KALTARBEITSSTAHL COLD WORK TOOL STEEL

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1 KALTARBEITSSTAHL COLD WORK TOOL STEEL

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3 Qua li ta ti ver Vergleich der wich tigs ten Ei gen schafts merk ma le Qua li ta ti ve com pa ri son of the ma jor steel pro per ties Marke / Grade BÖHLER Ver schleiß wi der stand ab ra siv Wear re sis tan ce ab ra si ve Ver schleiß wi der stand ad hä siv Wear re sis tan ce ad he si ve Zä hig keit Toughness Be ar beit bar keit Ma chi na bi li ty Maß hal tig keit bei der Wär me be hand lung Di men sio nal sta bi li ty in heat tre at ment K100 K105 K107 K110 K190 MICROCLEAN K245 K305 K306 K329 K340 ECOS TAR K350 K455 K460 K510 K600 K605 K720 K990 Die Ta bel le soll ei nen Anhalt für die Aus wahl von Stäh len bie ten. Sie kann jedoch die un - terschiedlichen Be an spru chungs ver hält nis - se für ver schie de ne Ein satz ge bie te nicht be - rücksichtigen. Unser tech ni scher 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, ho we ver, take into ac - count the various stress con di tions imposed by the different types of application. 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 Ei gen schaf ten Maß än de rungs ar mer, le de bu ri ti scher 12%-iger Chromstahl. Be son ders für Luft här tung geeignet. Gute Zähigkeit. Pro per ties Di men sio nal ly sta ble, high car bon, high-chromium (12%) steel. Par ti cu lar ly suitable for air har de ning. Good toughness. Ver wen dung Hoch lei stungs schneid werk zeu ge (Ma tri zen und Stem pel), Werk zeu ge der Stan ze rei - tech nik, Holz be ar bei tungs werk zeu ge, Scherenmesser für dünnes Schneid gut, Ge - win de walz werk zeu ge. Zieh-, Tief zieh- und Fließ preß werk zeu ge, Preß werk zeu ge für die ke ra mi sche und phar ma zeu ti sche In du strie, Kalt wal zen (Ar - beits wal zen) für Mehr rol len ge rüs te, Meß - zeuge, klei ne re Kunststofformen, von de nen hohe Verschleißfestigkeit ge for dert wird. Ap pli ca ti on High-duty cut ting tools (dies and pun ches), blan king and punching tools, wood wor - king tools, she ar bla des for cut ting light-gauge material, thre ad rol ling tools, tools for dra wing, deep drawing and cold ex tru si on, pressing tools for the ce ra mics and phar ma ceu ti cal industries, cold rools (working rolls) for mul tip le-roll stands, mea - su ring in stru ments and gau ges, small moulds for the plas tics in du stry whe re ex cel - lent wear resistance is re qui red. Che mi sche Zusammensetzung Chemical composition (Anhaltswerte in %) (aver age %) C Si Mn Cr Mo V W 1,60 0,35 0,30 11,50 0,60 0,30 0,50 Nor men Stan dards DIN / EN BS AISI UNS < > ~BD2 ~ D2 ~ T30402 X165CrMoV12 GOST ~Ch12M UNI X165CrMoW12 KU 4

5 Warm form ge bung Schmie den: 1050 bis 850 C Langsame Abkühlung im Ofen oder in wär - meisolierendem Ma te ri al. Hot forming Forging: 1050 to 850 C Slow coo ling in furnace or ther moin su la ting ma te ri al. Wär me be hand lung Weich glü hen: 800 bis 850 C Geregelte langsame Ofenabkühlung mit 10 bis 20 C/h bis ca. 600 C, wei te re Ab küh - lung in Luft. Härte nach dem Weich glü hen: max. 250 HB. Span nungs arm glü hen: 650 bis 700 C Lang sa me Ofen ab küh lung. Zum Span - nungsabbau nach umfangreicher Zer spa - nung oder bei komplizierten Werkzeugen. Hal te dau er nach voll stän di ger Durch wär - mung 1-2 Stun den in neutraler Atmosphäre. Här ten: 980 bis 1010 C Öl, Warmbad (220 bis 250 C oder 500 bis 550 C), Druckluft, Luft. Bei kom pli zier ten oder scharfkantigen Werk - zeu gen ist Luft oder Warmbadhärtung vor - zuziehen. Hal te dau er nach voll stän di gem Durchwär - men 15 bis 30 Mi nu ten. Erzielbare Här te: HRC. Heat tre at ment Annealing: 800 to 850 C Slow controlled cooling in furnace at a rate of 10 to 20 C/hr down to ap prox. 600 C, further cooling in air. Hardness after annealing: max. 250 HB. Stress relieving: 650 to 700 C Slow coo ling in fur na ce; in ten ded to re lie ve stresses set up by ex ten si ve machining, or in complex shapes. After through heating, hold in neut ral at mo - sphere for 1 to 2 hours. Har de ning: 980 to 1010 C oil, salt bath from (220 to 250 C or 500 to 550 C), air blast, still air. Tools of in tri ca te shape or with sharp ed - ges should preferably be hardened in air or salt bath. Hol ding time after temperature equa li za ti on: 15 to 30 mi nu tes. Obtainable hard ness: HRC. 5

6 An las sen: Langsames Er wär men auf An lass tem pe ra - tur unmittelbar nach dem Härten/Verweil - dauer im Ofen 1 Stunde je 20 mm Werk - stück di cke, je doch min de stens 2 Stun - den/luftabkühlung. Richtwerte für die erreichbare Härte nach dem An las sen bit ten wir dem Anlassschau - bild zu ent neh men. In bestimmten Fällen ist es zweckmäßig mit abgesenkter An lass tem - peratur und verlängerter Haltedauer vorzu - ge hen. Be ach ten Sie auch die Möglichkeit der Sonderwärmebehandlung im Abschnitt Nitrieren die sich bei bestimmten Verwen - dungszwecken (z.b. bei gewünschter höhe - rer An lassbe stän dig keit) emp fiehlt. Tem pe ring: Slow heating to tem pe ring temperature im - mediately after har de ning/time in furnace 1 hour for each 20 mm of workpiece thick ness but at least 2 hours/coo ling in air. For average hardness fi gu res to be ob tai ned please re fer to the tem pe ring chart. For cer tain ca ses we r ecommend to re - du ce tem pe ring temperature and in crea se hol ding time. For certain applications re qui ring im pro ved retention of hard ness, a ni tri ding treatment is re com men ded (see be low). An lass schau bild: Här te tem pe ra tur: 980 C C Pro ben quer schnitt: Vkt. 20 mm Tem pe ring chart: Hardening temperature: 980 C C Spe ci men size: squa re 20 mm 6

7 Wär me be hand lungs sche ma Heat treatment sequence Oberflächenbehandlung Surface treatment Ni trie ren: Mit die ser Be hand lung kann eine Härte des Grund ma te ri als von ca. 60 HRC er reicht werden. Bei geforderter höch ster Maßge - nau ig keit ist es zweck mä ßig, als An lass tem - peratur mindestens die Temperatur der an - schlie ßen den Nitrierbehandlung zu wählen. Nach dem Nitrieren ist ein Ent span nen bei ca. 300 C zu emp feh len. Wenn eine Salz bad ni trie rung vor ge nom men werden soll, empfiehlt sich eine hö he re Härtetemperatur von C mit an - schlie ßen dem zweimaligem An las sen. 1. An las sen bei 520 C. 2. Anlassen C unter 1. Anlasstempe - ratur. Anschließend z.b. Teniferbehandlung bei 570 C. Haltedauer für eine Ni trier tie fe von 0,03 mm 30 Minuten. Ni tri ding: From this treatment a mi ni mum hard ness of the base material of ap prox. 60 HRC will re - sult. If ma xi mum di men sio nal sta bi li ty is re - qui red, the tempering temperature should be at least equal to the subsequent nitriding tem pe ra tu re. Af ter ni tri ding, stress re lie ving at about 300 C is recommended. If salt bath nitriding is to be effected, we re - commend ele vat ed hardening tem pe ra tu re ( C) with subsequent tempering in two cycles. 1 st at 520 C. 2 nd at C below 1st tem pe ring tempe - ra tu re. Then bath ni tri ding, e.g. Tufftride pro - cess, is car ried out at 570 C; hol ding time: 30 mi nu tes for a depth of ni tra ti on of about 0.03 mm. Reparaturschweißen Repair welding Die Gefahr von Rissen bei Schweiß ar bei ten ist, wie allgemein bei Werk zeug stäh len, vor - han den. Sollte ein Schweißen unbedingt er for der lich sein, bitten wir Sie, die Richt li nien Ih res Schweiß zu satz werk stoff her stel lers zu be - ach ten. There is a general ten den cy for tool steels to de ve lop cracks af ter welding. If wel ding can not be avoi ded, the in struc - tions of the appropriate wel ding elec tro de manufacturer should be sought and follo - wed. 7

8 Maß än de rung Beim Här ten tritt eine Maß än de rung auf, die bei den le de bu ri ti schen 12%igen Chromstäh len im Ver gleich zu an de ren Stäh len sehr gering ist. Diese Maßänderung kann durch die Wahl der Här te tem pe ra tur, die den Restaustenitanteil be ein flußt gesteuert werden. Eine wei te re Än de rung der Maße tritt beim An las sen durch die Um wand lung des Restaustenits auf (siehe Diagramm). Size change Size change cau sed by hardening is re la ti - ve ly low compared with other steels, and can be con trol led by using a suit ab le harde - ning temperature which affects the re tai ned aus te ni te content. Tem pe ring causes furt her size change due to trans for ma ti on of re tai ned aus te ni te (see diagram). Maß än de rung beim Anlassen nach dem Här ten Va ria ti on in size as a functi on of tem pe - ring tem pe ra tu re after hardening - Här ten 1080 C / Öl - Härten 1050 C / Öl - Härten 1010 C / Öl x - x Härten 970 C / Öl Pro ben form: Ø 22 x 5 mm - Hardening 1080 C / Oil - Hardening 1050 C / Oil - Hardening 1010 C / Oil x - x Hardening 970 C / Oil Spe ci men size: Ø 22 x 5 mm 8

9 ZTU-Schaubild für kontinuierliche Abkühlung Con ti nu ous coo ling CCT cur ves Chemische Zusammensetzung % C Si Mn P S Cr Mo Ni V W Che mi cal com po si ti on % 1,65 0,27 0,39 0,025 0,019 11,17 0,50 0,20 0,16 0,59 Austenitisierungstemperatur: 980 C Haltedauer: 30 Mi nu ten Här te in HV Ge fü ge an tei le in % 0, Ab küh lungs pa ra me ter, d. h. Abküh - lungsdauer von 800 C bis 500 C in s x K/min Abkühlungsgeschwindigkeit in K/min im Be reich von 800 C bis 500 C Mk...Korngrenzenmartensit Austenitising tem pe ra tu re: 980 C Hol ding time: 30 minutes Vickers hardness phase percentages cooling pa ra me ter, i.e. duration of coo ling from 800 C to 500 C in s x K/min cooling rate in K/min in the 800 C to 500 C ran ge Mk... Grain boundary mar ten si te Gefügemengenschaubild Quantitative phase dia gram A... Austenit / Aus te ni te B... Bai nit / Bainite P... Per lit / Per li te K... Kar bid / Car bi de M... Mar ten sit / Mar ten si te Lk... Le de bu rit kar bid / Ledeburite carbide RA... Rest aus te nit / Residual aus te ni te Ölabkühlung / Oil cooling - - Luft ab küh lung / Air coo ling 1... Werk stück rand / Edge or face 2... Werk stück zen trum / Core 9

10 ZTU-Schaubild für kon ti nu ier li che Ab küh lung Continuous coo ling CCT cur ves Chemische Zusammensetzung % C Si Mn P S Cr Mo Ni V W Che mi cal com po si ti on % 1,65 0,27 0,39 0,025 0,019 11,17 0,50 0,20 0,16 0,59 Austenitisierungstemperatur: 1080 C Haltedauer: 30 Mi nu ten Härte in HV Ge fü ge an tei le in % 0, Abkühlungsparameter, d. h. Ab - küh lungs dau er von 800 C bis 500 C in s x 10-2 Mk... Korngrenzenmartensit Austenitising tem pe ra tu re: 1080 C Hol ding time: 30 minutes Vickers hardness pha se percentages coo ling parameter, i.e. duration of coo ling from 800 C to 500 C in s x 10-2 Mk... Grain boun da ry martensite Ge fü ge men gen schau bild Quantitative phase dia gram A... Aus te nit / Aus te ni te B... Bai nit / Bainite P... Perlit / Perlite K... Kar bid / Car bi de M... Mar ten sit / Martensite Lk... Le de bu rit kar bid / Ledeburite car bi de RA... Rest aus te nit / Residual aus te ni te Ölabkühlung / Oil cooling - - Luft ab küh lung / Air cooling 1... Werk stück rand / Edge or face 2... Werkstückzentrum / Core 10

11 Iso ther mi sches ZTU-Schaubild Iso ther mal TTT curves Chemische Zusammensetzung % C Si Mn P S Cr Mo Ni V W Che mi cal com po si ti on % 1,65 0,27 0,39 0,025 0,019 11,17 0,50 0,20 0,16 0,59 Austenitisierungstemperatur: 980 C Haltedauer: 30 Mi nu ten Austenitising tem pe ra tu re: 980 C Hol ding time: 30 minutes Ab hän gig keit der Kernhärte und der Ein här te tie fe vom Werkstückdurch - mes ser In flu en ce of work dia me ter on core hard ness and hardness pe ne tra ti on Här te tem pe ra tur: 980 C Härtemittel: Öl Luft Har de ning tem pe ra tu re: 980 C Quenchant: Oil Air 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 bis 35 Be schich te te Wendeschneidplatten Standzeit 15 min BÖHLERIT ROY AL 321/ISO P20 bis 210 bis 180 bis 130 bis 80 BÖHLERIT ROY AL 331/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 Messerköpfen 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 635/ISO P bis bis 85 Boh ren 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 ma chi ning (Condition annealed, average values) Turning with carbide tipped tools depth of cut mm 0,5 to 1 1 to 4 4 to 8 over 8 feed, mm/rev. 0,1 to 0,3 0,2 to 0,4 0,3 to 0,6 0,5 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 321/ISO P25 to 210 to 180 to 130 to 80 BÖHLERIT ROY AL 331/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 0,5 3 6 feed, mm/rev. 0,1 0,4 0,8 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 Mil ling with carbide tipped cutters feed, mm/tooth to 0,2 0,2 to 0,4 cutting speed, m/min BÖHLERIT SBF / ISO P to to 60 BÖHLERIT SB40 / ISO P to to 40 BÖHLERIT ROY AL 635/ISO P to to 85 Dril ling with carbide tipped tools drill diameter, mm 3 to 8 8 to to 40 feed, mm/rev. 0,02 to 0,05 0,05 to 0,12 0,12 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 Phy si cal pro per ties Dichte bei / Density at...20 C...7,70...kg/dm 3 Wärmeleitfähigkeit bei / Thermal conductivity at...20 C...20,0...W/(m.K) Spezifische Wärme bei / Spe ci fic heat at...20 C J/(kg.K) Spez. elektr. Widerstand bei / Electrical resistivity at...20 C...0,65...Ohm.mm 2 /m Elas ti zi täts mo dul bei / Mo du lus of elasticity at...20 C x 10 3.N/mm 2 Wärmeausdehnung zwischen 20 C und... C, 10-6 m/(m.k) bei Thermal Ex pan si on bet ween 20 C and... C, 10-6 m/(m.k) at Tem pe ra tur / Tem pe ra tu re 10-6 m/(m.k) 100 C 10,5 200 C 11,0 300 C 11,0 400 C 11,5 500 C 12,0 600 C 12,0 Für An wen dun gen und Ver ar bei tungs schrit te, die in der Produktbeschreibung nicht ausdrücklich er wähnt sind, ist in je dem Ein zel fall Rücksprache zu hal ten. As regards ap pli ca tions and pro ces sing steps that are not ex press ly mentioned in this pro duct description/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 EDELSTAHL GMBH & CO KG MARIAZELLER STRASSE 25 POSTFACH 96 A-8605 KAPFENBERG/AUSTRIA TELEFON: (+43) 3862/ TELEFAX: (+43) 3862/ Die Angaben in die sem Prospekt sind un ver bind lich und gelten als nicht zu ge sagt; 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 einem mit uns abgeschlossenen Ver trag ausdrücklich zur Be din gung gemacht wer den. Bei der Herstellung unserer Pro duk te wer den keine ge sund heits- oder ozon schä di gen den Sub stan zen verwendet. The data contained in this bro chu re is merely for ge ne ral information and therefore shall not be bin ding on the com pa ny. We may be bound only through a contract explicitly stipulating such data as bin ding. The manufacture of our products does not in vol ve the use of substances de tri men tal to he alth or to the ozone layer. K105 DE EM-WS