Materialevalg til støbeforme Evt. AMU nr.

Materialevalg til støbeforme Evt. AMU nr.

INDHOLDSFORTEGNELSE Forord 3 Generelt 4 Valg af stålkvalitet 4 De primære dele 4 De sekundære dele 4 Handelsnavne 4 Stålkvaliteter 4 Koldarbejdsstål 5 Varmarbejdsstål 5 Hurtigstål 5 Hærdemedier - legeringsstoffer 6 SS normer 6 Svensk normbetegnelse 6 Andre normer 6 Werkstoff-nummer 6 Leveringstilstand 7 Fremstillingsmetode 7 Glødet 7 Normalisering af stål 7 Blødglødning eller udglødning 7 Afspændingsglødning 7 Afspændingsanløbning 7 Sejhærdning 7 Hærdning generelthærdning 8 Målændring ved hærdning 8 side 2 / 8

Forord side 3 / 8

Generelt Valg af stålkvalitet Valg af stål til værktøjsfremstilling er altid et kompromis, intet stål er lige velegnet til alting, men hver for sig har de enkelte stål fordele og ulemper, som må opvejes mod hinanden, før det vælges. I praksis kan man i langt de fleste tilfælde klare sig med få stålkvaliteter til de forskellige dele af værktøjet. Der skelnes her imellem de primære og de sekundære dele. De primære dele De primære dele er inden for gruppen "Snit og stans" de stål, der skal anvendes til f eks. snitplader, stempler, lokkenåle og lignende. Inden for gruppen "form" er det stålene, der danner f eks. formhulhederne, formplader, kerner og dele af udstøder mekanismerne. De primære dele bør fremstilles af værktøjs stål De sekundære dele De sekundære dele fremstilles som regel af konstruktionsstål, da kravene her kun er god bearbejdelighed og passende styrkeegenskaber. Stålkvaliteter Handelsnavne Til de primære dele af masseproduktionsværktøjerne skal der anvendes et til delen egnet stål. De fleste hentes i grupperne værktøjsstål, af hvilke der findes et meget stort antal, som er afpasset efter de arbejdsbetingelser, hvorunder Stålet skal anvendes. Når man ser bort fra de mere specielle sorter, kan værktøjsstålene inddeles i følgende tre grupper: Koldarbejdsstål Varmarbejdsstål Hurtigstål side 4 / 8

Koldarbejdsstål I denne gruppe fremstilles en lang række stål, og til et bestemt formål kan der blive tale om at anvende flere forskellige typer. Hvor der ikke stilles særlige krav, og værktøjet har en simpel form, så mindre kastninger kan korrigeres ved slibning, bruges et ulegeret eller lavtlegeret stål, f.eks. SS 1880 eller SS 2092. Ved mere komplicerede værktøjer foretrækkes. Et af de såkaldte "krympefri" stål. Af disse findes to typer, nemlig oliehærdet manganstål, f.eks. SS 2140, og stål med højt kromindhold, f.eks. SS 2312 og SS 2310. Navnlig den sidste type har vundet større og større anvendelse gennem de senere år på grund af dets store slidbestandighed, der skyldes det store indhold af kromkarbider. Varmarbejdsstål Også her fremstilles en lang række forskellige ståltyper, men ulegeret stål kan ikke komme i betragtning. Til krævende opgaver, f.eks. sænksmedning, strengpresning og trykstøbning, anvendes mest ståltypen SS 2242. Dette stål besidder meget stor varmestyrke, bestandighed mod slid og deformation ved arbejdstemperaturen og er nogenlunde bestandig med dannelse af varmerevner. Tilsvarende stål fremstilles også med større nikkelindhold, men disse egner sig ikke til presning og støbning af messing og andre metaller, hvorimod de giver gode resultater ved sænksmedning af stål Hvor arbejdstemperaturen ikke er så høj, og der ikke kræves så stor holdbarhed af stålet, kan der anvendes lavtlegerede krom-wolframstål, kromnolybdænstål og krom-nikkel stål Disse fås i en lang række forskellige sammensætninger. Hurtigstål Denne betegnelse bruges om højtlegerede værktøjsstål, der udmærker sig ved at bevare stor hårdhed ved høje temperaturer, op til ca. 600 C, hvorfor de er velegnede til f.eks. hurtiggående stanse- og klippeværktøj. Det mest anvendte stål til masseproduktionsværktøjer er SS 2722. Når der stilles særlige store krav til varmehårdhed, tilsættes yderligere kobolt. Til tool-bits, der benyttes til dreje- og fræseværktøj, anvendes der andre legeringssammensætninger. For at spare på de dyre legeringsbestanddele kan man nedsætte wolframmængden, hvis vanadiumindholdet samtidig forøges, og dog få stal med høj snitydelse. Wolframindholdet kan også helt eller delvis erstattes med molybdæn, noget, der navnlig har været arbejdet med i USA, og nu fremstilles disse ståltyper også i Europa.. side 5 / 8

Hærdemedier - legeringsstoffer Stål omtales i forhold til hærdemedier og dermed også i forhold til mængder af legeringsstoffer. Vandhærdende stål er rene kulstofstål eller meget lavt legerede stål. Oliehærdende stål indeholder forholdsvis små mængder legeringsstoffer. Lufthærdende stål, også kaldet selvhærdende stål, indeholder store mængder legeringsstoffer. SS normer Svensk normbetegnelse SS nummeret er en svensk normbetegnelse, der også anvendes i Danmark. SS nummeret er et 6- cifret tal, SS 14-1650, men da de to første cifre, 14 Hovedgruppenummeret ifølge svenske SS normer pr. 1 januar 1970, er fælles for alle materialer Inden for hovedgruppen jern for alle materialer, inden for hovedgruppen jern og stål, undlades tallet 14 ofte. De sidste 4 cifre, SS14-1650, henviser til et materialenummer, som er opbygget efter materialets kemiske sammensætning. Efter de 6 cifre tilføjes i visse materiale database tabeller yderligere 2 cifre, f.eks. SS 14-2541-03. Dette tal er et tilstandstal. I dag betyder-00 ubehandlet, -Ol normaliseret, 02 glødet. -03/-04/-05/-06/-08 betyder, alt efter kvaliteten, enten sejhærdet, indsat og hærdet eller hærdet, -08 angiver for indsætningsstål også tilstanden, ubehandlet. Andre normer Werkstoff-nummer I de tysktalende lande anvendes der ikke SS nummeret. Her anvendes betegnelsen Werkstoff nummern, forkortes til W-nr., som er en tysk normbetegnelse. W-nr. består af et 5-cifret tal, W-nr. 1-1191. Det første tal, l, er også her hoved gruppenummeret, Hauptgruppenummern, fælles for jern og stål, hvorfor det i nogle kataloger undlades. De to efterfølgende cifre, W-nr. 1-1191. Er et artsklassenummer. De to sidste W-nr. 1-1191 er artsnumre. Der tilføjes også i enkelte tilfælde 2 tilstandstal til W-nr. side 6 / 8

Leveringstilstand Fremstillingsmetode Når stålet fremstilles, bliver det formet til blokke eller stænger, medens det e1utnu er:glø1end'e ved smedning (i store smedepressere) eller ved valsning (i valsestole). I nogle tilfælde valses stålet fra udgangsmaterialet, stålblokke på 800 til1300 C, direkte ned til det ønskede tværsnit og benævnes da varmvalset. Det fremtræder da med en kraftig glødeskal, valsehud, der skal fjernes, før stålet kan anvendes. Generelt kan siges, at glødeskallen er tykkere, jo større dimensionen er. Tilstanden betegnes som naturhård. Glødet Glødning er en varmebehandling, hvorved det tilstræbes at få stålet blødere, at fjerne spændinger og at give stålet en bestemt tilstand, struktur. Glødning anvendes på stålværkerne for at opnå de ønskede stålkvaliteter. Man skelner mellem forskellige glødninger. Normalisering af stål Ved normalisering af stål opvarmes det til en given temperatur. Temperaturen ligger lidt over den linje, der kaldes GSK-linjen i det såkaldte jernkulstofdiagram, men den opgives normalt også i brochurer over det givne stål. Stålet gennemvarmes, og efter en kort holdetid afkøles det normalt ved fri køling, stillestående luft ved stuetemperatur. Det er mest ved konstruktionsstål, at der anvendes normalisering. Blødglødning eller udglødning Her opvarmes stålet til synlig "glødning", og der opnås fuldstændig udligning af indre spændinger, og stålet bliver overført til den mest bløde tilstand. Afspændingsglødning Efter en skrubbearbejdning bør værktøjsstål afspændingsglødes. Holdetiden er 2 timer, efter at hele detaljen har opnået temperaturen ca. 675 C og afkøling i ovn til ca. 500 C, derefter frit i luften. Afspændingsanløbning Ved afspændingsanløbning sker der en opvarmning til 20-30 C under sidste anløbstemperatur og en holdetid på l til 2 timer med efterfølgende afkøling, normalt i olie. Dette bør udføres så hurtigt som muligt efter bearbejdning eller brug af stålemnet Sejhærdning Hærdning efterfulgt af anløbning ved høj temperatur, 550 til 650 C, kaldes sejhærdning. side 7 / 8

Hærdning generelthærdning I bogstavelig forstand betyder hærdning en forøgelse af stålets hårdhed. Stål med under 0,3%C indhold regnes ikke for hærdbart. Hærdning af værktøjsstål udføres på et hærderi. Oplysninger, som hærderiet har behov for: Målændring ved hærdning Angivelse af stålkvalitet Angivelse af ønsket hårdhed Angivelse af ønsket overfladekvalitet Tilladelige målændringer Målene ændres altid ved hærdning. Spørgsmålet er bare, hvor meget de ændres og i hvilken retning. Dette er et problem, der altid bekymrer værktøjsmageren. Det er en god regel at afspændingsgløde værktøjet efter skrubbearbejdning for at udløse de spændinger, der er opstået ved den skærende bearbejdning. Derved kan målændringerne ved hærdning blive mindre. Målændring ved hærdning er opmålt på plader med dimensionerne l00 x l00 x 25 mm