UDDEHOLM CALDIE ®

UDDEHOLM CALDIE®
UDDEHOLM 081102.300 / TRYCKERI KNAPPEN, KARLSTAD 200811070
UDDEHOLM is the world’s leading supplier of tooling materials. This
is a position we have reached by improving our customers’ everyday
business. Long tradition combined with research and product development equips Uddeholm to solve any tooling problem that may arise.
It is a challenging process, but the goal is clear – to be your number one
partner and tool steel provider.
Our presence on every continent guarantees you the same high quality
wherever you are. ASSAB is our wholly-owned subsidiary and exclusive
sales channel, representing Uddeholm in various parts of the world.
Together we secure our position as the world’s leading supplier of
tooling materials. We act worldwide, so there is always an Uddeholm
or ASSAB representative close at hand to give local advice and support.
For us it is all a matter of trust – in long-term partnerships as well as in
developing new products. Trust is something you earn, every day.
For more information, please visit www.uddeholm.com, www.assab.com
or your local website.
CALDIE
HPS
Ogólne dane
Caldie jest chromowo-molibdenowo-wanadową
stopową do pracy na zimno cechującą się:
stalą
• Bardzo dobrą odpornością na wykruszanie i pękanie
• Dobrą odpornością na zużycie ścierne
• Wysoką twardością (>60HRC) po wysokim
odpuszczaniu
• Dobrą stabilnością wymiarową podczas obróbki cieplnej
i pracy
• Doskonałymi właściwościami hartowania skrośnego
• Dobrą obrabialnością i ścieralnością
• Doskonałą polerowalnością
• Dobrymi właściwościami obróbki powierzchniowej
• Dobrą odpornością na odpuszczanie wtórne
• Bardzo dobre właściwości WEDM
• Zastosowania inżynieryjne gdzie ze względu na
wykruszania / pękania konieczne są wysoka ciągliwość i
wytrzymałość.
Właściwości
Poniższe dane są reprezentatywne dla próbki pobranej z
środka prętów o wymiarach 203 x 80 i φ 102 mm. O ile nie
określono inaczej wszystkie próbki zostały zahartowane w
tempetaturze 1025°C (1875°F),hartowanie strumieniem
gazu w piecu próżniowym i odpuszczone dwukrotnie w
temperaturze 525°C (975°F) przez dwie godziny do
60-62 HRC.
WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE
C
0,7
Skład chemiczny %
Si
0,2
Mn
0,5
Cr
5,0
Mo
2,3
V
0,5
Stal hartowana i odpuszczana do 60-62 HRC.
Specyfikacja
standartowa
Brak odpowiedników
Temperatura
Stan dostawy
Zmiękczona do około 215 HB
Kod kolorystyczny
Biały / szary
Gęstość
kg/m3
lbs/in3
Współczynnik
sprężystości
MPA
psi
Współczynnik
rozszerzalności cieplnej
°C od 20°C
°F od 68°F
Przewodność cieplna
W/m °C
Btu in (ft2h°F)
Ciepło
J/kg °C
Btu /lb °F
Zastosowania
Stal Caldie jest odpowiednia dla krótkich i średnich serii
produkcyjnych gdzie wykruszanie i/lub pękanie są
dominującymi mechanizmami uszkodzeń oraz wszędzie tam
gdzie wysoka wytrzymałość na ściskanie (twardość powyżej
60 HRC) jest niezbędna. Czyni to Caldie doskonałym
rozwiązaniem dla poważnych zastosowań do pracy na
zimno, gdzie kombinacja twardości powyżej 60 HRC i
wysokiej odporności na pękanie jest najważniejsza np. do
wykrawania i formowania arkuszy stali o podwyższonej
wytrzymałości.
Stal Caldie jest także odpowiednia jako podłoże dla
zastosowań gdzie pokrywanie powierzchniowe jest
pożądane lub konieczne.
Przykłady
Do pracy na zimno
• Wykrawanie gdzie wysoka ciągliwość i wytrzymałość są
konieczne w zapobieganiu wykruszania/pękania
• Kucie na zimno i operacje formowania gdzie konieczna
jest kombinacja wysokiej wytrzymałości na ściskanie z
dobrą odpornością na wykruszanie/pękanie
• Noże maszynowe
• Szczęki płaskie do walcowania gwintów
• Podłoże do pokrywania powierzchniowego
20°C
(68°F)
200°C
(390°F)
400°C
(750°F)
7820
0,282
-
-
213 000
31,2 x 106
192 000
27,8 x 106
180 000
26,1 x 106
-
11,6 x 10-6
6,4 x 10-6
12,4 x 10-6
6,9 x 10-6
-
24
174
28
195
460
0,11
-
-
ODPORNOŚĆ NA ŚCISKANIE
Poniższa tabela przedstawia średnią odporność na
ściskanie do twardości.
Twardość
HRC
58
60
61
Odporność na ściskanie
Rc0,2 (MPA)
2230
2350
2430
2
CALDIE
ODPORNOŚĆ NA WYKRUSZANIE
Poniższy wykres przedstawia odporność na wykruszanie dla
stali Caldie, AISI A2 i AISI D2.
ODPRĘŻANIE
Po obróbce zgrubnej narzędzie powinno zostać nagrzane
do 650°C (1200°F), przy czasie utrzymywania 2 godziny.
Schładzać powoli do 500°C (930°F), a następnie na
powietrzu.
HARTOWANIE
Temperatura podgrzewania: 600-650°C (1100-1200°F) i
850-900°C (1560-1650°F) podczas hartowania.
Temperatura austenityzacji: 1000-1025°C (1830-1875°F),
zazwyczaj 1020°C (1870°F).
Czas wytrzymywania: 30 minut.
Należy zabezpieczyć narzędzie przed odwęgleniem i
utlenieniem podczas hartowania.
ŚRODKI HARTOWNICZE
Obróbka cieplna
WYŻARZANIE ZMIĘKCZAJĄCE
Należy zabezpieczyć stal i nagrzać do 820°C (1510°F).
Następnie schładzać w piecu o 10°C/h (20°F/h) do 650°C
(1200°F), a następnie na powietrzu.
3
• Szybkobieżny gaz / obieg powietrza
• Piec próżniowy z gazem szybkobieżnym o
wystarczającym nadciśnieniu
• Kąpiel hartowania stopniowego w temperaturze
500-550°C (930-1020°F)
• Kąpiel hartowania stopniowego w temperaturze
200-350°C (390-660°F)
Uwaga: Narzędzie odpuszczamy z chwilą osiągnięcia
temperatury około 50-70°C (120-160°F).
CALDIE
ODPUSZCZANIE
Należy dobrać temperaturę odpuszczania w zależności od
wymaganej twardości w oparciu o poniższe wykresy
odpuszczania.
Odpuszczać przynajmniej dwa razy stosując przy tym
natychmiastowe chłodzenie do temperatury pokojowej.
Najniższa temperatura odpuszczania wynosi 525°C
(980°F). Minimalny czas utrzymywania w temperaturze
wynosi 2 godziny.
66
66
64
64
62
62
60
60
58
58
56
56
54
54
52
52
4
CALDIE
Twardość, wielkość ziarna i austenit szczątkowy jako
funkcja temperatury austenityzacji
Obróbka powierzchniowa
Stale narzędziowe mogą zostać poddane obróbce
powierzchniowej w celu zredukowania tarcia i podniesienia
odporności na ścieranie. Najpopularniejszymi metodami
obróbki jest azotowanie i nakładanie powłok z odpornych na
ścieranie warstw nanoszonych w procesach PVD i CVD.
Wysoka twardość i ciągliwość w połączeniu z odpornością
na zmiany wymiarowe czyni Caldie odpowiednim podłożem
do nanoszenia różnych powłok.
AZOTOWANIE I CYJANOWANIE
W wyniku azotowania i cyjanowania gazowego powstaje
twarda warstwa powierzchniowa, która jest bardzo odporna
na zużycie i erozję.
Twardość powierzchni po azotowaniu wynosi około
1000-1200 HV0,2 kg. Grubość powłoki powinna być dobrana
do danego zastosowania.
OSADZANIE FIZYCZNE Z FAZY GAZOWEJ (PVD)
ZMIANY WYMIAROWE
Zmiany wymiarowe zostały zmierzone po austenityzacji w
temperaturze 1020°C (1870°F)/30 min poprzedzone
hartowaniem w strumieniu gazu N2 przy chłodzeniu
1,1°C/s pomiędzy 800-500°C (1470-930°F) w komorze
pieca próżniowego.
Wymiary próbki: 100 x 100 x 100 mm (3,9 x 3,9 x 3,9 cala)
Osadzanie fizyczne z fazy gazowej (PVD) to metoda
nakładania warstwy odpornej na zużycie w przedziale
temperatur 200-500°C (390-930°F).
OSADZANIE CHEMICZNE Z FAZY GAZOWEJ (CVD)
Osadzanie chemiczne z fazy gazowej (CVD) stosowane jest
do pokrywania warstwami odpornymi na zużycie w
temperaturze około 1000°C (1830°F).
Spawanie
Dobre wyniki spawania stali można uzyskać jeśli zostaną
zachowane odpowiednie środki ostrożności podczas
operacji spawania.
• Łączone materiały powinny być właściwie przygotowane
• Spawania naprawcze powinny być przeprowadzone w
podwyższonej temperaturze. Nanieść dwie pierwsze
powłoki elektrodą tej samej grubości i/lub prądem.
• Należy zawsze trzymać jak najkrótszą długość łuku.
Elektroda winna być przyłożona pod kątem 90° do
materiałów spawanych w celu zminimalizowania
podtopienia. Elektroda powinna być trzymana pod
kątem 75-80° w kierunku spawania.
• Dla dużych napraw, należy spawać początkowe warstwy
z materiałem dodatkowym (buforowanie warstwy)
5
CALDIE
Zalecane parametry obróbki
skrawaniem
Spoiwo
TIG materiały pomocnicze do spawania
Materiał pomocniczy
Twardość po spawaniu
Typ AWS ER312
UTP ADUR 600
UTP A696
300 HB(dla powłok buforowanych)
55-58 HRC
60-64 HRC
MMA (SMAW) materiały pomocnicze do spawania
Materiał pomocniczy
Twardość po spawaniu
Typ AWS E312
300 HB
(dla powłok buforowanych)
55-58 HRC
60-64 HRC
55-58 HRC
UTP 67S
UTP 69
UTP 7362
TEMPERATURA PREHARTOWANIA
Temperatura narzędzia podczas całego procesu spawania
powinna być utrzymana na równym poziomie.
Twardość
Temperatura
podgrzewania
Max. Temper.
warstwy
pośredniej
Zmiękczone
215 HB
Utwardzone
54-61 HRC
250°C (480°F)
250°C (480°F)
400°C (750°F)
400°C (750°F)
Wartości podane poniżej to przybliżenia, które powinny
zostać dopasowane do lokalnych warunków. Bardziej
szczegółowe informacje można znaleźć w broszurze
Uddeholm „Parametry obróbki skrawaniem”.
Stan dostawy: Zmiękczone do około 220 HB
TOCZENIE
Parametry obróbki
Szybkość
skrawania
(vc)
Posuw (f)
Głębokość
cięcia (ap)
mm
Kategoria
węglika
m/min
f.p.m.
mm/obr.
i.p.r.
mm
cal
Obróbka narzędziami z
węglikiem spiekanym
Skrawanie
narzę. ze stali
szybkotnącej
Skrawanie
precyzyjne
Zgrubna
Precyzyjna
140-190
460-620
190-240
620-785
15-20
50-65
0,2-0,4
0,008-0,016
2-4
0,08-0,16
0,05-0,2
0,002-0,008
0,5-2
0,02-0,08
0,05-0,3
0,002-0,012
0,5-3
0,02-0,12
P20-P40
C6-C5
Pokryte
węglikiem
P10
C7
Pokryte
węglikiem lub
ceramiką
-
ISO
Mniejsze naprawy mogą być przeprowadzone w
temperaturze pokojowej metodą TIG.
OBRÓBKA CIEPLNA PO SPAWNAIU
Twardość
Szybkość
chłodzenia
Obróbka cieplna
Zmiękczone
Utwardzone
215 HB
58-61 HRC
20-40°C (40-80°F)/h przez pierwsze 2
godziny potem na wolnym powietrzu
< 70°C (160°F)
Zmiękczanie
Odpuszczanie
Hartowanie
510°C (950°F), 2h
odpuszczanie
Bardziej szczegółowe informacje dotyczące spawania
można znaleźć w broszurze Uddeholm „Spawanie stali
narzędziowych”.
HARTOWANIE PŁOMIENIOWE
Należy użyć sprzęt acetylenowo tlenowy o wydajności 8001250 l/h. Ciśnienie tlenu 2,5 bar, ciśnienie acetylenu 1,5 bar.
Wyregulować do naturalnego płomienia.
Temperatura: 980-1020°C (1795-1870°F). Chłodzenie na
powietrzu.
Twardość powierzchni wynosi 58-62HRC i 41 HRC (400
HB) przy głębokości 2,5-3 mm (0,10”-0,12”).
FREZOWANIE
Frezowanie czołowe oraz frezowanie czołowe nożem
kwadratowym
Parametry obróbki skrawaniem
Szybkość
skrawania (vc)
m/min
f.p.m
Posuw (fz)
mm/ząb
cal/ząb
mm
cale
Głębokość
skrawania (ap)
Kategoria
węglika
ISO
Obróbka narzędziami z węglika
Zgrubna
Precyzyjna
130-160
430-525
160-200
525-656
0,20-0,40
0,008-0,016
2-4
0,08-0,16
0,1-0,2
0,004-0,008
0,5-2
0,02-0,08
P20-P40
C6-C5
Pokryte
węglikiem
P10-20
C7-C6
Pokryte
węglikiem lub
ceramiką
6
CALDIE
Frezowanie walcowo-czołowe
Parametry
obróbki
skrawaniem
Szybkość
skrawania (vc)
m/min
f.p.m.
Posuw (fz)
mm/ząb
cal/ząb
Kategoria
obróbki
ISO
1)
2)
Rodzaj frezu walcowo-czołowego
Stały węglik
Wkładka z
Narzędzia ze
węglików
stali
szybkotnącej
110-140
360-460
100-140
330-460
18-231)
60-751)
0,01-0,202)
0,0003-0,0082)
0,06-0,202)
0,002-0,0082)
0,01-0,302)
0,0003-0,0122)
-
P20-P30
C6-C5
-
Dla frezów ze stali szybkotnącej vc = 32-38 m/min (105-125 f.p.m).
Zależy od średnicy wiertła
WIERCENIE
Wiertła kręte ze stali szybkotnącej
Średnica wiertła
Szybkość
Posuw (f)
skrawania (vc)
mm
cale
m/min
f.p.m.
mm/obr.
i.p.r.
-5
-3/16
15-20*
49-66*
0,05-0,10
0,002-0,004
5-10
3/16-3/8
15-20*
49-66*
0,10-0,20
0,004-0,008
10-15
3/8-5/8
15-20*
49-66*
0,20-0,30
0,008-0,012
15-20
5/8-3/4
15-20*
49-66*
0,30-0,35
0,012-0,014
1) Dla wierteł ze stali szybkotnącej vc = 35-40 m/min (110-130 f.p.m).
Wiertła z węglika
Parametry
obróbki
skrawaniem
Rodzaj wiertła
Stały węglik
Wymienne
Nakładka z
węglików
spiekanych1)
Szybkość
skrawania (vc)
m/min
160-200
110-140
60-90
f.p.m.
525-655
360-460
19-295
Posuw (fz)
mm/obr.
0,10-0,252)
0,15-0,252)
0,05-0,152)
i.p.r.
0,002-0,0062)
0,004-0,012)
0,006-0,012)
1) Wiertło z wewnętrznymi kanalikami chłodzącymi i nakładką z węglików
spiekanych.
2) Zależy od średnicy wiertła
SZLIFOWANIE
Ogólne zalecenia dotyczące tarcz szlifierskich podano
poniżej. Dodatkowe informacje znajdują się w publikacji
Uddeholm „Szlifowanie stali narzędziowej”.
Zalecenia dotyczące ściernic
Rodzaj szlifowania
Szlifowanie czołem ściernicy ściernica prosta
Szlifowanie czołem ściernicy segmenty
Szlifowanie wałków
Szlifowanie otworów
Szlifowanie profilowe
7
Stal po miękkim
wyżarzaniu
Po hartowaniu
A 46 HV
A 46 HV
A 24 GV
A 36 GV
A 60 KV
A 46 JV
A 100 KV
A 60 KV
A 60 IV
A 120 JV
Obróbka elektroiskrowa (EDM)
Jeżeli proces obróbki elektroiskrowej (EDM) odbywa się na
materiale zahartowanym i odpuszczonym, wtedy należy
zakończyć proces „precyzyjną obróbką iskrową”, tj. prądem
o niskim napięciu i wysokiej częstotliwości.
W celu otrzymania optymalnych wyników powierzchnia
poddana obróbce elektroiskrowej powinna zostać
przeszlifowana / wypolerowana a narzędzie powinno zostać
poddane ponownemu odpuszczaniu w temperaturze 25°C
(50°F) niższej niż oryginalna temperatura odpuszczania.
Dodatkowe informacje można znaleźć w publikacji
Uddeholm „Obróbka elektroiskrowa stali.
Spawanie
Wyniki spawania są akceptowalne dopóki zachowane są
właściwe środki ostrożności podczas: przygotowania
spoiwa, przygotowania materiałów pomocniczych,
podgrzania narzędzia, kontrolowania procesu schładzania
narzędzia i procesach obróbki cieplnej po spawaniu.
Powyższe wskazówki są najważniejszymi elementami w
procesie spawania.
Bardziej szczegółowe informacje znaleźć można w
broszurze Uddeholm pt. „Spawanie stali narzędziowych”.
Metoda spawania
Temperatura
podgrzewania
Spoiwo
TIG
200-250°C
390-485°F
UTP A696
UTP ADUR600
UTP 73G2
MMA
200-250°C
390-485°F
UTP 69
UTP 67S
UTP 73G2
Maksymalna
350 °C
350 °C
temperatura warstwy
(660°F)
(660°F)
pośredniej
20-40 °C/h (40-80°F/h) przez pierwsze 2
Chłodzenie po
spawaniu
godziny, później na wolnym powietrzu
Twardość po
54-62 HRC
55-62 HRC
spawaniu
Obróbka cieplna po spawaniu
W stanie po
Odpuszczać w temperaturze 510°C (950°F)
hartowaniu
przez 2 godziny.
W stanie po
Wyżarzanie zmiękczające według broszury
wyżarzaniu
„Zalecenia odnośnie hartowania”
zmiękczającym
CALDIE
Względne porównanie
stali narzędziowych Uddeholm do pracy na zimno
WŁAŚCIWOŚCI MATERIAŁU I ODPORNOŚĆ NA RÓŻNE MECHANIZMY USZKODZEŃ
Szczegółowe informacje
Prosimy o kontakt z lokalnym biurem Uddeholm w celu
uzyskania dodatkowych informacji dotyczących doboru,
obróbki cieplnej, zastosowań i dostępności stali
narzędziowych Uddeholm.
8