1
VIDAR SUPREME 2
Charakteristika VIDAR SUPREME je Cr-Mo-V legovaná ocel pro práci za tepla, pro kterou jsou charakteristické tyto vlastnosti: Velmi dobrá odolnost proti náhlým změnám teploty a tvoření trhlinek za tepla Dobrá pevnost za tepla Vynikající houževnatost a tažnost ve všech směrech Rovnoměrná a dobrá obrobitelnost Výborná prokalitelnost Malé rozměrové deformace při kalení Chemické složení C 0,38 Si 1,0 Mn 0,4 Cr 5,0 Mo 1,3 Označení dle normy AISI H11, B H11, W. Nr.- 1.2343 AFNOR Z38 CDV 5, UNI X37 CrMoV 51 KU, UNE X37 CrMoV 5 Dodávaný stav Měkce žíhané cca 180 HB VYŠŠÍ ŽIVOTNOST NÁSTROJŮ V 0,4 Označení SUPREME znamená, že ocel je vyráběna specielními postupy za velice důkladné kontroly výrobního procesu. Získává tím vysoký stupeň čistoty a velmi jemnou strukturu. Kromě toho VIDAR SUPREME v porovnání s konvenčně vyráběnou ocelí typu X38 CrMoV 51 (W.-Nr. 1.2343) má podstatně vyšší izotropii vlastností. Tato zlepšená izotropie vlastností má zvláštní význam u nástrojů, které jsou vystaveny velmi vysokému mechanickému a tepelnému namáháním, např. formy na tlakové lití, kovací nástroje a nástroje na protlačování. V praxi to znamená, že nástroje je možné tepelně zpracovat na vyšší tvrdost (2 ), bez toho, aby poklesla houževnatost. Protože vyšší pracovní tvrdost snižuje tvorbu trhlinek za tepla, je možné očekávat i vyšší životnost nástroje. Použití NÁSTROJE PRO LISOVÁNÍ ZA TEPLA Díly forem FORMY PRO TLAKOVÉ LITÍ Vložky forem Jádra Vtokové dílce Trysky Vyhazovače (nitridované) tlakové písty, tlakové komory (normálně nitridované) Slitiny cínu, olova, zinku 46-50 48-52 Slitiny hliníku, hořčíku 42-48 46-50 Austenitizační teplota (cca) 990 C Použití Vysoce namáhané nástroje pro práci za studena pro lisování, děrování, nože na šrot Kruhové objímky (např. pro nástroje z tvrdokovu) Díly odolné vůči opotřebení DALŠÍ POUŽITÍ Austenitizační teplota (cca) popustit při 250 C popustit při 575-600 C popustit při 575 C nitridovat 52-54 45-50 Jádro 50-52 Povrch ~1 000HV Materiál Hliník, Hořčík Slitiny mědi Ocel Austenitizační teplota (cca) 44-52 44-52 40-50 3
Vlastnosti Všechny vzorky byly odebrány ze středu tyče o rozměru 500 x 110 mm. Pokud není udáváno jinak, vzorky byly kaleny při 1 000 C, ochlazené na vzduchu a popuštěné 2+2h při 610 C. Tvrdost byla 45±1. Teplota 20 C 400 C 600 C Měrná hmotnost 7 800 7 700 7 600 kg/m 3 Modul pružnosti 210 000 180 000 140 000 N/mm 2 Součinitel tepelné roztažnosti C od 20 C Tepelná vodivost W/m. C 12,6 x 10-6 13,2 x 10-6 25 29 30 Podélný směr Mechanické vlastnosti při zvýšené teplotě Vliv času při vyšších teplotách na tvrdost MECHANICKÉ VLASTNOSTI Informativní hodnoty při pokojové teplotě 44. Tvrdost 44 Pevnost v tahu Rm N/mm2 870 Mez kluzu Rp0,2 N/mm2 670 Prodloužení A5 15 Kontrakce Z% 50 Vliv zkušební teploty na rázovou houževnatost Charpy V, příčný směr 4
Tepelné zpracování Tvrdost, velikost zrna a zbytkový austenit jako funkce austenitizační teploty ŽÍHÁNÍ NA MĚKKO Ocel prohřát na 850 C a pomalu ochlazovat v peci rychlostí 10 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. KALENÍ Předehřev: 600-850 C ( ve dvou stupních) Austenitizační teplota: 990-1010 C, obvykle 990-1000 C Výdrž: 30-45 minut 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 Plyn/vzduch s vysokou rychlostí Vakuum (inertní plyn s dostatečnou rychlostí a přetlakem) Solná lázeň při 500-550 C nebo 180-220 C, následné ochlazení na vzduchu Teplý olej Pozn.1.: Při dosažení teploty 50-70 C ihned nástroj popustit. Pozn.2: Optimálních vlastností je možné dosáhnout při dostatečně rychlém ochlazení, avšak s přihlédnutím na možnou deformaci a vznik trhlin. POPOUŠTĚNÍ Popouštěcí teplotu volit podle požadované tvrdosti z popouštěcího diagramu. Popouštět 2x na min. 180 C s meziochlazením na pokojovou teplotu. Výdrž 1h/20 mm tloušťky, minimálně však 2h. Pro nebezpečí vzniku popouštěcí křehkosti nepopouštět v teplotním rozsahu 425-550 C. Popouštěcí diagram Ochlazení na vzduchu,vzorek 15 x 15 x 40 mm 5
Austenitizační teplota:. Výdrž: 30 min ARA diagram Ochlazovací křivka č. 1 2 3 4 5 6 7 8 tvrdost HV 10 715 715 695 654 642 642 559 459 T 800-500 (sec) 2 13 125 374 623 1248 5200 10400 Přibližná rázová pevnost při různé teplotě popouštění Charpy V, příčný směr ROZMĚROVÉ ZMĚNY PO KALENÍ A POPOUŠTĚNÍ Během kalení a popouštění je forma vystavena tepelnému a také transformačnímu pnutí. To vede nevyhnutelně k rozměrovým změnám a deformacím. Proto se doporučuje ponechat si vždy po obrábění přídavek na opracování před kalením a popouštěním. Obvykle největší rozměr se zmenší a nejmenší rozměr může vzrůst, ale toto vždy také záleží na velikosti formy, jejím tvaru a rychlosti ochlazení po kalení. Pro VIDAR SUPREME je doporučeno volit přídavek na opracování 0,2% na délku, šířku i tloušťku. Popouštění v teplotním rozsahu 425-550 C se nedoporučuje vzhledem k zhoršení houževnatosti. 6
NITRIDOVÁNÍ Nitridování vytvoří tvrdou povrchovou vrstvu, která je odolná proti opotřebení a obrušování. Nitridační vrstva je ovšem křehká a může prasknout nebo ulomit se, když je vystavená mechanickým nebo tepelným šokům. Riziko roste s tloušťkou vrstvy. Před nitridováním se nástroj zakalí a popustí při teplotě minimálně o 50 C vyšší než je teplota nitridování. Nitridování v plynném čpavku při 510 C nebo plazmové nitridování v 75% vodíku a 25% dusíku při 480 C ve výsledku dávají povrchovou tvrdost cca 1100 HV 0,2. iontové nitridování je upřednostňovanou metodou vzhledem k lepší kontrole potenciálu dusíku. Zvláště přítomnost tzv. bílé vrstvy není doporučována pro práci za tepla. Ovšem opatrné nitridování v plynu dává dobré výsledky. VIDAR SUPREME lze rovněž nitrocementovat v plynu nebo solné lázni. Povrchová tvrdost po nitrocementaci je 900-1000 HV 0,2. Proces Nitridování v plynu při 510 C Plazmové nitridování při 480 C Nitrocementace -v plynu při 580 C -v solné lázni při 580 C Hloubka nitridování Čas h 10 30 10 30 2,5 1 Hloubka mm 0,12 0,20 0,14 0,19 0,12 0,07 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. Nitridování s hloubkou >0,3 mm se nedoporučuje pro práci za tepla. VIDAR SUPREME může být nitridován ve stavu žíhaném na měkko. Tvrdost a hloubka vrstvy ovšem budou menší. 7