F A C T S T O O L S T E E L ARNE. Kaltarbeitsstahl

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1 T O O L S T E E L ARNE Kaltarbeitsstahl F A C T S

2 Die Angaben in dieser Broschüre basieren auf unserem gegenwärtigen Wissensstand und vermitteln nur allgemeine Informationen über unsere Produkte und deren Anwendungsmöglichkeiten. Sie können nicht als Garantie ausgelegt werden weder für die spezifischen Eigenschaften der beschriebenen Produkte noch für die Eignung für die als Beispiel genannten Anwendungsmöglichkeiten. 2

3 Allgemeines ARNE ist ein Mn-Cr-W-legierter, ölhärtender Mehrzweckwerkzeugstahl mit vielseitiger Verwendungsmöglichkeit in der Kaltarbeit. Zu den Hauptmerkmalen zählen: gute Zerspanbarkeit gute Maßbeständigkeit beim Härten eine gute Kombination von hoher Oberflächenhärte und Zähigkeit nach dem Härten und Anlassen. Diese Eigenschaften zusammen ergeben einen Stahl, der bestens für die Herstellung von Werkzeugen mit guter Standzeit und niedrigen Betriebskosten geeignet ist. ARNE ist u.a. sowohl in warmgewalztem, vorbearbeitetem, feinbearbeitetem und feingeschliffenem Zustand als auch in Ring- und Hohlstangenform lieferbar. Verwendungsbereiche Werkzeuge für Werkstoffdicke HRC Schneiden Schneiden, Stanzen, bis zu 3 mm 6062 Lochen, Scheren, 36 mm 5660 Besäumen, Abgraten 610 mm 5456 Kaltscheren 5460 Abgrat- und Beschneidewerkzeuge warm 5860 für Schmiedeteile kalt 5658 Formen Biegen, Formstanzen, Tiefziehen, Ringwalzen, Drücken und Rolldrücken, 5662 kleine Prägestempel, 5660 Lehren und Meßwerkzeuge, Drehspitzen, Führungsbüchsen, Ausstoßer, kleine und mittlere Hochleistungsbohrer sowie Gewindebohrer, kleine Zahnräder, Kolben, Düsen und Nocken Eigenschaften PHYSIKALISCHE DATEN Gehärtet und angelassen auf 62 HRC. Werte bei Raumtemperatur und erhöhter Temperatur. Richt- C Mn Cr W V analyse % 0,95 1,1 0,6 0,6 0,1 Normen W.-Nr , AISI O1, Lieferzustand Weichgeglüht auf etwa 190 HB Farbkennzeichnung Gelb Temperatur 20 C 200 C 400 C Dichte kg/m Elastizitätsmodul N/mm kp/mm Wärmeausdehnungskoeffizient pro C ab 20 C 11,7 x ,4 x 10-6 Wärmeleitfähigkeit W/m C Spezifische Wärme J/kg C 460 DRUCKFESTIGKEIT Ungefähre Werte bei Raumtemperatur. Härte Rm Rc0,2 HRC N/mm 2 N/mm Abgrat- und Kantenformwerkzeug aus ARNE-Werkzeugstahl für Behälter aus 0,914 mm dicken rostfreien Blechen. Behältergröße 254 x 152 x 203 mm. 3

4 Wärmebehandlung WEICHGLÜHEN Den Stahl vor Oxidation schützen und auf 780 C durchwärmen; dann im Ofen um 15 C pro Stunde bis auf 650 C und anschließend an der Luft abkühlen. Veränderung der Härte, Korngröße und des Restaustenits in Abhängigkeit von der Austenitisierungstemperatur. Korngröße ASTM 10 Härte HRC Korngröße Restaustenit % SPANNUNGSARMGLÜHEN 8 66 Haltedauer 1h 40 Nach der Grobzerspanung sollte das Werkzeug auf 650 C durchgewärmt und 2 Stunden auf dieser Temperatur gehalten werden; dann langsam auf 500 C im Ofen und anschließend an der Luft abkühlen. HÄRTEN Vorwärmtemperatur: C Austenitisierungstemperatur: C Haltedauer 20 Min. Restaustenit C Härtetemperatur Härte vor Temperatur Haltedauer* dem Anlassen C Minuten HRC ca ca ca. 63 * Haltedauer = Zeitspanne des Haltens auf Austenitisierungstemperatur, beginnend mit dem Erreichen der Solltemperatur im Kern bis zur Einleitung des Abschreckvoranges. Während des Austenitisierens muß das Werkzeug vor Entkohlung und Oxidation geschützt werden. ANLASSEN Die Anlaßtemperatur kann je nach gewünschter Härte dem Anlaßdiagramm entnommen werden. Es soll zweimal angelassen werden mit einer Zwischenkühlung auf Raumtemperatur. Die niedrigste Anlaßtemperatur beträgt 180 C. Die Mindesthaltedauer beträgt 2 Stunden. ABSCHRECKEN Öl Warmbad bei C, anschließend Abkühlung an der Luft. Anmerkung: Das Werkzeug soll sofort angelassen werden, wenn eine Temperatur von 5070 C erreicht ist. Anlaßdiagramm Härte, HRC Restaustenit % Austenitisierungstemperatur C C Restaustenit C Anlaßtemperatur C 4

5 WARMBADHÄRTUNG Die Haltedauer im Warmbad je nach benutzter Austenitisierungstemperatur kann der folgenden Tabelle entnommen werden. Bei der anschließenden Abkühlung an der Luft soll die Temperatur des Werkzeugs nicht unter 5070 C sinken. Es soll dann sofort angelassen werden. Austeniti- Haltedauer Oberflächensierungs- Warmbad- im härte vor temperatur temperatur Warmbad dem Anlassen C C Min. HRC max. 5 64± max ± max ± max ±2 Maßänderung % +0,1 0-0,1 0,2 MAßÄNDERUNGEN NACH DEM ANLASSEN Anlaßtemperatur C MAßÄNDERUNGEN NACH DEM HÄRTEN Proben: Platten von 100 x 100 x 25 mm. Austenitisierungstemperatur: 830 C. Breite Länge Dicke Abschrecken % % % in Öl min. +0,03 +0,04 max. +0,10 +0,10 +0,02 im Warmbad min. +0,04 +0,06 max. +0,12 +0,12 +0,02 Anmerkung: Die Maßänderungen beim Härten und Anlassen sind zu addieren. Empfohlene Bearbeitungszugabe 0,25%. TIEFTEMPERATURBEHANDLUNG Teile, von denen eine maximale Maßstabilität verlangt wird, können tieftemperaturbehandelt bzw. künstlich gealtert werden, damit keine Volumenänderungen im Laufe der Zeit auftreten. Dies gilt für Meßwerkzeuge, z.b. Lehren sowie bestimmte Bauteile. Tieftemperaturbehandlung Unmittelbar nach dem Abschrecken sollte das Teil auf 70 bis 80 C tiefgekühlt werden Haltedauer 34 Stunden und anschließend angelassen oder gealtert werden. Die Tieftemperaturbehandlung steigert die Härte um 13 HRC. Bei komplizierteren Teilen ist diese Behandlung wegen der Rißgefahr nach Möglichkeit zu vermeiden. Altern Das Anlassen nach dem Abschrecken wird durch Alterung bei C ersetzt; die Haltedauer beträgt Stunden. Schnittwerkzeug aus feinbearbeitetem Werkzeugstahl der Qualität ARNE. 5

6 Empfohlene Schnittdaten Die untenstehenden Zerspanbarkeitsdaten sind Richtwerte und müssen den jeweilingen örtlichen Voraussetzungen angepasst werden. DREHEN Drehen mit Drehent mit Hartmetall Schnell- Schnitt- arbeitsstahl parametern Schruppen Schlichten Schlichten (v c ) m/min Vorschub (f) mm/u 0,30,6 0,3 0,3 Schnittiefe (a p ) mm Bearbeitungsgruppe ISO P20P30 P10 beschichtetes beschichtetes Hartmetall Hartmetall oder Cermet FRÄSEN Plan- und Eckfräsen Fräsen mit Fräsen mit Hartmetall Schnell- Schnitt- arbeitsstahl parametern Schruppen Schlichten Schlichten (v c ) m/min Vorschub (f z ) mm/zahn 0,20,4 0,10,2 0,1 Schnittiefe (a p ) mm Bearbeitungsgruppe ISO P20P40 P10P20 beschichtetes beschichtetes Hartmetall Hartmetall oder Cermet BOHREN Spiralbohrer aus Schnellarbeitsstahl Bohrerdurch- Schnittgeschwindig- Vorschub (f) messer, Ø mm keit (v c ), m/min mm/u 5 16* 0,080, * 0,200, * 0,300, * 0,350,40 * Für beschichtete Schnellarbeitsstähle v c ~22 m/min. Hartmetallbohrer Bohrertyp Kühkanalbohrer mit Schnitt- Wende- Vollhart- Hartmetallparametern platenbohrer metall schneide 1) (v c ) m/min Vorschub (f) mm/u 0,050,25 2) 0,100,25 2) 0,150,25 2) 1) Bohrer mit Kühlkanälen und einer angelöten Hartmetallschneide. 2) Abhängig von Bohrerdurchmesser. SCHLEIFEN Allgemeine Schleifscheibenempfehlungen sind in der Tabelle zu finden. Weitere Informationen können der Uddeholm-Druckschrift Schleifen von Werkzeugstahl entnommen werden. Empfohlene Schleifscheiben Schleifverfahren Weichgeglüht Gehärtet Planschleifen A 46 H V A 46 G V Planschleifen A 24 G V A 36 G V (Segment) Rundschliefen A 46 L V A 60 J V Innenschleifen A 46 J V A 60 I V Profilschleifen A 100 L V A 120 J V Schaftfräsen Fräsertyp Fräser mit Schnitt- Vollhart- Wendeschneid- Schnellparametern metall platten arbeitsstahl (v c ) m/min ) Vorschub (f z ) mm/zahn 0,030,2 2) 0,080,2 2) 0,050,35 2) Bearbeitungsgruppe ISO K20, P40 P20P30 1) Für beschichtete Schaftfräser aus Schnellarbeitsstahl v c 35 m/min. 2) Abhängig von radialer Schnittiefe und vom Fräserdurchmesser. 6

7 Schweißen Schweißen von Werkzeugstahl kann erfolgreich durchgeführt werden, wenn hierbei sorgfältig gearbeitet wird (Schweißen bei erhöhter Temperatur, sorgfältige Vorbereitung der Schweißnaht, Einsatz eines geeigneten Schweißzusatzwerkstoffes und Schweißverfahrens). Schweiß- Arbeits- Schweißzusatz- Härte nach methode temperatur werkstoff dem Schweißen Lichtbo C AWS E HB genhand- ESAB OK schweißen HRC UTP 67S HRC Castolin HRC Castolin N HRC WIG C AWS ER HB UTPA 67S HRC UTPA 73G HRC Castotig HRC Ausführlichere Informationen können der Uddeholm-Druckschrift Schweißen von Werkzeugstahl entommen werden. Funkenerosive Bearbeitung Wenn der Stahl im gehärteten und angelassenen Zustand funkenerosiv bearbeitet wird, sollte das Werkzeug anschließend nochmals bei einer Temperatur von ca. 25 C unter der letztbenutzten Anlaßtemperatur angelassen werden. Ausführlichere Informationen über funkenerosive Bearbeitung können der Uddeholm-Druckschrift Funkenerosive Bearbeitung von Werkzeugstählen entnommen werden. Ausführlichere Informationen Bitte lassen Sie sich von Ihrer Uddeholm-Verkaufsstelle über die Auswahl, die Wärmebehandlung und die Liefermöglichkeiten von Uddeholm- Werkzeugstählen informieren. Relativer Vergleich der Kaltarbeitsstähle von Uddeholm MATERIALEIGENSCHAFTEN UND WIDERSTAND GEGEN AUSFALLMECHANISMEN Uddeholm Marke W.-Nr Härte/ Widerstand gegen plastische Verformung Zerspanbarkeit Schleifbarkeit Maßbeständigkeit Abrasiver Verschleiß Adhäsiver Verschleiß Widerstand gegen Ermudungsrisse Ausbruche Totalbruch ARNE CALMAX RIGOR SVERKER 21 SVERKER 3 VANADIS 4 VANADIS 6 VANADIS 10 VANADIS