1 (5) Käyttökohteet Uddeholm Vanadis 30 on kobolttiseosteinen, pulverimetallurgisesti valmistettu pikateräs. Noin 8,5 %:n kobolttipitoisuus parantaa kuumalujuutta, kuumakovuutta, päästönkestävyyttä ja kimmomoduulia. Kulumiskestävyyteen koboltti vaikuttaa vain vähän. Toisaalta koboltti heikentää jonkin verran sitkeyttä ja karkenevuutta, mutta parantaa puristuslujuutta ja kuumankestävyyttä. Kylmätyöstö suuren kulumiskestävyyden ja poikkeuksellisen hyvän puristuslujuuden yhdistelmä sopii erinomaisesti vaativiin muovaussovelluksiin. joissakin kylmätyösovelluksissa työvälineen aktiivisen pinnan (esim. leikkaavan särmän tai muovauspinnan) lämpötila voi nousta yli 200 C :een (esim. suurnopeuspuristimissa). Myös vaativissa muovaussovelluksissa lämpöä voi kehittyä runsaasti. Yleistä Uddeholm Vanadis 30 on wolframi/molybdeeni/vanadiini/ koboltti -seosteinen pikateräs, jonka ominaisuuksia ovat: erittäin hyvä kulumiskestävyys erittäin hyvä puristuslujuus suurilla kovuuksilla hyvä läpikarkenevuus hyvä sitkeys hyvä mitanpitävyys lämpökäsittelyssä hyvä hiottavuus ja työstettävyys erittäin hyvä päästönkestävyys Ominaisuudet Fysikaalit ominaisuudet Lämpötila C 20 C 400 C 600 C Tiheys kg/m 3 (1) 8040 7935 7880 Kimmomoduuli MPa (2) Lämpölaajenemiskerroin per C, 20 C > (2) Lämmönjohtavuus W/m C (2) Ominaislämpö J/kg C (2) (1) = pehmeäksihehkutetulle materiaalille (2) = karkaistulle ja päästetylle materiaalille Taivutuslujuus Nelipiste-testi Koesauva: ø 5 mm Kuormitusnopeus: 5 mm/min 240 000 214 000 192 000 11,8 x 10-6 12,3 x 10-6 22 26 25 420 510 600 Ohjeanalyysi % C 1,28 Cr 4,2 Mo 5,0 W 6,4 V 3,1 Co 8,5 Austenitointilämpötila: 1050 1180 C Päästö: 3 x 1 h 560 C:ssa, jäähdytys ilmassa huoneenlämpötilaan Normimerkintä (W.-Nr. 1.3294) AISI M3:2 +Co Toimitustila pehmeäksihehkutettu enint. 300 HB vedetty enint. 320 HB Värimerkintä tummanvihreä
2 (5) Kuumakovuus Karkaisu Esikuumennuslämpötila: 450 500 C ja 850 900 C Austenitointilämpötila: 1050 1180 C halutun kovuuden mukaan (ks. alla oleva kaavio). Suojaa työväline hiilenkadolta ja hapettumiselta karkaisun aikana. Kovuus päästöjen jälkeen. Päästöt: 3 x 560 C/1 h Pitoajan vaikutus kovuuteen eri työlämpötiloissa Austenitointilämpötila: 1050 1130 C Päästö: 3 x 1 h 560 C:ssa Kovuus eri lämpötiloissa suoritetun karkaisun jälkeen (± 1 HRC). Päästetty 3 x 560 C/1 h HRC C 60 62 64 66 67 1000 1050 1100 1150 1180 Pitoaikasuositus Lämpökäsittely Pehmeäksihehkutus Suojaa teräs hiilenkadolta ja läpikuumenna 850 900 C: seen. Jäähdytä tämän jälkeen uunissa 10 C/h 700 C:seen ja sen jälkeen vapaasti ilmassa. Jännitystenpoistohehkutus Läpikuumenna työväline rouhintatyöstön jälkeen 600 700 C:seen, pitoaika 2 h. Jäähdytä hitaasti 500 C:seen ja sen jälkeen vapaasti ilmassa.
3 (5) Kokonaispitoaika suolakylvyssä kaksivaiheisen esikuumennuksen jälkeen. Esikuumennus 450 C:ssa ja 850 C:ssa. Päästö Kylmätyösovelluksissa päästö tulisi suorittaa aina 560 C:ssa austenitointilämpötilasta riippumatta. Päästö suoritetaan 3 kertaa, pitoaika päästölämpötilassa on 1 h. Päästöjen välillä työväline jäähdytetään huoneenlämpötilaan. Jäännösausteniitin määrä päästöjen jälkeen on alle 1 %. Mittamuutokset Mittamuutokset karkaisun ja päästön jälkeen. Lämpökäsittely: austenitointi 1050 1140 C lämpötilassa ja päästö 3 x 1 h 560 C:ssa. Koekappaleiden mitat: 80 x 80 x 80 mm ja 100 x 100 x 25 mm. Mittamuutokset: muutos pituudessa, leveydessä ja paksuudessa +0,03 % +0,13 %. Sammutusaineet kuumakylpykarkaisu noin 540 C:ssa alipaineuuni (sammutuskaasu riittävällä ylipaineella) Huom 1: Sammutusta on jatkettava kunnes työvälineen lämpötila laskee noin 50 C:een. Työväline on päästettävä välittömästi tämän jälkeen. Huom 2: Jos työvälineeseen halutaan hyvä sitkeys, jäähdytysnopeuden kappaleen sisällä on oltava vähintään 10 C/s jäähdytettäessä austenitointilämpötilasta n. 540 C lämpötilaan. Pinnan ja ytimen lämpötilojen tasaushehkutuksen jälkeen voidaan käyttää 5 C/s jäähdytysnopeutta. Näin voidaan pienentää muodonmuutoksia ja vähentää jäännösjännityksiä. Pintakäsittely Tiettyihin sovelluksiin käytettävät kylmätyövälineet pinnoitetaan kulumiskestävyyden parantamiseksi ja kitkan vähentämiseksi. Yleisimmin käytetyt menetelmät ovat typetys ja pinnoitus kulutusta kestävällä kerroksella (PVD ja CVD). Uddeholm Vanadis 30 soveltuu erittäin hyvin pinnoitettavaksi titaanikarbidilla ja -nitridillä. Karbidien tasainen jakautuminen mikrorakenteessa edesauttaa pinnoituksen kiinnittymistä ja vähentää karkaisussa syntyviä mittamuutoksia. Tämän sekä suuren lujuuden ja sitkeyden ansiosta Uddeholm Vanadis 30 on ihanteellinen perusaine erittäin kovaa kulutusta kestäville pinnoitteille.
4 (5) Typetys Nopea upotus suolakylpyyn tuottaaa työvälineeseen typettyneen 2 20 µm paksuisen diffuusiovyöhykkeen. Meistin pintojen kitka pienenee ja käyttöikä pitenee. Työstöryhmä ISO K20, P10 P20 K15, P10 * Käytä kulutusta kestävää CVD-a kovametalliterää. Jyrsintä Taso- ja kulmajyrsintä PVD PVD (Physical Vapour Deposition) on menetelmä, jolla saadaan kulumista kestävä pinnoite 200 500 C:ssa. Koska Vanadis 30 päästetään korkeassa lämpötilassa (560 C), mittamuutoksista ei pinnoituksen yhteydessä ole vaaraa. V c m/min Syöttö f z mm/hammas Lastuamissyvyys a P mm Työstöryhmä ISO Karkeajyrsintä Jyrsintä kovametallilla Hienojyrsintä 40 80 80 110 0,2 0,4 0,1 0,2 2 4 2 K20 P20 K15 P15 kovametalli tai cermet* CVD CVD (Chemical Vapour Deposition) on menetelmä, jolla saadaan kulumista kestävä pinnoite noin 1000 C:ssa. Työvälineet tulisi karkaista ja päästää alipaineuunissa pintakäsittelyn jälkeen. Lastuamisohjeet Alla olevat lastuamisarvosuositukset ovat ohjeellisia ja ne on sovitettava kulluinkin vallitseviin olosuhteisiin. Lisätietoja on Uddeholmin julkaisussa Lastuamisarvosuorituksia. Materiaali: pehmeäksihehkutettu n. 300 HB Sorvaus Syöttö f mm/kierros Sorvaus kovametallilla Karkeasorvaus Hienosorvaus 80 110 110 140 10 15 0,2 0,4 0,05 0,2 0,05 0,3 * Käytä kulutusta kestävää CVD-a kovametalliterää. Tappijyrsintä Täyskovametalli Jyrsintyyppi Sorvaus pikateräksellä Hienosorvaus Kovametallikääntöterä Pikateräs 2) 34 45 70 90 12 16 Syöttö f Z mm/hammas 0,01 0,2 1) 0,06 0,2 1) 0,01 0,3 1) K15 Työstöryhmä P10 P20 ISO kovametalli 3) 1) Riippuen radiaalisesta lastuamissyvyydestä ja jyrsimen halkaisijasta. 2) Pinnoittamatonta pikateräsjyrsintä ei suositella. 3) Käytä kulutusta kestävää CVD-a kovametalliterää. Lastuamissyvyys a P mm 2 4 0,5 2 0,5 3
5 (5) Poraus PikateräSKIERUKKAPORAT Poran halkaisija mm 5 5 10 10 15 15 20 * Pinnoitetulle pikateräsporalle V C = 14 16 m/min Kovametalliporat Kääntöterä Poratyyppi Kovametallipora Syöttö f mm/kierros 0,05 0,15 0,25 0,20 0,20 0,25 0,25 0,35 Juotettu kovametallipora 1) V C 100 130 50 70 25 35 m/min Syöttö f mm/kierros 0,05 0,15 2) 0,10 0,25 2) 0,15 0,25 2) 1) Porat, joissa on irrotettava tai juotettu kovametalliterä. 2) Riippuen poran halkaisijasta Hionta Alla olevassa taulukossa on esitetty yleisluonteisia hiomalaikkasuosituksia. Lisätietoja löytyy Uddeholmin julkaisusta Työkaluterästen hionta. Hiontamenetelmä Tasohionta suoralla laikalla Pehmeäksihehkutettu teräs A 46 HV Karkaistu teräs B151 R50 B3 1) A 46 HV 2) Segmenttihionta A 36 GV A 46 GV Pyöröhionta A 60 KV B151 R50 B3 1) A 60 KV 2) Sisäpuolinen hionta A 60 JV B151 R75 B3 1) A 60 IV Muotohionta A 100 JV B126 R100 B6 1) A 120 JV 2) 1) Käytä mieluiten CBN-laikkoja 2) Käytä mieluiten sintrattua Al 2 O 3 sisältävää laikkaa (seeded gel) Kipinätyöstö Kipinätyöstettäessä karkaistua ja päästettyä materiaalia työstö on lopetettava aina hienokipinätyöstöllä eli käyttämällä alhaista jännitettä ja suurta taajuutta. Tämän jälkeen kipinätyöstetty pinta pitäisi hioa/kiilottaa ja päästää työkalu noin 535 o C:ssa.