1
CALDIE 2
Charakteristika CALDIE je Cr-Mo-V slitinová, ocel, s následujícími vlastnostmi: 1. vysoká odolnost proti opotřebení 2. vysoká pevnost v tlaku 3. vysoká rozměrová stabilita 4. odolnost proti vylamování a praskaní 5. vysoká tvrdost (>60HRC po pouštění 6. dobrá odrobitelnost a brousitelnost 7. dobrá leštitelnost 8. odolnost proti popouštěcí křehkosti 9. vysoká prokalitelnost Chemické složení % Dodávaný stav Barevné označení C 0,7 Si 0,2 Mn 0,5 Cr 5,0 měkce žíhané cca 215 HB bílá/šedá Mo 2,3 V 0,5 Použití CALDIE je vhodná pro střední série, při kterých je vylamování nebo praskání převládajícím porušením a při kterých je zároveň vyžadována vysoká pevnost v tlaku (tvrdost > 60HRC. Proto je CALDIE řešením při různých tvářeních za studena, kde je nutná kombinace tvrdosti - >60HRC a odolnost proti praskaní. Např. řezání, formování vysoce pevných plechů. CALDIE je vhodná i pro povlakování. Příklady: Tváření za studena. Stříhání, řezání za studena, kde je kvůli snížení rizika zálomu a trhlin - nutná vysoká průtažnost a houževnatost. Postupy formovaní za studena, při kterých je nutná kombinace pevnosti v tlaku a odolnosti proti vzniku zálomu a trhlin. Strojové nože. Ploché čelisti na válcování závitů. Podklad pro povlakování. Vlastnosti Údaje, uvedené v následujících tabulkách, byly měřeny ve středu tyče o rozměru 203x80 mm a tyče o průměru 102 mm. Pokud není jinak uvedeno, byly všechny vzorky kaleny při 1025 C ve vakuové peci a popuštěny 2x na 525 C. Tvrdost 60-62 HRC. FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI Kaleno a popouštěno na 60-62 HRC. Teplota 20ºC 200ºC 400ºC Měrná hmotnost kg/m3 Modul pružnosti MPa Součinitel tepelné roztažnosti 0ºC od 20ºC Tepelná vodivost W/m ºC Specifická teplota J/kg ºC Pevnost v tlaku 7 820 213 000 192 000 180 000 11,6 x 10-6 12,4 x 10-6 24 28 460 Následující údaje jsou směrné hodnoty. Tvrdost HRC Pevnost v tlaku R c0,2 (MPa 61 2430 Odolnost proti vylamování Následující diagram srovnává relativní odolnost proti zálomům u CALDIE, W.-Nr.1.2379 a W.-Nr. 1.2363 při stejné tvrdosti. 5 4 3 2 1 CALDIE W.-Nr. 1.2363 W.-Nr. 1.2379 3
Tepelné zpracování ŽÍHÁNÍ NA MĚKKO Ocel chránit proti oxidaci a prohřát na 820 C. Pomalu ochlazovat v peci rychlostí 10 C za hodinu až na 650 C a potom volně ochladit na vzduchu. ŽÍHÁNÍ NA SNÍŽENÍ VNITŘNÍHO PNUTÍ OCHLAZOVACÍ PROSTŘEDÍ Pec s přetlakovou ochranou atmosférou, vysokorychlostní cirkulace. Vakuová pec, chlazená plynem s dostatečným přetlakem. Solná lázeň nebo fluidní lóže při 500-550 C. Teplá lázeň nebo fluidní lóže při 200-350 C. Pozn.: Při dosažení teploty 50-70 C v jádru nástroj ihned popustit. 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 volně na vzduchu. KALENÍ Ohřev s prodlevou na 600-650 C a 850-900 C (min. 30 minut. Austenitizační teplota: 1000-1025 C běžně 1020 C, výdrž: 30 minut. Chraňte díly proti oduhličení a oxidaci během kalení. ARA diagram Časově-teplotní- přeměnný diagram průběžného ochlazování Austenitizační teplota 1020 C, výdrž 30 minut Karbide Perlit M s Bainit Martensit 4
IRA diagram Časově-teplotní- přeměnný diagram izotermického vedení tepla Austenitizační teplota 1020 C, výdrž 30 minut Karbid Perlit Bainit Martensit POPOUŠTĚNÍ Popouštěcí teploty volit podle požadované tvrdosti z popouštěcího diagramu. Popouštět dvakrát s meziochlazením na pokojovou teplotu. Nejnižší popouštěcí teplota je 525 C. Popouštěcí diagram Tvrdost, HRC 64 Zbytkový austenit % 20 62 60 58 teplota 1020 C popouštěcí teplota 1000 C Tvrdost 15 56 10 54 52 5 50 Zbytkový austenit 48 500 520 540 560 580 600 C Popouštěcí teplota 5
Tvrdost, zbytkový austenit a velikost zrna při různých austenitizačních teplotách Velikost zrna ASTM Tvrdost, HRC Zbytkový austenit % 10 66 50 9 Tvrdost Zrnitost 8 64 40 7 6 63 30 5 Zbytkový austenit 4 3 2 1 62 61 60 20 10 990 1000 1010 1020 1030 1040 1050 1060 Austenitizační teplota C, 30 Min. vydrž ROZMĚROVÉ ZMĚNY Rozměrové změny po austenitizaci při 1000 C/30 min. a 1020 C/30 min. Měřeno za následujících podmínek: ochlazení plynem rychlostí 1,1 C/sek, t 800-500 C. Hodnoty všech směrů se pohybují v rámci označeného rozsahu. Rozměrové změny, (% 0,18 0,16 0,14 0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 0-0,02-0,04-0,06-0,08 Nitridování a povlakování Ocel pro práci za studena je možno povlakovat, aby se snížilo tření a zvýšila odolnost proti opotřebení. Nejčastější druhy jsou: nitridování 1020 C 1000 C 500 520 540 560 580 600 Popouštěcí teplota C, 2 x 2 Hod. nanášení vrstev odolných proti opotřebení za použití PVD- a CVD-postupu. Pro svoji vysokou tvrdost a houževnatost ve spojení s dobrou rozměrovou stabilitou je CALDIE vhodná ocel pro nitridaci a povlakování. NITRIDACE A KARBONITRIDACE Nitridováním a karbonitridováním vzniká tvrdá okrajová vrstva se zvýšenou odolností proti opotřebení a naváření za studena. Povrchová tvrdost po nitridování je cca 1000-1200 HV 0,2 kg. Docílená tloušťka vrstvy se řídí příslušným použitím. PVD Physical Vapour Deposition, PVD, se používá k nanášení proti opotřebení odolných - vrstev při teplotách 200-500 C. CVD Chemical Vapour Deposition, CVD, se používá k nanášení proti obotřebení odolných povrchových vrstev při cca 1000 C. Doporučené obrábění Níže uvedené údaje jsou pouze orientační a musí být přizpůsobeny příslušným místním předpokladům. Podrobné údaje jsou obsaženy v uddeholmském tiskopise: Doporučené údaje řezu. Stav při dodávce: žíháno na měkko cca 220 HB Parametry řezu Rychlost řezu (V c m/min. Posuv (f mm/u Hloubka řezu (a p, mm Obráběcí skupina ISO SOUSTRUŽENÍ Soustružení s tvrdokovem Hrubování Obrábění na čisto Soustružení s rychlořeznou ocelí 140-19 190-24 15-20 0,2-0,4 0,05-02 0,05-0,3 2-4 0,5-2 0,5-3 P20-P30 potažený tvrdokov P10 potažený tvrdokov nebo Cermet 6
FRÉZOVÁNÍ Rovinové a rohové frézování Parametry řezu Rychlost řezu (V c m/min. Posuv (f z mm/zub Hloubka řezu (a p, mm Obráběcí skupina ISO Parametry řezu Rychlost řezu (V c m/min. Posuv (f z mm/zub Obráběcí skupina ISO Frézování s tvrdokovem Hrubování Hlazení 130-160 160-200 0,2-0,4 0,1-0,2 2-4 0,5-2 P20-P40 potažený tvrdokov Frézování stopkovou frézou Monolitní, ze slinutého karbidu Druh frézy Fréza s vyměnitelnou břitovou destičkou P10-20 potažený tvrdokov nebo Cermet Rychlořezná ocel 110-140 100-140 18-23 1 0,01-0,20 2 0,06-0,20 2 0,01-0,30 2 P20-P30 1 Potažená stopková fréza z rychlořezné oceli Vc=32-38 m/min. 2 Závisle na radiální hloubce řezu a na průměru frézy Průměr vrtáku mm -5 5-10 10-15 15-20 Vrtání Spirálový vrták z rychlořezné oceli Rychlost řezu (V c m/min. 15-20* 15-20* 15-20* 15-20* Posuv (f c mm/u 0,05-0,10 0,10-0,20 0,20-0,30 0,30-0,35 BROUŠENÍ Obecná doporučení pro brousící kotouče jsou uvedená v tabulce. Další informace jsou uvedeny v uddeholmské brožuře Broušení nástrojové oceli. Doporučené brousící kotouče Frézování s tvrdokovem Žíhání na měkko Kaleno Rovinné broušení (Rovinný brousící kotouč Rovinné broušení (Segmentový br. kotouč Broušení dokulata Vnitřní broušení Tvarové broušení A 46 HV A 24 GV A 60 KV A 46 JV A 100 KV A 46 HV A 36 GV A 60 KV A 60 IV A 120 JV Jiskrovo-erozivní obrábění Při tomto obrábění kalené a popouštěné oceli je nutné opracování ukončit hlazením (t.j. nízký elektrický proud, vysoká frekvence. Pro získání optimálního výkonu nástroje, musí být jiskrovo-erozivně obráběné povrchy broušeny/leštěny. Nakonec nástroj cca 25 C pod poslední popouštěcí teplotou nechat žíhat na odstranění vnitřního pnutí. Další informace jsou uvedeny v uddeholmské brožuře Jiskrovo-erozivní obrábění nástrojové oceli. Kalení plamenem Použit kyslíkovo-acetylénový svařovací hořák s průtokem 800-1250 l/hod (přetlak kyslíku 2,5 baru, přetlak dusíku 1,5 bar. Nastavit neutrální plamen. Teplota: 980-1020 D Chlazení: volně na vzduchu Povrchová tvrdost 58-62 HRC V hloubce 3-3,5 mm je tvrdost cca 41 HRC. 1 Vrták z potažené rychlořezné oceli V c =35-40 m/min Vrták z tvrdokovu Parametry řezu Rychlost řezu (V c m/min. Posuv (f c mm/u Drh vrtáku 160-200 110-140 60-90 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 1 Závisle na průměru vrtáku 7
CALDIE Svařování Při svařování nástrojové oceli budou dosaženy dobré výsledky za předpokladu, že bude pracováno pečlivě a budou učiněna následující opatření: Další informace Pracovníci pobočky Uddeholmu Vás rádi budou informovat o výběru, použití, tepelném zpracování a možnostech dodávek nástrojové oceli. předehřev tepelné zpracování po sváření příprava sváru výběr vhodného způsobu sváření atd. K docílení optimálních výsledků je nutno použít svářecí přísady s chemickým složením vhodným k dané oceli. Malé opravy provést WIG svařením při pokojové teplotě. Způsob svařování WIG SMAW Pracovní teplota 200-250 C 200-250 C Svářecí přísada UTP A696 UTP ADUR600 UTPA 73G2 UTP 69 UTP 67S UTP 73G2 350 C 350 C Max. mezipastová teplota Rychlost ochlazování 20-40 C/hodinu první 2 hodiny, pak volně na vzduchu Tvrdost po svaření 54-62 HRC 55-62 HRC Tepelné zpracování po sváření v kaleném stavu Popouštěno 2 hodiny při 510 C žíháné na měkko Žíhání na měkko - viz. Tepelné zpracování Malé opravy provést WIG svařením při pokojové teplotě. Srovnání uddeholmských ocelí pro práci za studena 8