SCHNELL AR BEITS STAHL Pul ver me tall ur gisch her ge stellt HIGH SPEED STEEL pro du ced by powder-metallurgy methods

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1 SCHNELL AR BEITS STAHL Pul ver me tall ur gisch her ge stellt HIGH SPEED STEEL pro du ced by powder-metallurgy methods

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3 Qua li ta ti ver Ver gleich der wichtigsten Ei gen schafts merk ma le Qua li ta ti ve comparison of the ma jor steel pro per ties BÖH LER Mar ke / Gra de Warm här te Red hard ness Ver schleiß wi der stand Wear re sis tan ce Zä hig keit Toughness Schleif bar keit Grin da bi li ty Druck be last bar keit Com pres si ve strength S200 S400 S401 S404 S500 S600 S607 S700 S705 S390 MICROCLEAN S590 MICROCLEAN S690 MICROCLEAN S790 MICROCLEAN Die Tabelle soll einen An halt für die Aus wahl von Stäh len bieten. Sie kann jedoch die un - ter schied li chen Be an spru chungs ver hält - nisse für ver schie de ne Ein satz ge bie te nicht be rück sich ti gen. Unser technischer Beratungsdienst steht Ih nen für alle Fragen der Stahlverwendung und -verarbeitung je der zeit zur Ver fü gung. This table is in ten ded to fa ci li ta te the steel choi ce. It does not, however, take into ac count the va ri ous stress conditions im po sed by the dif fe rent ty pes of applica - tion. Our technical consultancy staff will be glad to assist you in any que stions concerning the use and pro ces sing of steels. 3

4 BÖHLER S390 MICROCLEAN wird pul ver me tall ur gisch hergestellt. Ausgehend von sei ge rungs frei en und ho mo ge nen Le gie rungs pul vern mit höch - stem Rein heits grad und ent spre chen der Kör nig keit wird in ei nem Dif fu sions pro zeß unter Druck und Tem pe ra tur ein homoge - ner, sei ge rungs frei er Schnell ar beits stahl mit prak tisch isotropen Ei gen schaf ten her - gestellt. BÖHLER S390 MI CRO CLE AN is produced by powder-metallurgy me - thods. Seg re ga ti on-free and homogeneous metal powders of highest purity and adequate granulation are pro ces sed to homoge - neous and seg re ga ti on-free high speed steels of virtually iso tro pic pro per ties in a dif fu si on process ta king pla ce at high pressures and tem pe ra tu res. Ver gleich der Kar bid ver tei lung und Kar bid grö ße (V = 100:1) Comparison of carbide distribution and carbide size (M = 100 x) Pul ver me tall ur gisch Powder-metallurgy material Kon ven tio nell Conventionally cast ma te ri al 4

5 Ei gen schaf ten Pul ver me tall ur gisch hergestellter Schnell - arbeitsstahl mit guter Warmhärte, Druckbe - lastbarkeit und Verschleißfestigkeit. Auf grund der PM-Technologie gute Zähig - keit und aus ge zeich ne te Ver ar beit bar keit, z.b. be ste Schleifbarkeit. Properties High speed steel produced by powder- me - tallurgy me thods with good red hard ness, com pres si ve strength and wear re sis tan ce. The PM tech no lo gy im parts to the material also ex cel lent toughness and machinability pro per ties, e.g. highly sa tis fac to ry grindabi - lity. Verwendung Ap pli ca tions Hoch lei stungs-zerspanungs-werkzeuge Nicht nur für die Be ar bei tung von Stahl, son dern auch von Nichteisenmetallwerk - stof fen, wie Nickelbasis- und Ti tan le gie run - gen. Heavy-duty machining tools Schneidräder sha per cut ters Ab wälz frä ser Not only for the machining of steels but also for nonferrous me tals such as ni ckel-base and titanium alloys hobs Allgemeine Frä ser milling cut ters Räumwerkzeuge aller Art broa ching tools of all types Maschinengewindebohrer taps Spi ral boh rer Ge win de streh ler Rei bah len Bi me tall sä ge bän der Werk zeu ge für höch ste Druck be last bar keit twist drills cha sing tools reamers bimetal strips for saw bla des Tools used under extreme compressive stres ses Z.B. Feinschneiden hoch fes ter Werk stof fe e.g. pre ci si on blan king tools for high-strength materials Schneid stem pel, Um forms tem pel Ma tri zen shaping pun ches dies Che mi sche Zusammensetzung Chemical ana ly sis (Anhaltswerte in %) (Aver age values, in %) C Cr Mo V W Co 1,60 4,80 2,00 5,00 10,50 8,00 5

6 Warmformgebung Hot forming Schmie den: 1150 bis 900 C Langsame Abkühlung im Ofen oder in wär - meisolierendem Ma te ri al. Forging: 1150 to 900 C (2102 to 1652 F) Slow cooling in furnace or in thermoinsula - ting ma te ri al. Wärmebehandlung Heat treatment Weich glü hen: 770 bis 840 C / 4 h / ge re gel te lang sa me Ofen ab küh lung (10 bis 20 C/h) bis 740 C / 2 h langsame Ofen ab küh lung. Härte nach dem Weich glü hen: max. 300 HB. Span nungs arm glü hen: 600 bis 650 C Langsame Ofen ab küh lung. Zum Span nungs ab bau nach um fang rei - cher Zer spa nung oder bei kom pli zier ten Werkzeugen. Haltedauer nach voll stän di - ger Durchwärmung 1-2 Stun den in neutra - ler Atmosphäre. Här ten: 1150 bis 1230 C Öl, Warmbad ( C), Vakuum Oberer Temperaturbereich für einfach geformte, unterer Temperaturbereich für schwierig geformte Werkzeuge. Bei Kaltarbeitswerkzeugen sind aus Zähig - keits grün den auch tiefere Härtetemperatu - ren von Bedeutung. Haltedauer nach mehrstufigem Vorwärmen und vollständigem Durchwärmen im Salzbad mindestens 80 Sekunden zur ausreichenden Karbidlösung, jedoch höchstens 150 Sekunden, um Werkstoffschädigungen durch Überzeiten zu vermeiden. In der Praxis arbeitet man mit der Verweildauer im Salzbad (früher Tauchzeit) = Erwärmdauer + Haltedauer auf Härtetemperatur. (siehe Verweildauer-Diagramm). Härtung in Vakuum ist ebenfalls möglich. Verweildauer ist abhängig von der Größe des Werkstückes und den Ofenparametern. Annealing: 770 to 840 C (1418 to 1544 F) / 4 h / control - led slow coo ling in furnace ( 10 to 20 C/h / (50 to 68 F/h) to 740 C / 2 h (1364 F/2 h ) cooling in fur na ce. Hardness after annealing: max. 300 Bri nell. Stress relieving: 600 to 650 C (1112 to 1202 F) Slow coo ling in fur na ce. To relieve stresses set up by extensive machining or in tools of in tri ca te shape. Af - ter through heating, hold in neut ral atmo - sphere for 1 to 2 hours. Har de ning: 1150 to 1230 C (2102 to 2246 F) Oil, salt bath (500 to 550 C (932 to 1022 F), vacuum. Upper temperature range for parts of simple shape, lower for parts of complex shape. For coldworking tools also lower temperatures are of inportance for higher toughness. Soaking time after heating up the whole section of a workpiece 80 seconds minimum is required for dissolving sufficient carbides. Maximum soaking time 150 seconds to avoid detriments by oversoaking. In practice instead of soaking time the time of exposure from placing the workpiece into the salth bath after preheating until removing (including the stages of heating to the specified surface temperature and of heating to the temperature throughout the whole section) is used. see immersion time diagrams. Vacuum hardening is possible. The time in the vacuum furnace depends on the relevant workpiece size and furnace parameters. 6

7 Ver weil dau er-diagramm (Salz bad) Austenitisierdauer (Haltedauer auf Här te tem pe ra tur): 80 Se kun den Sekunden Vor wär mung bei 550 C, 850 C und 1050 C. Immersion time chart (salt bath) Austenitising time (har de ning temperature) 80 se conds se conds Preheating at 550 C 1022 F), 850 C (1562 F) and 1050 C (1922 F). Wärmebehandlungsschema Heat treatment sequence 7

8 An las sen: Lang sa mes Er wär men auf Anlasstemperatur unmittelbar nach dem Härten / Ver - weil dau er im Ofen 1 Stun de je 20 mm Werk - stückdicke, je doch min de stens 2 Stun den / Luft ab küh lung (Haltedauer min de stens 1 Stun de). 1. Anlassen und 2. An las sen auf die ge - wünschte Ar beits här te. Richtwerte für die er reich ba re Här te nach dem An las sen bit ten wir Sie, dem Anlassschaubild zu ent neh men. 3. An las sen zum Entspannen C unter der höchsten Anlasstemperatur. Erreichbare Härte nach dem Anlassen: HRC. Tem pe ring: Slow hea ting to tem pe ring temperature im - mediately af ter har de ning/time in furnace: 1 hour for every 20 mm of workpiece thick - ness, but not less than 2 hours/ air cooling (minimum hol ding time: 1 hour). 1 st tem pe ring and 2 nd tempering to desired working hard ness. Average obtainable hard ness values are shown in the tempering chart. 3 rd tempering for stress re lie ving, C ( F) below hig hest tempe - ring temperature. Obtainable hard ness after tempering: HRC. An lass schau bild Tem pe ring chart Haltedauer 3 x 2 Stunden Probenquerschnitt: Vkt. 25 mm Aus te ni ti sie rung im Salz bad Här te tem pe ra tur: 1150 C C Hol ding time 3 x 2 houres Specimen size: squa re 25 mm Aus te ni ti sing in salt bath Hardening temperature: 1150 C (2102 F) C (2210 F) Ober flä chen be hand lung Ni trie ren: Für Bad-, Plasma- und Gas ni trie rung ge - eignet. Surface tre at ment Ni tri ding: Parts made from this steel can be bath, plas ma and gas ni tri ding. Beschichten Coating In be stimm ten Fäl len ist eine PVD-Beschichtung zu emp feh len. CVD-Beschichten ist eben falls möglich. PVD coating is re com men ded for certain ap pli ca tions. CVD coating can also be used. 8

9 ZTU-Schaubild für kon ti nu ier li che Abkühlung Con ti nu ous cooling CCT curves Chemische Zusammensetzung, in % C Si Mn P S Cr Mo Ni V W Co O Che mi cal analysis, in % 1,63 0,30 0,26 0,018 0,018 4,91 2,28 0,20 5,12 10,09 8,32 0,0041 Austenitisierungstemperatur: 1230 C Haltedauer: 180 Se kun den Härte in HV Gefügeanteile in % 0, Ab küh lungs pa ra me ter, d. h. Abkühlungsdauer von 800 C bis 500 C in s x 10-2 K 1.. während der Austenitisierung nicht gelöster Karbidanteil (16%) K 2... während der Ab küh lung von der Aus te ni tisierungstemperatur neu ge bil de ter Karbidanteil Austenitising tem pe ra tu re: 1230 C (2246 F) Hol ding time: 180 seconds Vickers hardness pha se percentages cooling pa ra me ter, i.e. duration of coo ling from C ( F) in s x 10-2 K 1... Carbides which are not dissolved du ring austenitising (16%) K 2... Carbides which are for med du ring coo lant from aus te ni ti sing temperature Gefügemengenschaubild Quan ti ta ti ve phase dia gram Ms-Ms... Bereich der Korngrenzenmartensitbildung Ms-Ms...Range of grain boun da ry martensite for ma ti on B...Bainit / Bainite Was ser ab küh lung / Water cooling Öl ab küh lung / Oil cooling - - Luft ab küh lung / Air coo ling 1... Werkstückrand / Edge or face 2... Werk stück zen trum / Core 3... Jominy Probe: Ab stand von der Stirn flä che 3... Jominy test: Dis tan ce from end 9

10 Druckfestigkeit Compressive strength Hartmetall Hard metall alloy 2000 Schnellarbeitsstahl High speed steel S390 MICROCLEAN 1000 Legierter Werkzeugstahl Alloyed tool steel 0 Legierter Werkzeugstahl Schnellarbeitsstahl S390 Microclean Hartmetall 10

11 Zähigkeit Toughness 11

12 Bearbeitungshinweise (Wär me be hand lungs zu stand weich ge glüht, Richt wer te) Dre hen mit Hartmetall Schnittiefe mm 0,5 bis 1 1 bis 4 4 bis 8 über 8 Vorschub mm/u 0,1 bis 0,3 0,2 bis 0,4 0,3 bis 0,6 0,5 bis 1,5 BÖH LE RIT- Hart me tall sor te SB10,SB20, SB10,SB20,EB10 SB30,EB20 SB30,SB40 ISO - Sorte P10,P20, P10,P20,M10 P30,M20 P30,P40 Schnitt ge schwin dig keit, m/min Wen de schneid plat ten Standzeit 15 min 210 bis bis bis bis 45 Gelötete Hartmetallwerkzeuge Standzeit 30 min 150 bis bis bis bis35 Be schich te te Wendeschneidplatten Standzeit 15 min BÖHLERIT ROY AL 121/ISO P20 bis 210 bis 180 bis 130 bis 80 BÖHLERIT ROY AL 131/ISO P35 bis 140 bis 140 bis 100 bis 60 Schneidwinkel für gelötete Hart me tall werk zeu ge Frei win kel 6 bis 8 6 bis 8 6 bis 8 6 bis 8 Spanwinkel 6 bis 12 6 bis 12 6 bis 12 6 bis 12 Nei gungs win kel Dre hen mit Schnell ar beits stahl Schnittiefe mm 0,5 3 6 Vorschub mm/u 0,1 0,4 0,8 BÖHLER/DIN-Sorte S700 / DIN S Schnitt ge schwin dig keit, m/min Standzeit 60 min 30 bis bis bis 10 Spanwinkel Frei win kel Nei gungs win kel Fräsen mit Mes ser köp fen Vorschub mm/zahn bis 0,2 0,2 bis 0,4 Schnitt ge schwin dig keit, m/min BÖHLERIT SBF / ISO P bis bis 60 BÖHLERIT SB40 / ISO P bis bis 40 BÖHLERIT ROY AL 131/ISO P bis 85 Bohren mit Hartmetall Bohrerdurchmesser mm 3 bis 8 8 bis bis 40 Vorschub mm/u 0,02 bis 0,05 0,05 bis 0,12 0,12 bis 0,18 BÖHLERIT / ISO-Hartmetallsorte HB10/K10 HB10/K10 HB10/K10 Schnitt ge schwin dig keit, m/min 50 bis bis bis 35 Spit zen win kel 115 bis bis bis 120 Frei win kel

13 Recommendation for machining (Condition annealed, average values) Turning with carbide tip ped tools depth of cut mm 0.5 to 1 1 to 4 4 to 8 over 8 feed, mm/rev. 0.1 to to to to 1.5 BÖHLERIT grade SB10,SB20, SB10,SB20,EB10 SB30,EB20 SB30,SB40 ISO grade P10,P20, P10,P20,M10 P30,M20 P30,P40 cutting speed, m/min indexable carbide in serts edge life 15 min 210 to to to to 45 bra zed carbide tip ped tools edge life 30 min 150 to to to to 35 hard fa ced in dex ab le carbide in serts edge life 15 min BÖHLERIT ROY AL 121/ISO P20 to 210 to 180 to 130 to 80 BÖHLERIT ROY AL 131/ISO P35 to 140 to 140 to 100 to 60 cutting angles for bra zed car bi de tip ped tools clearance an gle 6 to 8 6 to 8 6 to 8 6 to 8 rake an gle 6 to 12 6 to 12 6 to 12 6 to 12 angle of in cli na ti on Turning with HSS tools depth of cut, mm feed, mm/rev HSS-grade BOH LER/DIN S700 /S cutting speed, m/min edge life 60 min 30 to to to 10 rake an gle clearance an gle angle of in cli na ti on Milling with car bi de tip ped cutters feed, mm/tooth to to 0.4 cutting speed, m/min BÖHLERIT SBF / ISO P to to 60 BÖHLERIT SB40 / ISO P to to 40 BÖHLERIT ROY AL 131/ISO P to 85 Dril ling with carbide tip ped tools drill diameter, mm 3 to 8 8 to to 40 feed, mm/rev to to to 0.18 BÖHLERIT / ISO-grade HB10/K10 HB10/K10 HB10/K10 cutting speed, m/min 50 to to to 35 top angle 115 to to to 120 clearance an gle

14 Phy si ka li sche Eigenschaften Physical pro per ties Dichte bei / Density at...20 C (68 F)...8,10...kg/dm 3 Wärmeleitfähigkeit bei / Thermal conductivity at...20 C (68 F) W/(m.K) Spezifische Wärme bei / Spe ci fic heat at...20 C (68 F) J/(kg.K) Spez. elektr. Widerstand bei / Electrical resistivity at...20 C (68 F)...0,80...Ohm.mm 2 /m Elas ti zi täts mo dul bei / Mo du lus of elasticity at...20 C (68 F)...217x N/mm 2 Wärmeausdehnung zwischen 20 C und... C, 10-6 m/(m.k) bei Thermal Ex pan si on bet ween 20 C (68 F)and... C ( F), 10-6 m/(m.k) at Tem pe ra tur / Temperature 10-6 m/(m.k) 100 C 212 F 10,0 200 C 392 F 10,5 300 C 572 F 10,8 400 C 752 F 11,2 500 C 932 F 11,3 600 C 1112 F 11,4 700 C 1292 F 11,6 Für An wen dun gen und Ver ar bei tungs schrit te, die in der Pro dukt be schrei bung nicht ausdrück - lich erwähnt sind, ist in je dem Einzelfall Rück - spra che zu halten. As regards ap pli ca tions and pro ces sing steps that are not ex press ly mentioned in this pro duct des crip ti on/data sheet, the cus to mer shall in each individual case be required to consult us. 14

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16 Überreicht durch: Your part ner: BÖHLER EDELS TAHL GMBH & CO KG MA RIA ZEL LER STRAS SE 25 POSTFACH 96 A-8605 KAP FEN BERG/AUST RIA TE LE FON: (+43) 3862/ TELEFAX: (+43) 3862/ Die Angaben in diesem Pro spekt sind unverbindlich und gelten als nicht zugesagt; sie die nen viel mehr nur der all ge mei nen In for ma ti on. Die se Angaben sind nur dann ver bind lich, wenn sie in ei nem mit uns ab ge schlos se nen Ver trag ausdrücklich zur Bedingung gemacht wer den. Bei der Herstellung un se rer Pro duk te wer den keine ge sund heits- oder ozonschädigenden Sub stan zen verwendet. The data con tai ned in this brochure is merely for ge ne ral in for ma ti on and the re fo re shall not be bin ding on the com pa ny. We may be bound only through a con tract explicitly stipulating such data as binding. The ma nu fac tu re of our products does not in vol ve the use of substances de tri men tal to he alth or to the ozone layer. S390 DE G