižší. VANADIS 4 je také vhodná ocel pro povlakování metodou CVD. Použití VANADIS 4 je vhodný pro aplikace, při kterých je adhezivní opotřebení nebo vylamování dominujicími problémy: u měkkých materiálů, které mají sklon tvořit mikronávary za studena, např. Cu, Al, měkká nelegovaná ocel, nerezová ocel a podobně. Příklady: řezání a tvarování přesné stříhání protlačování lisování prášků hluboké tažení výroba nožů. Charakteristika VANADIS 4 je Cr-Mo-V slitinová ocel, s následujícími vlastnostmi: vysoká odolnost proti opotřebení vysoká pevnost v tlaku dobrá prokalitelnost vysoká houževnatost dobrá rozměrová stabilita po kalení a popouštění odolnost proti popouštěcí křehkosti. Chemické složení % Dodávaný stav Barevné označení C 1,5 Si 1,0 Mn 0,4 Cr 8,0 Jemně žíhané cca 235 HB Zelená/Bílá Mo 1,5 V 4,0 3
Vlastnosti Fyzikalní vlastnosti Kaleno a popouštěno na 60 HRC Telota 20 C 200 C 400 C Měrná hmotnost 7 600 kg/m 3 Modul pružnosti 225 000 208 000 190 000 N/mm 2 Součinitel tepelné roztažnosti C od 20 C Tepelná vodivost W/m C Specificka teplota J/kg C Rázová houževnatost 10,8 x 10-6 11,9 x 10-6 15 18 21 460 Následující diagram uvádí přibližné údaje rázové houževnatosti (při pokojové teplotě) pro různé popouštecí teploty. Tepelné zpracování Žíhaní na měkko Ocel chránit před oxidací a prohřát na 900 C. Pomalu ochlazovat v peci rychlostí 10 C za hodinu až na 750 C a potom volně ochladit na vzduchu. Žíhání na snížení vnitřního napětí Po hrubém opracování nástroj ohřát 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: 600-700 C. Austenitizační teplota: 980-1100 C obvykle 1020 C. U velkých průřezů >70 mm jsou doporučeny 1060 C. Výdrž: 30 minut. Pozn.: Výdrž = Časový úsek držení na austenitizační teplotě, začínající s dosažením předepsané teploty v jádru, až k zavedení chladícího procesu. Výdrž kratší jak 30 min. způsobuje ztrátu tvrdosti! Chraňte díly proti oduhličení a oxidaci během kalení. Ochlazovací prostředí Vakuum (vakuové zařízení s dostatečným přetlakem). Teplá lázeň nebo fluidní lóže při 500-550 C. Teplá lázeň nebo fluidní lóže při 200-350 C, přičemž je doporučeno 350 C. Pozn.1: Při dosažení teploty 50-70 C v jádru nástroj ihned popustit. Pozn.2: Pro dosažení optimálních vlastností volit dostatečnou rychlost ochlazování, při které však ještě nedojde k deformaci. Pozn.3: Průřezy >70 mm chladit dále i po vyrovnání teplot v teplé lázni dmýchaným vzduchem. 4
Změny tvrdosti, velikosti zrna a zbytkového austenitu v závislosti na austenitizační teplotě. POPOUŠTĚNÍ Popouštěcí teploty volit podle požadované tvrdosti z popouštěcího diagramu. Popouštět dvakrát s meziochlazením na pokojovou teplotu. Nejnižší popouštěcí teplota je 180 C. Minimální doba je 2 hodiny. Popouštění v rozmezí 470-520 C se kvůli ev. vzniku popouštěcí křehkosti nedoporučuje. Popouštěcí diagram 5
IRA diagram Austenitizační teplota 1020 C, výdrž 30 minut ARA diagram Austenitizační teplota 1020 C, výdrž 30 minut 6
ROZMĚROVÉ ZMĚNY PŘI KALENÍ Po popouštění a po kalení byly měřeny změny rozměru. Vzorky: desky 100x100x25 mm ZPRACOVÁNÍ PŘI NÍZKÝCH TEPLOTÁCH Díly, u kterých je nutná maximální stabilita, je možno zpracovávat při nízkých teplotách: bezprostředně po kalení dílů na 70 až 80 C. Výdrž 3-4 hodiny a pak popustit. NITRIDOVÁNÍ Nitridováním vzniká tvrdá povrchová vrstva se zvýšenou odolností proti opotřebení. VANADIS 4 je obvykle popuštěn při 525 C. Nitridovací teplota by neměla přesáhnout 500-525 C. Doporučuje se iontová nitridace. Povrchová tvrdost se dosahuje cca 1250 HV 0,2. Tloušťka vrstvy se volí dle účelu (obvykle 0,10-0,25mm). Nástroj z VANADISu 4 na řezání materiálu o šířce 10 mm. Vzorky: krychle 80x80x80 mm ROZMĚROVÉ ZMĚNY PŘI POPOUŠTĚNÍ 7
Doporučené parametry obrábění Níže uvedené údaje jsou pouze orientační a musí být přizpůsobeny místním podmínkám. Stav při dodávce: žíháno na měkko cca 230 HB. Parametry řezu Rychlost řezu (V c ), m/min. Posuv (f), mm/u Hloubka řezu (a p ), mm Obráběcí skupina SOUSTRUŽENÍ Hrubování s tvrdokovem Obrábění na čisto s tvrdokovem Soustružení s rychlořeznou ocelí 100-150 150-200 12-15 0,2-0,5 0,05-0,2 0,05-0,3 2-4 0,5-2 0,5-3 K15* K15* * Doporučován je tvrdokov s potahem Al 2 O 3 Průměr vrtáku v mm -5 5-10 10-15 15-20 Parametry řezu Rychlost řezu (V c ) m/min. Posuv (f) mm/u VRTÁNÍ Spirálový vrták z rychlořezné oceli Rychlost řezu (V c ) m/min. 10-12* 10-12* 10-12* 10-12* Vrták z tvrdokovu Vrták s vyměnitelnými destičkami Druh vrtáku Monolitní vrták ze slinutého karbidu Posuv (f) mm/u 0,05-0,15 0,15-0,20 0,20-0,25 0,25-0,35 Vrták s chladícím kanálem a karbidovým břitem 1) 100-130 60-80 30-40 0,05-0,15 2) 0,10-0,25 2) 0,15-0,25 2) 1) Vrták s chladícím kanálem a s navařeným karbidovým břitem. 2) Závislé na průměru vrtáku. Parametry řezu Rychlost řezu (V c ), m/min. Posuv (f z ), mm/zub Hloubka řezu (a p ), mm Obráběcí skupina Parametry řezu Rychlost řezu (V c ), m/min. Posuv (f z ), mm/zub Obráběcí skupina FRÉZOVÁNÍ Rovinové a rohové frézování Frézování s tvrdokovem Hrubování Hlazení 90-120 120-150 0,2-0,4 0,1-0,2 2-4 -2 K20-P20 potažený tvrdokov Frézování stopkovou frézou Fréza monolitní, ze slinutého karbidu Druh frézy Fréza s vyměnitelnou břitovou destičkou K15-P15 potažený tvrdokov nebo Cermet Rychlořezná ocel 1) 40-50 80-110 5-8 0,03-0,20 2) 0,08-0,20 2) 0,05-0,35 2) K15 3) 1) Potažená stopková fréza z rychlořezné oceli V c ~14-18 m/min. 2) Závislé na radiální hloubce řezu a na průměru frézy. 3) Doporučen tvrdokov s potahem Al 2 O 3. BROUŠENÍ Obecná doporučení pro brousící kotouče jsou uvedena v tabulce. Další informace jsou uvedeny v brožuře Broušení nástrojové oceli. Brousící postup Rovinné broušení (rovinný brousící kotouč) Rovinné broušení (segmentový brousící kotouč) Broušení dokulata Vnitřní broušení Tvarové broušení Žíháno na měkko A 46 HV A 24 GV A 60 KV A 46 JV A 100 LV 1) Použít CBN kotouč - dle možností Kaleno B151 R50 B3 1) A 46 HV A 46 FV A 46 FV B126 R75 1) A 60 KV B126 R75 1) A 60 JV B126 R100 1) A 80 JV 8
Jiskrovo-erozívní obrábění Při tomto obrábění kalené a popouštěné oceli, je nutné opracování ukončit hlazením (t.j. nízký el. proud, vysoká frekvence). Pro získání optimálního výkonu nástroje, musí být jiskrovo-erozivní obráběné povrchny broušeny/leštěny. Nakonec nástroj cca 25 C pod poslední popouštěcí teplotou nechat uvolnit. Při erodování velkých rozměrů nebo komplikovaných forem, VANADIS 4 popustit při vyšších teplotách přes 500 C bar. Srovnání uddeholmských ocelí pro práci za studena MATERIALOVÉ VLASTNOSTI A ODOLNOST PROTI MECHANICKÝM PORUCHÁM Další informace Pobočky Böhler Uddeholm Vás rády budou informovat o výběru, použití, tepelném zpracování a možnostech dodávek uddeholmské nástrojové oceli. 9