Hochleitfähige Kupfer-Legierung für den Formenbau Werkzeuge macht man mit uns!
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
Allgemeines PROTHERM ist eine hoch-leitfähige Kupfer- Legierung von mittlerer Festigkeit für den Formenbau, hergestellt von Brush Wellman Inc. Da sie speziell für die Kunststoffverarbeitung entwikkelt wurde, umfassen ihre Haupteigenschaften: extrem hohe Wärmeleitfähigkeit ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit gute Polierbarkeit und Maschinenbearbeitbarkeit gute Abriebfestigkeit ausgezeichnete Schweißbarkeit schnelle, gleichmäßige Wärmeübertragung Beständigkeit gegen hohe Temperaturen, z.b. zur Verarbeitung von technischen Thermoplasten (engineering plastics) kann zwecks höherer Verschleißfestigkeit beschichtet werden. Richtanalyse % Be Ni Cu 0,4 1,8 Rest MOLDMAX sollte mit dem Kunststoff dort in Kontakt sein, wo Festigkeit und Verschleißfestigkeit erforderlich sind. PROTHERM und MOLDMAX können gemeinsam im gleichen Werkzeug verwendet werden, um eine optimale Werkzeugleistung zu liefern. Anwendungsgebiete Die extrem hohe Wärmeleitfähigkeit der Kupfer- Legierung PROTHERM macht sie zum geeigneten Material für viele Formmöglichkeiten, wo eine schnelle und gleichmäßige Wärmeübertragung erforderlich ist. Dazu gehören: Spritzgießformen, Blasformen, Kerne und Einsätze für alle Kunststoffe, einschließlich korrosiver Qualitäten Düsenspitzen, Kantenanschnitte und Verteiler für Heißkanalsysteme RIM-Formen und Schäumformen. Lieferzustand Farbkennzeichnung 190 Brinell Pink PROTHERM, das in geschmiedeten runden und flachen Stücken erhältlich ist, liefert die höchste Wärmeleitfähigkeit, die bei einem Formmaterial möglich ist zehnmal so hoch wie Stahl und zweimal so hoch wie Aluminium. Diese wichtige Tatsache garantiert eine maximale, gleichmäßige Wärmeübertragung, um folgendes zu erreichen: optimale Zykluszeiten bei der Produktion Kühlkanäle werden reduziert oder überflüssig Vermeidung von überhitzten Stellen verbesserte Qualität des Kunststoffteils schnelle, gleichmäßige Erwärmung in Heißkanalsystemen maximale Wärmeübertragung in Düsen. Zu den empfohlenen Anwendungsgebieten von PROTHERM gehören auch Spritzgießformen, Blasformen, Kerne und Einsätze für alle Kunststoffe, einschließlich korrosiver Qualitäten, RIM- Formen und Schäumformen. Er ist außerdem ein ideales Material für Düsenspitzen, Kantenanschnitte und Verteiler für Heißkanalsysteme, und überall dort, wo kurze Zykluszeiten von Bedeutung sind. PROTHERM wird besonders empfohlen für Düsenspitzen, Kantenanschnitte und Verteiler für Heißkanalsysteme. Für Formen, die eine höhere Arbeitshärte erfordern als die von PROTHERM, gibt es die Beryllium-Kupfer-Legierung MOLDMAX siehe separate technische Broschüre. Beim gemeinsamen Einsatz mit MOLDMAX sollte PROTHERM im Kontakt mit dem Kühlwasser sein, um die Wärmeübertragung zu verstärken. 3
Eigenschaften PHYSIKALISCHE DATEN Zustand 190 HB. Daten bei Raumtemperatur und erhöhten Temperaturen. Temperatur 20 C 200 C 300 C Dichte kg/m 3 8 820 8 737 8 682 Elastizitätsmodul N/mm 2 138 400 131 000 117 200 Wärmeausdehnungskoeffizient pro C ab 20 C 17,2 x 10-6 18,0 x 10-6 Wärmeleitfähigkeit W/m C 245 268 275 Spezifische Wärme J/kg C 380 480 535 ZUGFESTIGKEIT BEI RAUMTEMPERATUR Die Werte für die Festigkeit sollten nur als ungefähre Werte angesehen werden. Härte 190 HB Fließgrenze bei Druckbelastung Rc0,2 N/mm 2 ~640 Fließgrenze bei Zugbelastung Rp0,2 N/mm 2 ~620 Zugfestigkeit, Rm N/mm 2 ~790 Dehnung A 5 % 20 Vergleich verschiedener Formmaterialien hinsichtlich Zugfestigkeit und Wärmeleitfähigkeit. Wärmeleitfähigkeit in W/m C 260 PROTHERM 240 220 200 180 ALUMEC 160 140 MOLDMAX LH 120 MOLDMAX HH 100 80 60 IMPAX 40 SUPREME ORVAR SUPREME ELMAX 20 RAMAX S STAVAX ESU 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 Zugfestigkeit in N/mm 2 Hinweis: Bei Zugabe von Legierungselementen steigt die Festigkeit an, während die Wärmeleitfähigkeit abnimmt. Dieser Zusammenhang ist jedoch nur gültig, wenn man den selben Materialtyp vergleicht (Stahl mit Stahl, Kupfer mit Kupfer-legierungen usw.). Wärmebehandlung PROTHERM wird in wärmebehandeltem Zustand geliefert eine zusätzliche Wärmebehandlung ist normalerweise nicht erforderlich. 4
PROTHERM weist eine sehr gute maschinelle Bearbeitbarkeit auf und kann mit konventionellen Werkzeugen bearbeitet werden. Im ein Einatmen des Staubes zu vermeiden, sollte dieses Material naß bearbeitet werden. Die untenstehenden Zerspanbarkeitsdaten sind Richtwerte und müssen den jeweiligen örtlichen Voraussetzungen angepasst werden. DREHEN Drehen mit Hartmetall Drehen mit Schnell- Schnitt- arbeitsstahl parameter Schruppen Schlichten Schlichten Schnittgeschwindigkeit v c, m/min. 300 400 400 550 150 200 Vorschub f mm/u 0,3 0,6 0,3 0,3 Schnittiefe a p mm 2 6 2 2 Bearbeitungsgruppe ISO K20 K20 Verwenden Sie Werkzeuge mit positivem Spanwinkel. Schaftfräsen Fräsertyp Fräser mit Schnitt- Vollhart- Wendeschneide- Schnellparameter metall platten arbeitsstahl Schnittgeschwindigkeit v c, m/min. 180 200 400 500 150 180 1) Vorschubf z mm/zahn 0,015 0,12 2) 0,08 0,2 2) 0,05 0,35 2) Bearbeitungsgruppe ISO K20 1) Bei der Verwendung von beschichteten HSS Schaftfräsern kann die Schnittgeschwindigkeit um 30% gesteigert werden. 2) Abhängig von der radialen Schnittiefe und dem Fräserdurchmesser. BOHREN Schnellarbeitsstahl Empfohlene Zerspanbarkeitsdaten Bohrer- Schnittgedurchmesser geschwindigkeit Vorschub mm v c, m/min. mm/u 5 35 50 0,03 0,10 5 10 35 50 0,10 0,20 10 15 35 50 0,20 0,25 15 20 35 50 0,25 0,30 Standard HSS-Bohrer können verwendet werden, aber für eine bessere Leistung sollte die Spitze gemäß Bild 1 abgeändert werden. FRÄSEN Plan- und Eckfräsen Fräsen Fräsen mit mit Hartmetall Schnell- Schnitt- arbeitsstahl parameter Schruppen Schlichten Schlichten Schnittgeschwindigkeit v c, m/min. 250 400 400 600 150 200 Vorschub f z mm/zahn 0,2 0,4 0,1 0,2 0,1 Schnittiefe a p mm 2 5 2 2 Bearbeitungsgruppe ISO K20 K20 Verwenden Sie Werkzeuge mit positivem Spanwinkel. Standard helix Winkel St d. Abfasern der Hauptschneidkante, damit der Spanwinkel kleiner wird. 5 helix Winkel SCHLEIFEN Beim Schleifen von PROTHERM können konventionelle Schleifscheiben verwendet werden. Für das Oberflächenschleifen eignet sich am besten die Scheibe des Typs A54LV, für das zylindrische Schleifen empfiehlt es sich, die Scheibe A60LV zu verwenden. 5
Erodieren Obwohl die hohe Wärmeleitfähigkeit von PRO- THERM beim Erodieren zu längeren Bearbeitungszeiten gegenüber Werkzeugstahl führt, stellt der Erodiervorgang als solcher kein Problem dar. Polieren PROTHERM hat eine sehr gute Polierbarkeit und es können hochglänzende Oberflächen erzielt werden. Die folgenden Schritte können als Richtlinien gelten: 1. Nach dem Schleifen polieren Sie vor, indem Sie schrittweise immer feinere Schleifsteine verwenden und mit Korn 600 abschließen. 2. Polieren Sie mit einer Diamantpaste 15µ, um eine mattseidene Oberfläche zu erhalten. 3. Polieren Sie mit einer 6µ Diamantpaste. 4. Polieren Sie mit einer 3µ Diamantpaste. 5. Wenn nötig, polieren Sie von Hand mit einer 1µ Diamantpaste nach. Wie bei jedem Polieren, sind sorgfältiges Arbeiten und Sauberkeit von größter Bedeutung. Um ein Überpolieren oder eine,,orangenhaut zu vermeiden, polieren Sie nicht länger als notwendig, um eine gleichmäßig aussehende Oberfläche zu erhalten. Sichere Handhabung PROTHERM ist eine Kupferlegierung mit einem Zusatz von 0,5 % Beryllium. Bei der Bearbeitung von PROTHERM sollte sichergestellt werden, daß das Einatmen von Dämpfen und Stäuben unterbleibt. Einfache Absauganlagen senken die Konzentration in der Luft z.b. beim Schweißen deutlich unter die zulässigen Grenzwerte. Weitere Informationen enthält unsere Broschüre zur Materalsicherheit von PROTHERM und MOLDMAX. Weitere Information Wenden Sie sich wegen weiterer Information über Auswahl, Wärmebehandlung, Verwendungsbereich und Verfügbarkeit der Uddeholm-Materialien an Ihr nächstgelegenes Uddeholm-Büro. Schweißen PROTHERM kann leicht geschweißt werden, wenn man sorgfältig arbeitet und genügend Schweißpraxis hat. Der zu schweißende Bereich sollte sorgfältig mit einer entfettenden Lösung gereinigt werden. Der immer vorhandene Oxydbelag sollte durch starkes Bürsten, Sandstrahlen oder Abbeizen mit Säure unmittelbar vor dem Schweißen entfernt werden. Für beste Ergebnisse wird TIG- oder MIG-Schweißen empfohlen. Geeignete Schweißelektroden sind sowohl für PROTHERM als auch für MOLDMAX erhältlich. Die Schweißstelle und deren Umgebung werden eine geringere Härte aufweisen. Wenn die Härte der Schweißstelle entscheidend ist, muß das gesamte Teil nochmals ausgehärtet werden. Nach einer solchen Behandlung wird die Schweißstelle in etwa die gleiche Festigkeit haben wie das Grundmaterial. Wegen weiterer Information wenden Sie sich bitte an Ihr nächstgelegenes Uddeholm-Büro. Schweißarbeiten sollten nur mit entsprechender Absaugung durchgeführt werden, um Schweißdämpfe zu vermeiden. 6