GRANE Werkzeug- und Kunststofformenstahl

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1 K E N N D A T E N V O N W E R K Z E U G S T Ä H L E N GRANE Werkzeug- und Kunststofformenstahl Überall, wo Werkzeuge hergestellt und verwendet werden

2 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.

3 Allgemeines GRANE ist ein Chrom-Nickel-Molybdän-legierter Werkzeugstahl mit folgenden Eigenschaften: hohe Zähigkeit hohe Härte gute Maßhaltigkeit beim Härten gute Verschleißfestigkeit gute Polierbarkeit gute Zerspanbarkeit Eigenschaften PHYSIKALISCHE DATEN Gehärtet und angelassen auf 54 HRC. Daten bei Raumtemperatur und erhöhten Temperaturen. Richt- C Si Mn Cr Ni Mo analyse % 0,55 0,3 0,5 1,0 3,0 0,3 Normen (W.-Nr ), (AISI L6), AFNOR 55 NCD 12 Lieferzustand Weichgeglüht auf ca. 2 HB. Farbkennzeichnung Orange/weiß Temperatur C 0 C 0 C Dichte kg/m Elastizitätsmodul N/mm Wärmeausdehnungskoeffizient pro C ab C 12,0 x 6 13,4 x 6 Wärmeleitzahl W/m C Spezifische Wärme J/kg C 460 Verwendungszwecke Die hervorragende Kombination von Zähigkeit und Verschleißfestigkeit, die GRANE bietet, ermöglicht eine breite Verwendung dieses Stahls sowohl für Warm- als auch für Kaltarbeitswerkzeuge. Kunststofformen und verschiedenartige Hochleistungswerkzeuge, die hohem Druck, Stoßbelastungen oder Biegebeanspruchungen ausgesetzt sind, werden in großem Umfang aus GRANE hergestellt. Die relativ hohe Härte (max. 56 HRC), die sich bei GRANE erzielen läßt, macht diesen Stahl besonders geeignet für Umformwerkzeuge, die nicht nur eine lange Standzeit, sondern gleichzeitig auch eine hohe Zähigkeit aufweisen müssen. Verwendungszweck HRC Kunststofformen: Spritzgußformen für Thermoplaste Spritzgußformen für Duroplaste Preß- und Spritzpreßwerkzeuge Warmscherenmesser Kaltscherenmesser Gesenke Kaltprägewerkzeuge 50 Kaltpreßwerkzeuge; Biegewerkzeuge Münz-Prägewerkzeuge (Kaltarbeit)52 56 Hochfeste Bauteile 56 Einige Küchenartikel, die mit Formen aus GRANE hergestellt worden sind. 3

4 ZUGFESTIGKEIT BEI RAUMTEMPERATUR Die Zugfestigkeitswerte sind als Annäherungswerte zu betrachten. Alle Proben wurden einem Stab von 25 mm Durchmesser in der Walzrichtung entnommen, bei 8± C in Öl gehärtet und auf die angegebene Härte doppelt angelassen. Härte 56 HRC 43 HRC Zugfestigkeit Rm N/mm Streckgrenze Rp0,2 N/mm KERBSCHLAGZÄHIGKEIT BEI RAUMTEMPERATUR Ungefähre Kerbschlagzähigkeitswerte für verschiedene Anlaßtemperaturen. Die Proben wurden einem Stab von Ø 35 mm entnommen, bei 8 C an der Luft gehärtet und auf die angegebene Härte doppelt angelassen. Kerbschlagzähigkeit KV Joule Kerbschlagzähigkeit Härte Härte HRC C Anlaßtemperatur Wärmebehandlung WEICHGLÜHEN Den Stahl vor Oxydation schützen und auf 770 C durchwärmen; dann im Ofen um ca. C/h bis auf 600 C und anschließend an der Luft abkühlen. Erneut durchwärmen auf ca. 650 C und Stunden auf dieser Temperatur halten. Abkühlen im Ofen auf 500 C und anschließend an der Luft. SPANNUNGSARMGLÜHEN Nach der Grobzerspanung sollte das Werkzeug auf 650 C durchgewärmt und 2 Stunden auf dieser Temperatur gehalten werden; dann langsam im Ofen auf 500 C und anschließend an der Luft abkühlen. HÄRTEN Vorwärmtemperatur: C Austenitisierungstemperatur: C, normalerweise 8 C. Oberflächenhärte Temperatur Haltedauer* vor dem Anlassen C Min. HRC ± ± ±2 * Haltedauer = Zeitspanne des Haltens auf Austenitisierungstemperatur, beginnend mit dem Erreichen der Solltemperatur im Kern bis zur Einleitung des Abschreckvorganges. Während des Austenitisierens muß das Werkzeug vor Entkohlung und Oxydation geschützt werden. ABSCHRECKMITTEL Gebläseluft Vakuumanlage mit Überdruck Warmbad oder Fließbett bei C, Haltedauer 15- Minuten, anschließend Luftabkühlung. (Eine längere Haltedauer im Bad ergibt eine niedrigere Härte). Öl Für optimale Eigenschaften sollte die Abschrekkung so schnell wie möglich erfolgen. Dabei muß berücksichtigt werden, daß der Verzug akzeptabel bleibt. Außerdem sollte nicht so schnell abgeschreckt werden, daß die Gefahr von Rißbildung besteht. Das Werkzeug soll sofort angelassen werden, wenn eine Temperatur von C erreicht ist. Eine Form zur Herstellung eines Durchschlags. 4

5 Härte, Korngröße und Restaustenit in Abhängigkeit von der Austenitisierungstemperatur. Korngröße Härte HRC Haltedauer 60 Min. Haltedauer Min. Restaustenit Restaustenit % Korngröße C Austenitisierungstemperatur Auch die Größe und geometrische Auslegung des Werkzeuges sind ausschlaggebend. Daher soll vor dem Härten immer eine ausreichende Bearbeitungszugabe eingeplant werden, als Richtwert bei GRANE 0,15%. Beispiel für Maßänderungen bei einer Platte 0 x 0 x 25 mm, die unter idealen Bedingungen gehärtet wurde: Austenitisierungs- Breite Länge Dicke temperatur 825 C % % % Ölabschreckung min. + 0,06 + 0,08 0 max. + 0,12 + 0,13 + 0,08 Warmbad min ,07 + 0,05 max. + 0,01 + 0,08 0,04 Luftabschreckung/ min. + 0,02 0,01 + 0,15 Vakuum max. + 0,04 0,05 + 0,15 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. Um Anlaßsprödigkeit zu vermeiden, soll im Bereich C nicht angelassen werden. Anlaßdiagramm Härte, HRC Restaustenit % Austenitisierungstemperatur 800 C Restaustenit 860 C Anlaßtemperatur C Die o.a. Anlaßkurven gelten für kleine Proben. Die tatsächlich erreichbare Endhärte hängt von der Größe des Werkzeugs ab MAßÄNDERUNGEN BEIM ANLASSEN Maßänderung % + 0,12 + 0,08 + 0,04 0 0,04 0,08 0, C Anlaßtemperatur Anmerkung: Die Maßänderungen beim Härten und An lassen sind zu addieren. NITRIEREN Vor dem Nitrieren soll das Werkzeug gehärtet und bei mindestens C höher als die Nitriertemperatur angelassen werden. Durch Nitrieren entsteht eine harte Randschicht, die sehr beständig gegen Abnutzung und Auskolkung ist und auch die Korrosionsbeständigkeit steigert. Nitrieren bei 525 C in Ammoniakgas ergibt eine Oberflächenhärte von ca. 600 HV. Nitriertemperatur Nitrierdauer Nitriertiefe C h mm 525 0, 525 0, , MAßÄNDERUNGEN BEIM HÄRTEN Maßänderungen während des Härtens und Anlassens hängen von der Art der Wärmebehandlung, den verwendeten Temperaturen und dem verwendeten Abschreckmittel ab. NITROKARBURIEREN Ein zweistündiges Nitrokarburieren bei 580 C ergibt eine Oberflächenhärte von ca. 450 HV. Die Randschicht mit dieser Härte erreicht eine Tiefe von ca. 0,15 mm. 5

6 Empfohlene Schnittdaten Die untenstehenden Zerspanbarkeitsdaten sind Richtwerte und müssen den jeweiligen örtlichen Voraussetzungen angepasst werden. DREHEN Drehen mit Drehent mit Hartmetall Schnell- Schnitt- arbeitsstahl parameter Schruppen Schlichten Schlichten (v c ) m/min Vorschub (f) mm/u 0, 0,60 0, 0, Schnittiefe (a p ) mm Bearbeitungsgruppe ISO P P P 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 * 0,08 0, 5 * 0, 0, 15 * 0, 0,35 15 * 0,35 0, * Für beschichtete Schnellarbeitsstähle v C ~26 m/min. FRÄSEN Plan- und Eckfräsen Fräsen mit Fräsen mit Hartmetall Schnell- Schnitt- arbeitsstahl parameter Schruppen Schlichten Schlichten (v c ) m/min Vorschub (f z ) mm/zahn 0, 0, 0, 0, 0, Schnittiefe (a p ) mm Bearbeitungsgruppe ISO P P P P beschichtetes beschichtetes Hartmetall Hartmetall oder Cermet Schaftfräsen Fräsertyp Fräser mit Schnitt- Vollhart- Wendeschneid- Schnellparameter metall platten arbeitsstahl (v c ) m/min ) Vorschub (f z ) mm/zahn 0,03 0, 2) 0,08 0, 2) 0,05 0,35 2) Hårdmetallbeteckning ISO K, P P P 1) Für beschichtete Schaftfräser aus Schnellarbeitsstahl v C ~ m/min. 2) Abhängig von radialer Schnittiefe und vom Fräserdurchmesser. Hartmetallbohrer Bohrertyp Kühkanalbohrer mit Schnitt- Wende- Voll- Hartmetallparameter plattenbohrer hartmetall schneide 1) (v c ) m/min Vorschub (f) mm/u 0,03 0, 2) 0, 0,25 2) 0,15 0,25 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. Schleifverfahren Weichgeglüht Gehärtet Umfangsschleifen A 46 HV A 46 GV Stirnschleifen (Segment)A 24 GV A 36 GV Außenrundschliefen A 46 LV A 60 JV Innenrundschleifen A 46 JV A 60 IV Profilschleifen A 0 LV A 1 JV 6

7 Funkenerosive Bearbeitung Wenn der Stahl in gehärtetem und angelassenem 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. Polieren GRANE besitzt nach dem Härten und Anlassen eine sehr gute Polierbarkeit. Jede Werkzeugstahlsorte hat eine optimale Polierzeit, die von der Härte und Poliertechnik abhängig ist. Übermäßiges Polieren kann zu einem schlechten Ergebnis führen (z.b. zu dem sogenannten,,apfelsinenhaut -Effekt). Ausführlichere Informationen können der Uddeholm-Druckschrift,,Polieren von Formenstählen entnommen werden. 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). Ausführlichere Informationen Bitte lassen Sie sich von Ihrer Uddeholm-Verkaufsstelle über die Auswahl, die Wärmebehandlung und die Liefermöglichkeiten von Uddeholm- Werkzeugstählen informieren. Lichtbogenhand- Schweißmethode WIG schweißen Arbeitstemperatur C C Schweißzusatz- UTPA 73G2 UTP 73G2 werkstoff UTPA 67S UTP 67S Härte nach dem Schweißen HRC HRC Ausführlichere Informationen können der Uddeholm-Druckschrift,,Schweißen von Werkzeugstahl entommen werden. Hartverchromen Nach dem Hartverchromen sollte das Werkzeug für ca. 4 Stunden bei 180 C angelassen werden, um eine Wasserstoffversprödung zu vermeiden. Fotoätzen GRANE weist ein sehr homogenes Gefüge mit sehr wenigen, nichtmetallischen Einschlüssen auf, was auf dievakuumentgasung bei der Herstellung des Stahls zurückzuführen ist. Dadurch ist ein genaues und gleichmäßiges Ergebnis beim Fotoätzen gewährleistet. Ausführlichere Informationen können der Uddeholm-Druckschrift,,Fotoätzung von Werkzeugstählen entnommen werden. 7