Datablad Vanadis 6 - SuperClean Produktfakta og anvendelsesområder TM Uddeholm A/S Kokmose 8 6 Kolding Tlf.: 7 1 7 66 Fax: 7 1 7 44 www.uddeholm.dk e-mail: info@uddeholm.dk
Vanadis 6 - SuperClean TM Produkt- og egenskabsprofil Vanadis 6 SuperClean er et højtlegeret krommolybdæn-vanadium-stål som er fremstillet ved hjælp af pulvermetallurgi. Det har følgende generelle egenskaber: Stor slidstyrke (kombineret abrasiv/adhæsiv profil) Høj trykstyrke God sejhed Meget stor dimensionsstabilitet ved varmebehandling Meget stor varmebestandighed Meget fine gennemhærdningsegenskaber Høj grad af renhed Betegnelsen SuperClean betyder, at materialet har en ekstrem høj renhed, som er opnået gennem nyeste pulvermetallurgiske processer og tæt kvalitetsstyring. Denne høje renhed giver endnu bedre værdier på poleringsegenskaber og på sejhed/duktilitet. Vanadis 6 SuperClean er særdeles egnet til overfladebelægninger som f.eks. CVD og PVD. tragtede kombination af sejhed og slidstyrke. Vanadis 6 SuperClean er specielt egnet til lange serier, hvor en blanding af abrasivt og adhæsivt slid er dominerende, eller hvor udflisning, revnedannelse eller plastisk deformation kan forekomme. F.eks.: Stansning og finstansning af hårde materialer Optræk med krav til stor trykstyrke Pulverpresning Ved krav om overfladebelægning Forme og værktøjer udsat for blandet eller abrasivt slid Knive Værktøjsfremstilling Et højt indhold af legeringselementer har indflydelse på bearbejdningen og varmebehandlingen, men dette pulvermetallurgisk fremstillede Uddeholm-stål er ikke så meget vanskeligere at bearbejde end andre værktøjsstål, hvis anvisningerne i denne brochures sidste afsnit følges. Den fortræffelige dimensionsstabilitet letter værktøjsfremstillingen betydeligt i forhold til konventionelt fremstillede stål. Retnings- C Si Mn Cr Mo V analyse % 2,1 1,,4 6,8 1,,4 Leverings tilstand Farvemærkning Blødglødet til ca. HB Grøn/mørkegrøn Anvendelsesområder De mest kritiske værktøjsparametre beskrives ofte som: Optimal hårdhed for anvendelsesområdet Stor modstandsdygtighed overfor slid Stor sikkerhed med havarier, udflisning og revnedannelse Sikkerhed mod havarier er et vigtigt parameter i moderne produktion. Det kræver en god sejhed i værktøjsmaterialet, men samtidig ønskes ofte stor slidstyrke. Netop denne kombination er uhyre vanskelig at opnå, da sejhed normalt svækker slidstyrke og omvendt, men pulvermetallurgi har gjort det muligt at opnå den efter Egenskaber Fysiske data Nedenstående data gælder for Vanadis 6 - SuperClean, i hærdet og anløbet tilstand med en hårdhed på 6 HRC Temperatur 2 C 2 C 4 C Densitet Kg/m 3 7.61 Elasticitetsmodul N/mm 2 2. 21. 19. Kp/mm 2 Varmeudvidelses - koefficient 11,2 x1-6 12,x1-6 pr. C, fra 2 C Varmeledningsevne W/m C 18 22 *) Varmeledningsevne er vanskelig at måle. Værdien kan ikke gives med højere sikkerhed end ± %.
Slagsejhed Slidstyrke Slagsejhedstesten er foretaget ved rumtemperatur og med forskellige hårdheder i længderetning. Pin on disc test med SiO2. Hårdhed er 62 HRC for alle typer stål. Højtemperatur anløbet tilstand. Testdimension: 7 x 1 x Testtype: Slebet, uden kærv Hærdet ved 16 C, kølet i luft Anløbet 2 x 2 timer Slag-energi (J) 6 4 Hårdhed HRC 6 6 Slidtest (prøvestave mod slibepapir-sio2) Pointskala 1-1 (1 er bedst) Abrasivt slid Højtemperatur-anløbet prøvestave VANADIS 23 VANADIS 4 VANADIS 6 VANADIS 1 2 2 4 6 8 1 12 2 3 4 6 C Anløbningstemperatur, 2 + 2 timer Varmebehandling Blødglødning Slagsejhed ved rumtemperatur for Vanadis 4, Vanadis 6 og Vanadis 1 ved 62 HRC. Testemnerne er udtaget i tværretningen. Højtemperatur anløbne emner. ; Slag-energi (J) 3 2 1 VANADIS 4 VANADIS 6 VANADIS 1 Trykstyrke Trykstyrke Hårdhed Rp,2,N/mm 2 6 HRC 229 62 HRC 3 64 HRC 276 Højtemperatur anløbet C, 2 x 2 timer Beskyt stålet mod afkulning og gennemvarm det til 9 C. Køl derefter langsomt ned med 1 C pr. time til 7 C, hvorefter der køles i fri luft. Afspændingsglødning Efter grovbearbejdning bør emnet opvarmes til 6 C. Temperaturen fastholdes i 2 timer, hvorefter der køles langsomt, til man har opnået en temperatur på C, derefter i fri luft. Hærdning Forvarmningstemperatur: Forvarmning normalt ad to omgange, 6-6 C og 9-9 C. Austenitiseringstemperatur: 1-1 C. Normalt 16 C. Holdetid 3 min. Holdetid = tid ved hærdetemperatur efter at emnet er fuldstændigt gennemvarmt. Holdetid i 3 min. under 11 C, og min. over 11 C. Beskyt emnet mod afkulning og oxydering under opvarmning og hærdning. Kølemedie Vakuumkøling med gasovertryk 2-6 bar Saltbad eller hvirvelbad ved - C Saltbad eller hvirvelbad ved ca. 2-3 C
Vanadis 6 - SuperClean TM Kølningen foretages kontinuerligt indtil temperaturen er ca. -7 C. Anløbning foretages umiddelbart efter. For at opnå optimal sejhed anbefales vakuum med overtryk eller varmbad ved - C Saltbadshærdning, emner med godstykkelser > mm bør køles med blæseluft for at opnå den rette hårdhed. Kølning uden blæseluft medfører nedsat hårdhed. Hårdheden som funktion af austenitiseringstemperaturen Hårdhed HRC Restaustenit % 68 67 66 6 64 63 62 Hårdhed Restaustenit 61 98 1 12 14 16 18 11 112 114 C Anløbning Austenitiseringstemperatur C 3 3 2 1 Hårdheden reguleres med anløbningstemperaturen (se skema). Anløb altid 2 gange af 2 timers varighed efter fuld gennemvarmning. Materialet køles til rumtemperatur mellem hver anløbning. Mindste anløbningstemperatur 18 C. Denne anløbningstemperatur skal anvendes ved små dimensioner og enkelt værktøj. For middelstore værktøjer samt mere komplicerede værktøjer skal man mindst anløbe ved C eller en højere temperatur. Ved hærdningstemperaturen på 11 C eller derover skal Vanadis 6 anløbes mindst 3 gange ved C for at mindske restaustenitindholdet. Anløbningsdiagram Hårdhed HRC 66 64 16 C Restaustenit % 3 3 Hårdhed HRC 66 64 62 6 8 6 4 2 18 C 11 C Restaustenit 11 C 2 3 4 6 C Anløbningstemperatur, 2 x 2 timer Anløbning efter dybkøling Anløbningstemperaturen ved højanløbning bør sænkes C for at opnå den ønskede hårdhed. Dimensionsstabilitet 1 C Restaustenit % Dimensionsændringerne måles efter austenitisering ved 16 C/3 min. efterfulgt af køling ved gas i en vakuumovn. Størrelse på prøveemne: 6 x 6 x 6 mm Austenitiseringstemperatur C Holdetid 3 minutter Dimensionsændringer % +1,1 +,8 +,6 +,4 +,2 -,2 -,4 -,6 -,8 Anløbningstemperatur 2 C C Længde Bredde Tykkelse 3 3 2 1 62 6 8 1 C 12 C 2 6 1 4 2 Restaustenit 16 C 2 3 4 6 C Anløbningstemperatur, 2 x 2 timer Elektriske dele udstanset med VANADIS 6 stanseværktøj.
TTT-diagram Austenitiseringstemperatur 16 C Holdetid 3 minutter C 11 1 9 8 Austenitiseringstemperatur C Holdetid 3 minutter A C1f 92 C A C1s 83 C 7 6 4 3 2 1 Karbider Perlit M s Bainit Martensit 1 1 1 1 1 1 Sekunder 1 1 1 1 Minutter 1 1 1 Timer Temperatur Tid Hårdhed C (timer) HV 1 8 2, 824 7 4,8 36 7,48 394 6 2,17 464 6 16,6 882 4 6,41 882 4 16,3 92 3 16,3 87 3 2, 87,42 642 2 2,13 87 CCT-diagram Austenitiseringstemperatur 16 C Holdetid 3 minutter C 11 1 9 8 7 6 4 3 2 1 M s Martensit Karbider 1 2 3 Perlit Bainit 4 6 7 8 Austenitiseringstemperatur C Holdetid 3 minutter 1 1 1 1 1 1 Sekunder A C1f 92 C A C1s 83 C Kølekurve Hårdhed T8- nr. HV 1 (sek.) 1 87 2 2 87 31 3 87 14 4 87 28 87 4 6 762 13 7 498 3 8 31 2 1 1 1 1 Minutter 1 1 1 Timer,2 1, 1 9 6 Luftkøling
Vanadis 6 - SuperClean TM Dybkøling Emner, der kræver maksimal dimensionsstabilitet, kan dybkøles ved -7 til -18 C umiddelbart efter hærdning i 1-3 timer efterfulgt af anløbning. Denne behandling vil give en hårdhedsforøgelse på ca. 1 HRC. Undgå komplekse former, da de risikerer at revne. Overfladebelægning For nogle værktøjer kan der være behov for at opnå en lavere friktion og større slidstyrke. Disse egenskaber kan opnås ved nitrering eller ved CVD, PVD eller TDP belægninger med Titan Nitrid, Titan Carbid, Wolfram Carbid eller en kombination af flere materialer, som forbedrer egenskaberne. Den høje hårdhed og sejhed gør sammen med en god dimensionsstabilitet VANADIS 6 til et ideelt basismateriale for overfladebehandlinger. Bearbejdningsdata De anførte bearbejdningsdata, som er udarbejdet på Uddeholms laboratorium, gælder for Vanadis 6 i blødglødet tilstand. De er vejledende og skal tilpasses den lokale maskinpark. Drejning Drejning med Drejning Bearbejdnings- med HSS data Skrub- Slet- Sletdrejning drejning drejning (f) mm/omdr. Spåndybde (ap) mm 7-1 1-12 8-1,3-,6 <,3 <,3 2-6 <2 <2 Nitrering og nitrokarburering ISO bearbejdningsgruppe K2 Belagt K Belagt Nitrering og nitrokarburering giver et hårdt overfladelag, der er meget modstandsdygtig over for slid og adhæsivt slid. Efter nitrering er overfladehårdheden ca.1 HV,2 kg. Lagets tykkelse bør vælges meget omhyggeligt efter applikationen. Boring HSS spiralbor PVD Physical Vapour Deposition, PVD, er en belægning, som udføres ved en temperatur mellem 2- C. Belægningen forøger grundmaterialets slidstyrke og sænker friktionen. Varmebehandlingen skal tilpasses den efterfølgende belægning med en anløbningstemperatur, der er højere end procestemperaturen. Hårdhed efter belægning 18-3 HV. CVD Chemical Vapour Deposition, CVD, er en belægning, som udføres ved en temperatur på ca.1 C, også denne belægning forøger slidstyrken på grundmaterialet. Efter belægningen foretages en hærdning af værktøjsstålet i vakuum for at beskytte den belagte overflade. Ved denne belægningsform er det vigtigt, at værktøjsstålet er formstabilt. Det er Vanadis 6 og andre Uddeholm stål, der er fremstillet ved hjælp af pulvermetallurgi. Bor diameter mm (Vc) m/min. (f) mm/omdr. < 8*,-,1-1 8*,1-,2 1-8*,2-, -2 8*,-,3 *) For TIN-belagte HSS-bor vc ~ 14 m/min. Hårdmetalbor Type af bor Bearbejdnings- Korthuls- Fast Loddet data bor 1) (f) mm/omdr. 9-12 6 3,-, 2),1-, 2),-, 2) 1) Bor med indvendig kølekanal og en loddet platte dvs. Coromant Delta eller Sumitomo multi-bor 2) Afhængig af bor-diameter
Fræsning Anbefalinger for slibeskiver Plan - og kantfræsning Type af slibning Blødglødet tilstand Hærdet tilstand Fræsning med Fræsning Bearbejdnings- med HSS data Grov- Slet- Sletfræsning fræsning fræsning -7 7-1 12 (fz) mm/tand Pindfræsning Bearbejdningsdata (fz) mm/tand ISO bearbejdningsgruppe 1) For TIN-belagte endefræsere vc ~ 23 m/min. 2) Afhængig af spalte eller sidefræsning og skærediameter. Slibning,2-,4,1-,2,1 Spåndybde (ap) mm 2-4 1-2 <2 ISO bearbejdningsgruppe K2 K Belagt Belagt eller keramik Fast Type af fræsere Vendeskær HSS 4 7-9 7 1),3-,2 2),8-,2 2),-,3 2) K1,P4 K Generelle data for slibeskiver. Yderligere information er til rådighed i Uddeholms brochure Slibning af værktøjsstål. Planslibning (baneslibning) Planslibning (segment) A 46 HV A 36 GV B1 R B3 A 46 GV A 46 GV Rundslibning A 6 KV B1 R B3 A 6 JV Hulslibning A 6 JV B1 R7 B3 A 6 IV Profilslibning A 1 IV B126 R1 B6 A 1 JV Gnistbearbejdning - EDM Når gnistbearbejdning foretages i hærdet og anløbet tilstand afsluttes altid med en fingnistning, det vil sige lav spænding og høj frekvens. For at opnå de bedste egenskaber i Vanadis 6 bør den gnistede overflade slibes/poleres bort. Efter gnistbearbejdning foretages en anløbning ved en temperatur på max C under den tidligere anvendte anløbningstemperatur i 2 timer for at mindske spændingsforholdet i den gnistede overflade. Ved gnistbearbejdning af større emner eller komplicerede former skal VANADIS 6 anløbes ved høje temperaturer over C. Yderligere information Kontakt Uddeholm for yderligere information om stålvalg, varmebehandling og anvendelsesområder for Uddeholms værktøjsstål. Tlf. 7 1 7 66 Sammenligningstabel for Uddeholms Koldarbejderstål Materialeegenskaber og evnen til at modstå skadesmekanismer Uddeholm ståltype Hårdhed Skærbarhed Slibbarhed Dimensionsstabilitet Abrasivt slid Adhæsivt slid Udflisning/ totalhavari Plastisk deformation CALMAX SVERKER 21 VANADIS 4 VANADIS 6 VANADIS 1 VANADIS 23 VANADIS 3 VANADIS 6 M2 Februar 21