CSM 21 Vysoce pevná, martenziticky vytvrditelná korozivzdorná ocel. CSM 21 je označení ROBERT ZAPP WERKSTOFFTECHNIK GmbH SMĚRNÉ CHEMICKÉ SLOŽENÍ C Cr Ni Cu 0,02 % 15,00 % 4,75 % 3,50 % CSM 21 je precipitačně vytvrditelná ušlechtilá ocel. Představuje spojení vysoké pevnosti a tvrdosti s výtečnou odolností proti korozi. Jednoduché tepelné zpracování umožňuje ekonomicky výhodnou výrobu dílců s přesně definovanými vlastnostmi. Při tepelném zpracování v horním teplotním rozsahu se vyznačuje velkou odolností proti růstu trhlin a korozi za napětí, jakož i dobrými mechanickými vlastnostmi v podélném směru. nadprůměrná odolnost proti korozi výtečná houževnatost nekomplikované tepelné zpracování vysoká leštitelnost snadná obrobitelnost a svařitelnost TYPICKÉ OBLASTI POUŽITÍ Chemický průmysl Potravinářství Vstřikovací formy Tvarové lisování Strojní součásti, odolávající korozi Sklářské formy Stránka 1 z 6
ODOLNOST PROTI KOROZI CSM 21 vykazuje vyšší korozní odolnost než standardně pro výrobu forem používané kalitelné korozivzdorné oceli, což ji činí ideálním materiálem pro zpracování korozně působících plastů. Díky svému unikátnímu chemickému složení a mikrostruktuře odolává CSM 21 vlhkosti, kyselinám a vedlejším produktům pryskyřic obsahujících chlor, fluor, brom a síru, jakož i ostatním látkám, jejichž zpracování je vznikem podobných korozních produktů provázeno. Toto v mnoha případech umožňuje vypustit dosavadní galvanické chromování nebo niklování dílců. RELATIVNÍ KOROZIVZDORNOST CSM 21 je korozivzdorná při všech obvyklých stavech tepelného zpracování, nejlepší korozivzdornosti však dosahuje ve stavu precipitačně vytvrzeném. HOUŽEVNATOST CSM 21 vykazuje vyšší odolnost proti lomům (včetně křehkých) a odlamování materiálu než jakákoliv jiná korozivzdorná ocel, pro výrobu forem dosud používaná. 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 1.2710 1.2083 CSM 21 1.4301 Vrubová houževnatost CSM 21 při 33 HRc je stejně tak dobrá nebo dokonce lepší než u jakékoliv jiné standardní nástrojové oceli pro výrobu forem. Proto není výjimkou volba oceli CSM 21 i v případech kdy není třeba, aby byl materiál korozivzdorný, je však důležitá jeho vysoká houževnatost. Stránka 2 z 6
RELATIVNÍ HOUŽEVNATOST NÁSTROJOVÝCH OCELÍ PRO FORMY Pozn: Ve výše uvedeném grafu znamená zkratka LG stav po rozpouštěcím žíhání TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ Stav dodání Rm [N/mm²] Rp 0,2 [N/mm²] Houževnatost [Joule] Tvrdost [HRc] Po rozpouštěcím žíhání 1000-1030 860-930 65 33 35 Ocel CSM 21 je dodávána ve stavu po rozpouštěcím žíhání, tvrdost cca. 34 HRc. I tomto stavu je možno ji pro celou řadu aplikací použít. Vyšších tvrdostí (až 44 HRc) a maximální odolnosti proti korozi dosahuje po snadno proveditelném precipitačním vytvrzení. Stránka 3 z 6
PRECIPITAČNÍ VYTVRZOVÁNÍ Vytvrzovací teplota se volí dle níže uvedené tabulky v závislosti na požadované tvrdosti nástroje. Ohřev musí být stejnoměrný, výdrž na vytvrzovací teplotě 1 hodina pro každých 25mm tloušťky stěny, vždy však nejméně doba uvedená v tabulce. Ochlazování na klidném vzduchu nebo v peci. Při vytvrzování dochází k všestrannému smrštění materiálu v hodnotě cca. 0,0004 až 0,0006 mm/mm, je-li vytvrzováno mezi 485 C až 550 C. Při vytvrzování za teplot vyšších může být smrštění větší, až 0,001 mm/mm. Vytvrzovací teplota Výdrž Tvrdost Houževnatost [ C] [h] [HRc] (Joule) 1040 Rozpouštěcí žíhání! 0,5 33 65 485 1 44 20 495 4 42 34 550 4 38 47 580 4 36 54 595 4 35 61 620 4 33 68 Výdrže se rozumí po dokonalém prohřátí. Ochlazování na klidném vzduchu. ROZPOUŠTĚCÍ ŽÍHÁNÍ Je doporučováno provádět jej v případech, kdy je třeba odstranit pnutí vnesená do dílce při velkých odběrech materiálu při hrubování a za podmínky, že je akceptovatelná s ním spojená změna rozměrů. U forem a nástrojů se provádí při 1040 C. Ohřev na tuto teplotu musí být stejnoměrný, výdrž 30 minut pro každých 25 mm tloušťky stěny. Po ochlazení na klidném vzduchu je tvrdost dílce 30-35 HRc. Stránka 4 z 6
NITRIDOVÁNÍ CSM 21 může být nitridována každou pro korozivzdorné oceli používanou metodou. Nitridace v oblasti typických teplot 510 C až 570 C by však mohla vést k vytvrzení materiálu, proto je nutné z tohoto důvodu oba procesy sladit a nitridace by měla být prováděna při nižších teplotách než vytvrzování. V případě že je to žádoucí je možné využít nitridaci k současnému vytvrzení. POZOR: Nitridování CSM 21 nebo jakékoliv jiné korozivzdorné oceli výrazně snižuje její korozní odolnost. Proto je doporučováno provádět jej jen tehdy, je-li u dílce důležitější otěruvzdornost jeho povrchu než odolnost proti korozi. SVAŘOVÁNÍ CSM 21 může být snadno svařována obvyklými metodami. Opravy mohou být prováděny metodou WIG, v tomto případě se doporučuje použít elektrody ze stejného materiálu. Při velmi rozdílných průřezech svařovaných dílců je doporučen předehřev na 100 C až 200 C. Následné tepelné zpracování je nezbytné jen v případě požadavku, aby svarový spoj a základní materiál měly stejné vlastnosti. K tomu postačí, když se po svařování nechá dílec vychladnout na teplotu okolí a poté se provede (opakované) vytvrzení za požadovaných parametrů. LEŠTĚNÍ A STRUKTUROVÁNÍ CSM 21 je zpravidla lépe leštitelná než konvenční oceli pro výrobu forem používané. Dosažitelná kvalita leštěného povrchu je stejná jako u vakuově nebo elektrostruskově přetavovaných ocelí (VAR resp. ESU). Leštitelnost je nejlepší v oblasti tvrdostí nad 40 HRc. Strukturování může být v principu prováděno při výrobě forem z korozivzdorných ocelí obvyklými postupy. Je však nutno zohlednit okolnost, že z důvodu vysoké odolnosti CSM21 proti působení kyselin může být nezbytné tyto procesy odpovídajícím způsobem modifikovat. Svařované dílce by měly být leštěny nebo strukturovány ve stavu vytvrzeném, neboť tak bude dosaženo nejlepších výsledků. Stránka 5 z 6
ELEKTROEROZIVNÍ OBRÁBĚNÍ (EDM) Ocel CSM 21 je svými vlastnosti pro tyto operace přímo předurčena. Ve stavu po rozpouštěcím žíhání u ní, na rozdíl od ocelí s vyššími obsahy uhlíku, vůbec nedochází k negativnímu ovlivnění touto metodou opracovaných povrchů. Pokud byl dílec již před EDM vytvrzen, vrátí se tvrdost opracovaných ploch do stavu dodání, tedy po rozpouštěcím žíhání, s tvrdostí HRc 30-35 a vysokou houževnatostí. Pro jejich opětné vytvrzení postačí ohřev na teplotu při které bylo vytvrzení původně provedeno, s výdrží cca. jednu hodinu. POZNÁMKY: 1. Všechny v tomto materiálovém listu uvedené hodnoty jsou myšleny jako typické. Běžné kolísání chemického složení materiálu, velikost dílce jakož i postupy pro tepelné zpracování konkrétních dílců mohou vést k odchylkám skutečně dosažených parametrů. 2. Procesní výhody vytvrzování oproti kalení nebo zušlechťování: - Dílec má stejné mechanické vlastnosti prakticky v celém průřezu. - Protože probíhá při relativně nízkých teplotách (485-620 C), nedochází při něm k výraznému okujení povrchu dílce ani v pecích bez ochranné atmosféry nebo vakua. - Vytvrditelné oceli mají velmi nízký obsah uhlíku. - Proces je pomalý, bez prudkých změn teplot snížené riziko pnutí a deformací. 3. Polotovary z oceli CSM 21 vedené skladem jsou: - tyče kruhové - tyče čtverhranné a ploché - kované bloky 4. Rádi prověříme možnost dodání výkovků dle zákaznických výkresů, v případě požadavku i obrobených. 5. Dalším vytvrditelnou ocelí v naší nabídce je VACO 180. Není korozivzdorná. Ve vytvrzeném stavu však dosahuje pevnosti v tahu min. 1960 MPa. Luboš Procházka, technická podpora 00420 312613301 lubos.prochazka@bolzano.cz Jiří Pucholt 00420 312613407 jiri.pucholt@bolzano.cz Jan Čepelák 00420 312613309 jan.cepelak@bolzano.cz Fax 00420312613350 www.bolzano.cz Stránka 6 z 6