ORVAR SUPREME Warmarbeitsstahl

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1 K ENNDATEN VON WERKZEUGSTÄHLEN ORVAR Warmarbeitsstahl Überall, wo Werkzeuge hergestellt und verwendet werden

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 ORVAR ist ein Chrom-Molybdän- Vanadin-legierter Warmarbeitsstahl, charakterisiert durch: Sehr gute Beständigkeit gegen plötzliche Temperaturwechsel und Warmrißbildung Gute Warmfestigkeit Ausgezeichnete Zähigkeit und Duktilität in Längs- und Querrichtungen Gute Zerspanbarkeit und Polierbarkeit Ausgezeichnete Durchhärtungseigenschaften Geringen Härteverzug. Richt- C Si Mn Cr Mo V analyse % 0,39 1,0 0,4 5,2 1,4 0,9 Norm W.-Nr , Premium AISI H13 Lieferzustand Weichgeglüht auf ca. 180 HB Farbkennzeichnung Orange HÖHERE LEBENSDAUER DER WERKZEUGE Die Bezeichnung beinhaltet, daß der Stahl durch spezielle Herstellungsverfahren und genaue Prozeßkontrollen einen hohen Reinheitsgrad und ein sehr feines Gefüge erhält. Darüber hinaus zeigt ORVAR im Vergleich zu konventionell hergestelltem Stahl des Typs W.-Nr wesentlich besseres isotropisches Verhalten. Dieses verbesserte isotropische Verhalten ist von besonderer Bedeutung bei Werkzeugen, die besonders hohen mechanischen und thermischen Spannungen ausgesetzt werden, z.b. Druckgießformen, Schmiedewerkzeuge und Strangpreßwerkzeuge. In der Praxis bedeutet dies, daß Werkzeuge bei einer etwas höheren Härte (+1 bis 2 HRC) eingesetzt werden können, ohne daß die Zähigkeit herabgesetzt wird. Da eine höhere Gebrauchshärte die Bildung von Warmrissen verringert, ist auch eine höhere Lebensdauer des Werkzeugs zu erwarten. ORVAR erfüllt die North American Diecasting Association (NADCA) Spezifikation # für Hochleistungs-Warmarbeitsstahl des Typs H-13. Verwendung DRUCKGIEßFORMEN Zinn-, Blei-, Aluminium-, Kupfer- Zinklegie- Magnesium- legierungen rungen legierungen Formteil HRC HRC HRC Formeneinsätze (QRO 90S) Einsätze, Kerne (QRO 90S) Eingußteile (QRO 90S) Mundstücke (QRO 90S) Auswerfer (nitriert) Druckkolben, Druckkammer (normalerweise nitriert) (QRO 90S) Austenitisierungstemperatur C C STRANGPREßWERKZEUGE Aluminium-, Magnesium- Kupfer- Rostfreier legierungen legierungen Stahl Formteil HRC HRC HRC Matrizen Stützwerkzeuge, Matrizenhalter, Büchsen, Preßscheiben, Stempel Austenitisierungstemperatur C C WERKZEUGE FÜR WARMPRESSEN Austenitisierungs- Härte Werkstoff temperatur HRC Aluminium, Magnesium C Kupferlegierungen C Stahl C 50 3

4 KUNSTSTOFFORMEN Austenitisierungs- Härte Formteil temperatur HRC Spritzgießformen C Anlassen bei 250 C ANDERE ANWENDUNGSGEBIETE Austenitisierungs- Härte Anwendung temperatur HRC Hochbeanspruchte Kaltarbeitswerkzeuge für Lochen, Schrott C scheren Anlassen bei 250 C Warmscheren C Anlassen bei 1) 250 C oder ) C Schrumpfringe (z.b. für Hartmetallwerk C zeuge) Anlassen bei C Verschleißbeständige C Kern Teile Anlassen bei 575 C Nitrieren Oberfläche ~1000HV 1 Eigenschaften Alle Proben wurden aus der Mitte eines 7 x 127 mm Stabes entnommen. Sie sind von 1025 C nach 30 min. Haltedauer an Luft gehärtet und zweimal bei 610 C je 2 Std. lang angelassen worden. Die Härte betrug 45 ±1 HRC. MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN Ungefähre Zugfestigkeitswerte bei Raumtemperatur. Härte 52 HRC 45 HRC Bruchfestigkeit 1820 MPa 1420 MPa Rm 185 kp/mm kp/mm 2 Streckgrenze 1520 MPa 1280 MPa Rp0,2 155 kp/mm kp/mm 2 Veränderung der Warmfestigkeit mit steigender Temperatur Längsrichtung. Rm, Rp0,2 MPa Einfluß von Temperatur und Haltezeit auf die Härte und Zähigkeit Härte, HRC Rp0,2 Z Rm 500 C A5, Z % A C Prüftemperatur C PHYSIKALISCHE DATEN Werte bei Raumtemperatur und erhöhten Temperaturen. Temperatur 20 C 0 C 600 C Dichte kg/m Elastizitätsmodul N/mm Wärmeausdehnungskoeffizient pro C von 20 C 12,6 x ,2 x 10-6 Wärmeleitfähigkeit W/m C C 650 C Zeit, Stunden (h) 4

5 Einfluß der Prüftemperatur auf die Kerbschlagzähigkeit Charpy V Proben, Proben in Dickenrichtung entnommen. Kerbschlagzähigkeit, J HRC C Prüftemperatur C Wärmebehandlung allgemeine Empfehlungen WEICHGLÜHEN Den Stahl vor Oxidation schützen und auf 850 C durchwärmen. Dann im Ofen um ca. 10 C pro Stunde bis auf 650 C und anschließend an der Luft abkühlen. SPANNUNGSARMGLÜHEN Nach der Grobzerspanung soll das Werkzeug auf 650 C durchgewärmt und 2 h auf dieser Temperatur gehalten werden. Langsam im Ofen auf 500 C und anschließend an der Luft abkühlen. HÄRTEN Vorwärmtemperatur: C. Normalerweise wird in 2 Stufen vorgewärmt. Austenitisierungstemperatur: C, normalerweise C. Temperatur Haltedauer* C Min. Ansprungshärte ±2 HRC ±2 HRC Haltedauer = Zeitspanne des Haltens auf Austenitisierungstemperatur, beginnend mit dem Erreichen dieser Temperatur im Werkzeugkern. Während des Austenitisierens muß das Werkzeug vor Entkohlung und Oxidation geschützt werden. ZTU-Schaubild Austenitisierungstemperatur 1020 C. Haltedauer 30 Minuten. C M S M f Karbide Martensit Perlit Bainit Sekunden Minuten Stunden 0,2 1, Luftabkühlung von Stäbe, Ø mm A C3 9 C A C1 8 C Kurve Härte T No. HV 10 (Sek.)

6 ABSCHRECKMITTEL Inertgas/Luft mit hoher Geschwindigkeit Vakuum (Inertgas mit hoher Durchflutungsgeschwindigkeit und genügend Überdruck), falls übermäßiger Verzug und Abschreckspannungsrisse auftreten können. Warmbad (Salz oder Wirbelbett) bei C, anschließend Abkühlung an der Luft Warmbad (Salz oder Wirbelbett) bei ca C, anschließend Abkühlung an der Luft Warmes Öl. Anm.1: Der Abschreckvorgang sollte bei C unterbrochen und das Werkzeug dann sofort angelassen werden. Anm. 2: Optimale Eigenschaften im Werkzeug werden erzielt bei einer möglichst schroffen Abschreckung. Die Abschreckung soll jedoch nicht so schroff sein, daß sie zu einem übermäßigen Verzug oder zur Rißbildung führt. Veränderung der Härte, Korngröße und des Restaustenits in Abhängigkeit von der Austenitisierungstemperatur. 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 250 C. Die Mindesthaltezeit beträgt 2 h. Um Anlaßsprödigkeit zu vermeiden, soll im Bereich C nicht angelassen werden (siehe Anlaßdiagramm). Anlaßdiagramm Härte, HRC C Austenitisierungstemp C 1025 C Restaustenit % Korngröße Härte ASTM HRC Korngröße Restaustenit % 35 Restaustenit Härte C Anlaßtemperatur (2h + 2h) Restaustenit Austenitisierungstemperatur C 6

7 Ungefähre Kerbschlagzähigkeitswerte für verschiedene Anlaßtemperaturen. Charpy V Proben, Proben in Dickenrichtung entnommen. Kerbschlagzähigkeit KV Joule C Anlaßtemperatur (2h + 2h) Ein Anlassen im Temperaturbereich von C wird normalerweise wegen der Anlaßsprödigkeit nicht empfohlen. MAßÄNDERUNGEN WÄHREND DES HÄRTENS Probenplatten 100 x 100 x 25 mm. Abschreckmedium Breite Länge Dicke % % % Öl Min. 0,08 0,06 ± C Max. 0,15 0,16 +0,30 Luft Min. 0,02 0,05 ± C Max. +0,03 +0,02 +0,05 Vakuum/Inertgas Min. +0,01 0,02 +0, Max. +0,02 0,04 +0,12 NITRIEREN UND NITROKARBURIEREN Durch Nitrieren entsteht eine harte Randschicht, die sehr verschleißfest ist. Die Nitrierschicht ist jedoch sehr spröde und kann reißen oder abplatzen, wenn sie Schlagbeanspruchungen oder plötzlichen Temperaturwechseln ausgesetzt wird. Je dicker die Schicht ist, desto größer ist das Risiko. Vor dem Nitrieren sollte das Werkzeug gehärtet und dann angelassen werden bei einer Temperatur, die mindestens 50 C über der Nitriertemperatur liegt. Nitrieren in Ammoniakgas bei 510 C oder Plasmanitrieren in einer 75% Wasserstoff/25% Stickstoff- Gasmischung bei 480 C ergibt jeweils eine Oberflächenhärte von ~1100 HV0,2. Im allgemeinen wird das Plasmanitrieren bevorzugt, da das N2-Potential genauer eingestellt werden kann; insbesondere kann vermieden werden, daß sich die sogenannte weiße Schicht bildet diese Schicht ist besonders unerwünscht bei Warmarbeitswerkzeugen. Ein sorgfältig ausgeführtes Gasnitrieren kann jedoch auch gute Ergebnisse erzielen. ORVAR kann auch in einem speziellen Salzbad oder Gas nitrokarburiert werden. Dadurch wird eine Oberflächenhärte von HV 0,2 erreicht. NITRIERTIEFE Prozeß Zeit, Stunden Nitriertiefe, mm Gasnitrieren 10 h 0,12 bei 510 C 30 h 0,20 Plasmanitrieren 10 h 0,12 bei 480 C 30 h 0,18 Nitrokarburieren im Gas bei 580 C 2,5 h 0,11 im Salzbad bei 580 C 1 h 0,06 Maßänderung % +0,12 +0,08 +0,04 0 0,04 0,08 0,12 MAßÄNDERUNGEN WÄHREND DES ANLASSENS C Anlaßtemperatur (1h + 1h) Eine Nitriertiefe >0,3 mm wird für Warmarbeitswerkzeuge nicht empfohlen. ORVAR kann auch im weichgeglühten Zustand nitriert werden. Die Härte und Nitriertiefe sind dann jedoch etwas geringer. Anmerkung: Die Maßänderungen nach dem Härten und nach dem Anlassen sind zu addieren. 7

8 Empfohlene Zerspanbarkeitsdaten Die unterstehenden Zerspanbarkeitsdaten sind Richtwerte und müssen den jeweiligen örtlichen Voraussetzungen angepaßt werden. DREHEN Drehen mit mit Drehen mit Hartmetall Schnellarbeitsstahl Schnittparameter Schruppen Schlichten Schlichten Schnittgeschwindigkeit (v c ) m/min Vorschub (f) mm/u 0,3 0,6 0,3 0,3 Schnittiefe (a p ) mm Bearbeitungsgruppe ISO P20 P30 P10 beschichtetes beschichtetes Hartmetall Hartmetall oder Cermet BOHREN Spiralbohrer aus Schnellarbeitsstahl SCHLEIFEN Allgemeine Schleifscheibenempfehlungen sind in der folgenden Tabelle zu finden. Weitere Informationen können der Uddeholm-Druckschrift,,Schleifen von Werkzeugstahl entnommen werden. Bohrerdurch- Schnittgemesser schwindigkeit v c Vorschub, f mm m/min mm/u 5 17* 0,08 0, * 0,20 0, * 0,30 0, * 0,35 0, * Für beschichtete Schnellarbeitsstähle v c ~24 m/min. Hartmetallbohrer Bohrertyp Kühlkanalbohrer Schnitt- Wende- Vollhart- mit Hartmetallparameter platten metall schneide 1) Schnittgeschwindigkeit (v c ), m/min Vorschub (f) mm/u 0,03 0,10 2) 0,10 0,25 2) 0,15 0,25 2) 1) Bohrer mit Kühlkanälen und einer angelöteten Hartmetallschneide. 2) Abhängig von Bohrerdurchmesser. FRÄSEN Plan- und Eckfräsen Fräsen mit Fräsen mit Hartmetall Schnell- Schnitt- arbeitsstahl parameter Schruppen Schlichten Schlichten Schnittgeschwindigkeit (v c ) m/min Vorschub (f z ) mm/zahn 0,2 0,4 0,1 0,2 0,1 Schnittiefe (a p ) mm Bearbeitungsgruppe ISO P20 P P10 P20 beschichtetes beschichtetes Hartmetall Hartmetall oder Cermet Schleifverfahren weichgeglüht gehärtet Umfangsschleifen A 46 HV A 46 GV Stirnschleifen (Segment) A 24 GV A 36 GV Außenrundschleifen A 46 LV A 60 JV Innenrundschleifen A 46 JV A 60 IV Profilschleifen A 100 LV A 120 JV Schaftfräsen Fräsertyp Fräser mit Schnitt- Vollhart- Wende- Schnellparameter metall schneidplatten arbeitsstahl Schnittgeschwindigkeit (v c ), m/min ) Vorschub (f z ) mm/zahn 0,03 0,20 2) 0,08 0,20 2) 0,05 0,35 2) Bearbeitungsgruppe ISO K10, P P20, P30 1) Für beschichtete Schnellarbeitsstähle v c ~45 m/min. 2) Abhängig von radialer Schnittiefe und von Fräserdurchmesser. 8

9 Schweißen Das Schweißen von Werkzeugstahl kann erfolgreich durchgeführt werden, wenn hierbei sorgfältig gearbeitet wird (erhöhte Arbeitstemperatur, Vorbereitung der Schweißnaht, Wahl des geeigneten Schweißzusatzwerkstoffes und Schweißverfahrens). Lichtbogenhand- Schweißmethode WIG schweißen Arbeitstemperatur C C Schweißzusatz- QRO 90 werkstoff TIG-WELD QRO 90 WELD Härte nach dem Schweißen HRC HRC Wärmebehandlung nach dem Schweißen Gehärteter Stahl Den Stahl bei einer Temperatur von 25 C unter der letztbenutzten Anlaßtemperatur anlassen. Weichgeglühter Stahl Den Stahl vor Oxidation schützen und auf 850 C durchwärmen. Dann im Ofen um ca 10 C pro Stunde bis auf 650 C und anschließend an der Luft abkühlen. Ausführlichere Informationen können der Uddeholm-Druckschrift,,Schweißen von Werkzeugstahl entnommen werden. Funkenerosive Bearbeitung Wenn der Stahl im gehärteten und angelassenen Zustand erodiert wird, sollte das Werkzeug anschließend etwa 25 C unter der letztbenutzten Anlaßtemperatur nochmals angelassen werden. Hartverchromen Nach dem Hartverchromen sollte das Teil wasserstoffarm geglüht werden, und zwar vier Stunden lang bei 180 C. Fotoätzung ORVAR ist besonders zum Narben durch das Fotoätzen geeignet. Ein homogener Gefügeaufbau und der geringe Schwefelgehalt garantieren eine genaue und reproduzierbare Abbildung. Polieren ORVAR weist eine gute Polierfähigkeit in gehärtetem und angelassenem Zustand auf. Nach dem Schleifen kann mit Diamantenpaste und Aluminiumoxid poliert werden. Typische Vorgehensweise: 1. Grobschleifen bis zu einer Korngröße von 180 bis Feinschleifen mit Schleifpapier oder Pulver bis Korngrößen von 0 bis Polieren mit 15 µm Diamantpaste mit weichem Holz oder Kunststoff. 4. Polieren mit 3 µm Diamantpaste auf weichem Holz oder Kunststoff. 5. Falls die Anforderungen an die Oberflächengüte besonders hoch sind, sollte 1 µm Diamantpaste als Poliermittel auf weichem Poliermittelträger verwandt werden. Weitere Informationen Bitte lassen Sie sich von Ihrer Uddeholm-Verkaufsstelle über die Auswahl, die Wärmebehandlung, die Anwendung und die Liefermöglichkeiten von Uddeholm-Werkzeugstählen informieren. 9

10 UDDEHOLM EUROPA BELGIEN UDDEHOLM N.V. Waterstraat 4 B-9160 Lokeren Telefon: Telefax: DEUTSCHLAND UDDEHOLM GmbH Hansaallee 321, D-549 Düsseldorf Telefon: Telefax: Niederlassungen und Läger UDDEHOLM GmbH Falkenstraße 21, D Bad Soden/TS. Telefon: Telefax: UDDEHOLM GmbH Robert Bosch Straße 8 D Ostfildern Nellingen Telefon: Telefax: Vertretungen RAVENÉ POSSEHL-STAHL AG Industriestraße 32-37, D Berlin 42 Telefon: Telefax: ESTLAND Silikatsiidi 7 EE-0012 Tallinn Telefon: , Telefax: FRANKREICH UDDEHOLM S.A. 12 Rue Mercier, Z.I. de Mitry-Compans F Mitry Mory Cedex Telefon: Telefax: Vertretung in Lyon UDDEHOLM S.A. 31 Rue Francine-Fromont Z.A. Est F Vaulx en Velin Telefon: Telefax: GRIECHENLAND UDDEHOLM STEEL TRADING COMPANY 20, Athinon Street, G-Piraeus 185 Telefon: / Telefax: SKLERO S.A. Steel Trading Comp. and Hardening Shop Frixou 11/Nikif. Ouranou G Thessaloniki Telefon: Telefax: GROSSBRITANNIEN UND IRLAND UDDEHOLM LIMITED European Business Park Oldbury Warley West Midlands B69 2BF Telefon: Telefax: London Dublin ITALIEN UDDEHOLM S.p.A. Via Palizzi, 90 I Milano Telefon: Telefax: LETTLAND AB Hospitalu iela 18, Riga LV-1013 Latvia Telefon: , Telefax: LITAUEN JETIS UAB Laisvés al. 30A 2 LT-3000 Kaunas Lithuania Leituva Telefon:/Telefax: NEDERLANDE UDDEHOLM B.V. Isolatorweg 30 NL-1014 AS Amsterdam Telefon: Telefax: POLEN UDDEHOLM TRADING AB Biuro Branzowe w Warszawie ul. Lektykarska 25 m. 18 A PL Warszawa Telefon: Telefax: PORTUGAL F RAMADA Aços e Industrias S.A. P.O. Box 10 P-3881 Ovar Codex Telefon: Telefax: SCHWEIZ HERTSCH & CIE AG General Wille Strasse 19 CH-8027 Zürich Telefon: Telefax: HANS KOHLER AG Claridenstrasse 20 CH-8002 Zürich Telefon: Telefax: SPANIEN UDDEHOLM S.A. Guifré E Badalona, Barcelona Telefon: Telefax: UDDEHOLM S.A. Barrio San Martín de Arteaga, 132 Pol.Ind. Torrelarragoiti E Zamudio (Bizkaia) Telefon: Telefax: UNGERN /BOK Ceglédi út 19. H-1107 Budapest Telefon/Telefax: ÖSTERREICH OSTEUROPA Bulgarien, Jugoslawien, Rumänien. SSB SWEEDSTEEL BAIER Ges. m.b.h. & Co KG Herzog-Ernst-Gasse 24 A-8600 Bruck/Mur Österreich Telefon: Telefax: UDDEHOLM NORDIC SCHWEDEN Aminogatan 25, S Mölndal Telefon: Telefax: Box 45 S Anderstorp Telefon: , Telefax: Box 148 S Eskilstuna Telefon: Telefax: Aminogatan 25 S Mölndal Telefon: Telefax: Låsbomsgatan S Linköping Telefon: Telefax: Bronsyxegatan 9B S Malmö Telefon: Telefax: (Stockholm) Box 148 S Eskilstuna Telefon: Telefax: Verkstadsgatan 18 S Växjö Telefon: Telefax: DÄNEMARK UDDEHOLM A/S Kokmose 8 Bramdrupdam DK-6000 Kolding Telefon: Telefax: FINLAND OY UDDEHOLM AB P.B. 8, SF Helsingfors 37 Telefon: Telefax: NORWEGEN UDDEHOLM A/S Jernkroken 18 Postboks 85 Kalbakken, N-Oslo 9 Telefon: Telefax: UDDEHOLM NORDAMERIKA USA UDDEHOLM CORPORATION 4902 Tollview Drive Rolling Meadows IL Telefon: Telefax: UDDEHOLM CORPORATION 548 Clayton Ct. Wood Dale IL Telefon: Telefax: UDDEHOLM CORPORATION 9331 Santa Fe Springs Road Santa Fe Springs, CA Telefon: Telefax: UDDEHOLM CORPORATION 7900 Hub Parkway Cleveland OH Telefon: Telefax: CANADA UDDEHOLM LIMITED 6659 Ordan Drive Mississauga, Ont. L5T 1K6 Telefon: Telefax: MEXICO ASSAB/Uddeholm de Mexico S.A. de C.V. Calle Ocho no 2, Letra "C" Fracc. Industrial Alce Blanco Naucalpan de Juarez Estado de Mexico Telefon: Telefax: ASSAB ASSAB INTERNATIONAL Gustavslundsvägen 151 G Hus 10, Alvik Box 413 S Stockholm, Sverige Telefon: Telefax: Tochtergesellschaften/Niederlassungen Argentina, Iran ASSAB PACIFIC ASSAB Pacific Pte. Ltd 171, Chin Swee Road No , San Centre Singapore 0316 Telefon: Telefax: Tochtergesellschaften/Niederlassungen JAPAN UDDEHOLM KK Skf Bldg. 7 F 1-9-1, Shiba Daimon Minato-Ku, Tokyo 105 Telefon: Telefax: HONG KONG ASSAB Steels (H.K.) Ltd Room Grand Central Plaza, Tower Shatin Rural Committee Road Shatin, N.T. Hong Kong Telefon: Telefax: KINA ASSAB Tooling (Beijing)Ltd. Plant 703, No. 3 Yongchang Beilu BDA., Beijing, China Telefon: +86 (0) Telefax: +86 (0) KOREA ASSAB Steels (Korea) Co Ltd C.P.O. Box 5196 Seoul Telefon: Telefax: MALAYSIA ASSAB Steels (Malaysia) Sdn Bhd Lot 19, Jalan Perusahaan Dua Batu Caves Industrial Estate Batu Caves, Selangor Telefon: Telefax: SINGAPORE ASSAB Steels Singapore (Pte) Ltd 21 Joo Koon Road Singapore Telefon: Telefax: TAIWAN ASSAB Steels (Taiwan) Ltd (No 112 Wu-Ku Ind. Area Wu-kong 1st Road) P O Box 17-93, Hsin Chuang Taipei Hsien Taiwan R O C Telefon: Telefax: THAILAND ASSAB Steels (Thailand) Co Ltd 9/8 Soi Sirichai Apartment Taeparak Road, K.M. 12 Bangplee Samutprakarn 105 Telefon: Telefax: ASSAB AUSTRALIA ASSAB Steels Pty. Ltd. 2 A Cambridge Street Box Hill, Vic 3128 Melbourne Telefon: Telefax: Tochtergesellschaften/Niederlassungen Sydney, Adelaide, Newcastle Perth, Brisbane, Launcestone KLARTEXT U Rev / Nermans Überall, wo Werkzeuge hergestellt und verwendet werden