UDDEHOLMIN TERÄKSET KYLMÄTYÖSTÖÖN KÄYTTÖKOHDEOPAS kylmätyöstö
SISÄLLYS Johdanto... 3 Työvälineterästen perusasiat...... 4 Työvälineteräksen valinta...11 Työvälineen valmistus...14 Pintakäsittely...18 Tuoteohjelma...20 Uddeholmin työvälineteräkset kylmätyöstöön...22 toimitustilat ja tuotteet...25 kemiallinen koostumus...25 Maailmanlaajuinen palveluverkosto...26 Tämän julkaisun tiedot ovat ohjeellisia ja yleisluontoisia, eivätkä ne ole minkäänlaisena takuuna tuotteiden ominaisuuksista tai käyttösovelluksista. Uddeholm varaa itselleen oikeuden muuttaa tietoja ilman ennakkoilmoitusta. Ajantasaiset tuotetiedot sekä EU direktiivin 1999/45/EC mukaiset käyttöturvallisuustiedotteet ovat saatavissa internet-sivuiltamme www.uddeholm.fi. 2010-12-01 KYLMÄTYÖTERÄKSET 2
Johdanto Samaa osaa valmistavien puristimien rivistö oli aikaisempina vuosina yleinen näky tuotantolinjoilla. Yksittäisten työvälineiden aiheuttamat yllättävät seisokit eivät siten häirinneet tuotantoa kovinkaan paljon. Työvälineet korjattiin ja valmistettiin yleensä omalla työvälineverstaalla teräksistä, joita pidettiin varastossa muutamia lajeja. Työvälineen muoto, valmistustekniikka, valmistusmateriaali ja työstettävä materiaali vaikuttavat kaikki osaltaan tuottavuuden parantamiseen ja kustannusten alentamiseen. Paras tuottavuus saavutetaan oikein valituilla työvälineteräksillä, joiden suorituskyky vastaa nykyteknologian vaatimuksia. Kaiken kaikkiaan työstettävät materiaalit olivat yksinkertai sempia ja puristimien käyttönopeudet alhaisempia. Vakavia työ välineiden rikkoutumisia sattui harvoin. Tuotantotekniikka on kehittynyt kuitenkin huimasti. Koneil ta ja tuotantolaitoksilta vaaditaan parempaa tarkkuutta ja tehokkuutta. Tuottavuuden ja alhaisten valmistuskustannusten merkitys on kasvanut olennaisesti. Pikapuristimet, joilla osat valmistetaan täsmälleen oikeaan aikaan entistä vaikeammin työstettävistä materiaaleista ovat yleistyneet. Työvälineiden valmistus on lisäksi usein ulkoistettu. Törmäysvaimennin Uddeholm Sleipner Uddeholm Vanadis 6 Uddeholm Vancron 40 Oven vahvikkeet Uddeholm Sleipner Uddeholm Vanadis 6 Uddeholm Vancron 40 A-pilari Uddeholm Sleipner Uddeholm Vanadis 6 Uddeholm Vancron 40 Kattokisko Uddeholm Sleipner Uddeholm Vanadis 6 Uddeholm Vancron 40 Etusivutuki Uddeholm Sleipner Uddeholm Vanadis 6 Uddeholm Vancron 40 Puskurin vahvike Uddeholm Vanadis 6 Uddeholm Vancron 40 Alapalkin vahvike Uddeholm Vanadis 6 Uddeholm Vancron 40 KYLMÄTYÖTERÄKSET 3
Työvälineterästen perusasiat Uddeholm auttaa monella tavoin työvälineterästen käyttäjiä. Maailmanlaajuinen markkinointi- ja myyntiorganisaatio toimittaa korkealaatuisia työvälineteräksiä yli 100 maassa. Tuoteohjelma kattaa useiden vakioteräslajien lisäksi myös teräslajeja, jotka on suunniteltu erityisesti vastaamaan kylmätyöstön vaatimuksia. Uddeholm auttaa asiakasta valisemaan työvälineeseen parhaiten soveltuvan työvälineteräksen. Teemme tämän tunnistamalla työvälineeseen kohdistuvat vauriomekanismit. Teräksen oikea valinta johtaa alhaisempiin työvälinekustannuksiin, alhaisempiin kunnossapitokustannuksiin ja vähentää seisokkien määrää. VAATIMUKSET KYLMÄTYÖSTÖSSÄ Oikein valitun työvälineteräksen tärkeys kasvaa työvälineelle asetettujen vaatimusten myötä. Mitä nämä vaatimukset ovat? riittävä kulumiskestävyys luotettava suorituskyky ja kestävyys ennenaikaista lohkeamista, halkeamista tai plastista muodonmuutosta vastaan Paras työvälineen kokonaistaloudellisuus ( = alhaisin mahdollinen kustannus yhtä valmistettua kappaletta kohti, kunnossapito mukaanluettuna) saavutetaan vain käyttämällä työvälineeseen parhaiten soveltuvaa teräslajia. C-pilari Kattokaari Uddeholm Sleipner Uddeholm Vanadis 6 Uddeholm Vancron 40 Uddeholm Sleipner Uddeholm Vanadis 6 Uddeholm Vancron 40 B-pilari Uddeholm Sleipner Uddeholm Vanadis 6 Uddeholm Vancron 40 Keskipalkin vahvike Uddeholm Sleipner Istuimen kallistin Uddeholm Sleipner Poikittaispalkki Uddeholm Sleipner Uddeholm Vanadis 6 Uddeholm Vancron 40 Istuimen runko Istuimen kisko Uddeholm Sleipner Uddeholm Vanadis 6 Uddeholm Vancron 40 Uddeholm Sleipner Uddeholm Vanadis 6 Uddeholm Vancron 40 KYLMÄTYÖTERÄKSET 4
TYÖVÄLINEEN MATERIAALI LÄMPÖKÄSITTELY TYÖVÄLINEEN SUUNNIT- TELU TYÖVÄLINEEN TUOTANTO TYÖVÄLINEEN HUOLTO TYÖSTETTÄVÄ MATERIAALI TUOTANTO-OLOSUHTEET Kuva 1. Työvälineen käyttöikään vaikuttavat tekijät kylmätyösovelluksissa TYÖVÄLINEEN SUORITUSKYKY Kylmätyöstövälineen suorituskyky riippuu useista tekijöistä (kuva 1). Usein työvälineen suorituskykyä arvioidaan valmistetun kappaleen laadun perusteella. Useimmissa sovelluksissa valmistetulta kappaleelta vaaditaan esim. tiettyä pinnanlaatua tai mittatarkkuutta. Kulunut tai vaurioitunut työväline tuottaa hylkykappaleita ja työväline on kunnostettava tai korvattava uudella. Työstettävällä materiaalilla itsessään on oleellinen vaikutus vauriomekanismeihin. Kuvassa 3, sivulla 6 esitetään kylmätyöstössä useimmin esiintyvät vauriomekanismit. VAURIOMEKANISMIEN JA TYÖVÄLINE- TERÄKSEN OMINAISUUKSIEN VÄLINEN YHTEYS ABRASIIVINEN KULUMINEN Abrasiivista kulumista esiintyy, kun työstettävä materiaali on kovaa ja/tai sisältää kovia partikkeleita kuten oksideja tai karbideja. Kovat partikkelit hankaavat työvälinen pintaa (kuva 2). Esimerkki pistimen abrasiivisesta kulumisesta on sivulla 7, valokuvassa 1. Abrasiivinen kuluminen on vallitseva vauriomekanismi esim. karkaistuja teräksiä, keraameja tai puuta työstettäessä.työvälineteräksen ominaisuudet, jotka ehkäisevät abrasiivista kulumista ovat: suuri kovuus runsas karbidien määrä karbidien suuri kovuus karbidien suuri koko. Liikkeen suunta Kuluttava partikkeli Viime vuosina vauriomekanismien ja työvälineterästen ominaisuuksien välistä yhteyttä on tutkittu paljon. Tietoa vauriomekanismien ja työvälineterästen ominaisuuksien välisestä yhteydestä on käytettävissä nyt enemmän. Työväline Kuluminen Kuva 2. Abrasiivinen kuluminen Työstettävä materiaali KYLMÄTYÖTERÄKSET 5
Kuluminen Lohkeilu Plastinen muodonmuutos ADHESIIVINEN KULUMINEN Adhesiivinen kuluminen tai syöpyminen on materiaalin siirtymistä metallin pinnalta toiselle, kun pinnat liukuvat toisiaan vasten. Pintojen välille syntyy mikrohitsejä. Metallin pinta ei ole koskaan täysin sileää, vaan pinnalla on mikroskooppisen pientä, irtohiukkasten muodostamaa karheutta. Kun nämä kaksi pintaa liukuvat toisiaan vasten, voi heikommasta materiaalista irrota hiukkasia toisen kappaleen pintaan. Esimerkki työvälineen ja työstettävän materiaalin adhesiivisesta kulumisesta on kuvassa 4. Jos mikrohitsi rikkoutuu työvälineen puolella, työvälineen pinnalta irtoaa pieniä työvälineteräshiukkasia ja lopputuloksena on adhesiivinen kuluminen. Jos mikrohitsit murtuvat työstettävän materiaalin puolella, työstettävän materiaalin hiukkaset syöpyvät kiinni työvälineen pintaan. Adhesiivinen kuluminen voi aiheuttaa myös lohkeilua. Väsymisvaurio alkaa vähitellen adhesiivisen kulumisen seurauksena. Mikrohalkeamat syvenevät ja levenevät vähitellen ja voivat johtaa laajaan pintarikkoumaan (lohkeiluun) ja jopa työvälineen täydelliseen rikkoutumiseen. Halkeilu/rikkoutuminen Esimerkki pistimen adhesiivisesta kulumisesta on valokuvassa 2 sivulla 7. Väsymissäröt näkyvät selvästi. Adhesiivista kulumista ja syöpymistä esiintyy yleensä työstettäessä pehmeitä, kiinni tarttuvia ja tahmeita metalleja, kuten alumiinia, kuparia, austeniittista ruostumatonta terästä tai niukkahiilisiä teräksiä. Syöpyminen on kuitenkin ongelma, jota esiintyy myös valmistettessa komponentteja lujista materiaaleista, kuten erikoislujista teräksistä. Syöpyminen Liikkeen suunta Mikrohitsejä Työväline Työstettävä materiaali Hiertorako = kuluminen Kuva 3. Yleisimmät vauriomekanismit kylmätyöstössä Kuva 4. Adhesiivinen kuluminen KYLMÄTYÖTERÄKSET 6
Adhesiivista kulumista ja syöpymistä voi ehkäistä vaikeuttamalla hiukkasten irtoamista materiaalista. Työvälineteräksen adhesiivista kulumista ehkäiseviä ominaisuuksia ovat: suuri kovuus alhainen kitkakerroin työvälineen ja työstettävän materiaalin välillä (sopiva topografia ja sopiva voitelu) hyvä vetositkeys pintakäsittely tai pinnoitus lisäävät kulumiskestävyyttä Uddeholmin jauhemetallurgisesti valmistettu, typpeä sisältävä Uddeholm Vancron 40 teräs kestää syöpymistä ja adhesiivista kulumista erittäin hyvin. Uddeholm Vancron 40 terästä käytetään useimmiten pinnoittamattomana. SEKAKULUMINEN Toisinaan adhesiivisen kulumismekanismin ohella työvälineteräksestä repeytyneet hiukkaset tarttuvat työstettävään materiaaliin ja aiheuttavat työvälineen pinnalla abrasiivista kulumista. Tällaista adhesiivisen ja abrasiivisen kulumisen yhteisesiintymistä kutsutaan sekakulumiseksi. Huom. sekakuluminen on mahdollista vain, kun sitä ennen esiintyy adhesiivista kulumista. Valokuva 1. Elektronimikroskooppivalokuva D2 materiaalista valmistetusta pistimestä, jossa abrasiivista kulumista (työstettävä materiaali 1 % C-teräs, 46 HRC). LOHKEILU Lohkeaminen tapahtuu usein silloin, kun työväline on ollut käytössä melko lyhyen ajan. Vauriomekanismin syy on vähäisten kuormitusvaihtelujen aiheuttama väsyminen. Aluksi työvälineen pintaan muodostuu pieniä halkeamia, joiden kasvaminen johtaa lopulta materiaalin lohkeamiseen. Hyvä vetositkeys ehkäisee lohkeilua. PLASTINEN MUODONMUUTOS Plastista muodonmuutosta esiintyy silloin, kun teräksen myötöraja ylittyy. Plastinen muodonmuutos vaurioittaa työvälinen pintaa tai aiheuttaa siihen muodonmuutosta. Työvälineteräksen plastista muodonmuutosta ehkäisee materiaalin suuri kovuus. Huom. Kovuutta määriteltäessä on otettava huomioon sen vaikutus sitkeyteen. HALKEILU Halkeaminen tapahtuu yleensä varoittamatta ja sen seurauksena työväline on korvattava uudella. Vaurion aiheuttaa halkeaman yhtäkkinen eteneminen. Halkeamat muodostuvat jännityskeskittymistä, esim. hionta- ja työstöjäljistä tai terävistä nurkista ja säteistä työvälineen muotoilussa. Kipinätyöstön seurauksena työvälineen pintaan muodostunut kerros on myös yleinen halkeamisen syy. Työvälineteräksen halkeilua ehkäiseviä ominaisuuksia ovat: alhainen kovuus hyvä mikrorakenteen sitkeys. Huom. Alhaisella kovuudella voi olla haitallisia vaikutuksia muihin vauriomekanismeihin. Näin ollen on parempi käyttää terästä, jonka mikrorakenne on sitkeä, sen sijaan että halkeamista yritetään ehkäistä alhaisella kovuudella. Valokuva 2. Elektronimikroskooppivalokuva D2 materiaalista valmistetusta pistimestä, jossa adhesiivista kulumista (työstettävä materiaali austeniittista ruostumatonta terästä). KYLMÄTYÖTERÄKSET 7
TYÖVÄLINETERÄSTEN TÄRKEÄT OMINAISUUDET Työvälineteräksen kestävyys eri vauriomekanismeja vastaan riippuu teräksen kemiallisesta koostumuksesta ja käytetystä valmistusmenetelmästä. Sivulla 25 olevassa taulukossa esitetään Uddeholmin kylmätyöterästen kemialliset koostumukset. Taulukko sisältää; korkealaatuisia vakioteräslajeja, erikoisvalmisteisia, iskunkestäviä teräslajeja sekä erittäin suorituskykyisiä, jauhemetallurgisesti valmistettuja teräslajeja. Uddeholmin kylmätyöterästen valikoimasta löytyy optimaalinen teräslaji lähes kaikkiin kylmätyösovelluksiin ja erilaisiin tuotantovolyymeihin. Taulukko 2 kuvaa kylmätyöterästen suhteellista kestävyyttä eri vauriomekanismeja vastaan. PERINTEISESTI VALMISTETUT TERÄKSET Perinteisellä menetelmällä valmistettujen terästen abrasiivinen kulumiskestävyys paranee siirryttäessä teräslajista Arne teräslajiin Sverker 21. Pitkään uskottiin, että työvälineen kuluminen on seurausta abrasiivisesta kulumisesta. Tästä syystä useimmilla vanhemmilla, käytössä vakiintuneilla kylmätyöteräksillä, kuten Sverker 21:llä tai Sverker 3:lla, on erinomainen abrasiivisen kulumisen kestävyys. Nämä teräkset toimivat hyvin kohteissa, joissa vallitseva vauriomekanismi on abrasiivinen kuluminen, mutta ne eivät toimi yhtä hyvin kohteissa, joissa vauriomekanismeina on adhesiivinen kuluminen, lohkeilu tai halkeilu. Useimmat kylmä työsovelluksissa työstettävät materiaalit aiheuttavat työvälineisiin adhesiivista tai sekakulumista ja/tai lohkeilua ja halkeilua. Tästä syystä on kehitetty esim. Rigor teräslaji. UDDEHOLMIN VAKIOTERÄKSET KYLMÄ- TYÖVÄLINEIDEN RUNKO- JA TUKIOSIIN Uddeholmin teräslaji SLEIPNER SVERKER 21 FORMA UHB 11 Taulukko 3. AISI Kemiallinen koostumus % AISI D2 AISI 1148 0,9 1,55 0,18 0,50 C Si Mn 0,9 0,3 0,3 0,2 0,5 0,4 1,3 0,7 Uddeholmilla on myös perinteisesti valmistettuja iskunkestäviä teräksiä, jotka soveltuvat erityisesti lujien ja paksujen materiaalien meistoon ja muokkaamiseen. Nämä teräkset ovat Uddeholm Calmax sekä Uddeholm Unimax ja, joista kaksi viimeksi mainittua on valmistettu ESR (Electro Slag Remelting) -menetelmällä. UDDEHOLMIN KYLMÄTYÖTERÄSTEN SUHTEELLINEN KESTÄVYYS ERI VAURIOMEKANISMEJA VASTAAN Kulumiskestävyys Abrasiivinen Adhesiivinen kuluminen kuluminen Uddeholmin teräslaji AISI Kovuus/ plastisen muodonmuutoksen kestävyys ARNE O1 CALMA - CALDIE - RIGOR A2 SLEIPNER - SVERKER 21 D2 SVERKER 3 D6 UNIMA - VANADIS 4 Extra* - VANADIS 6* - VANADIS 10* - VANADIS 23* AISI M3:2 VANCRON 40* - * Jauhemetallurgisesti valmistetut teräslajit Väsymismurtuminen Sitkeys/ Sitkeys/ lohkeilunkestävyys halkeilunkestävyys KYLMÄTYÖTERÄKSET 8
JAUHEMETALLURGISESTI VALMISTETUT TERÄKSET Suorituskykyisten työvälineterästen kysyntä on kasvanut voimakkaasti, koska vaaditaan entistä alhaisempia työvälinekustannuksia valmistettua osaa kohti. Tämä onnistuu jauhemetallurgisesti valmistettujen terästen avulla. Perinteiset työvälineteräkset sulatetaan samalla tavoin kuin rakenneteräkset, yleensä kuitenkin pienempinä aihioina. Metallisula valetaan kokilleihin, aihiot taotaan, valssataan terästangoiksi, jotka pehmeäksihehkutetaan tai lämpökäsitellään. Valmiissa teräskangissa verkoista on muodostunut karbidi nauhoja, jotka heikentävät työvälineteräksen mekaanisia ominaisuuksia etenkin poikittaissuunnassa. Taonnan ja valssauksen aikaisesta voimakkaasta muokkautumisesta huolimatta työvälineteräksillä kuten Uddeholm Sverker 3 ja Uddeholm Sverker 21 karbidien tuottama hyvä kulumiskestävyys heikentää sitkeyttä. Suotautumat ja suuret karbidit sekä niiden haitalliset vaikutukset sitkeyteen voidaan välttää täysin toisen tyyppisellä valmistusmenetelmällä. Jauhemetallurgisella menetelmällä pystytään valmistamaan runsas seosteisia työvälineteräsaihioita, joissa makrosuotautumia ei esiinny. Seuraavaalla sivulla, kuvassa 6 on kaavio jauhemetallurgisesta valmistusmenetelmästä. Metallisula atomisoidaan ja siitä syntyvät pienet pisarat jähmettyvät erittäin nopeasti jauheeksi. Kapseliin pakattu jauhemainen jähmettynyt teräs tiivistetään isostaattisessa puristuksessa aihioksi, joka on valmis kuumatyöstettäväksi (taonta ja valssaus) kangen muotoon. Koska jauhemetallurgisella menetelmällä vältetään makrosuotautumien syntyminen, on tällä menetelmällä mahdollista valmistaa seostetumpaa terästä kuin perinteisellä menetelmällä. Pulveripuristuksessa käytettävä työväline. Jähmettymisen aikana valussa tapahtuu kuitenkin eriasteista seosaineiden suotautumista ja syntyy karbidiverkostoa, joka on tyypillistä runsasseosteisille työvälineteräksille. Kuumamuokkauksen aikana karbidiverkot hajoavat vähitellen, kuten kuva 5 osoittaa. Jähmettyneen aihion mikrorakenne Karbidiverkkoja Taotun kangen mikrorakenne Kuva 5. Karbidiverkot hajoavat kuumatyöstössä. KYLMÄTYÖTERÄKSET 9
Valokuvassa 3 on verrattu tavanomaisella menetelmällä valmistetun 12 % Cr-teräksen (Uddeholm Sverker 21) ja jauhemetallurgisesti valmistetun teräksen () mikrorakenteita. Jauhe metallurgi sissa teräksissä hyvin pienet ja erittäin kovat karbidit parantavat huomattavasti kulumiskestävyyttä ja samalla väsymislujuutta (joka puolestaan parantaa lohkeilun- ja halkeilunkestävyyttä). Perinteisellä menetelmällä valmistetussa teräksessä parempi lohkeilun- ja halkeilunkestävyys saavutetaan vain alentamalla kovuutta, mikä puolestaan taas heikentää kulumiskestävyyttä. Tästä syystä jauhemetallurgisesti valmistetuilla teräksillä (taulukko 2, sivulla 9) on parempi kulumiskestävyys (sekä abrasiivinen että adhesiivinen) ja lisäksi parempi lohkeilunkestävyys. Jauhemetallurgisten terästen kehittämisessä on keskitytty tähän saakka enimmäkseen työvälineiden kulumis- ja lohkeamisvaurioiden estämiseen. Uusin innovaatio jauhemetallurgiateknologiassa ja työvälineterästen valmistuksessa on teräksen typettäminen. Typetyksellä teräkseen saadaan erinomainen kestävyys kitkasyöpymistä vastaan ilman, että terästä tarvitsee pintakäsitellä tai pinnoittaa. Näin valmistettu teräs on Uddeholm Vancron 40. Kaikki Uddeholmin jauhemetallurgiset teräslajit on valmistettu hyödyntäen uusinta teknologiaa, jonka ansiosta teräksiin saadaan mahdollisimman korkea puhtausaste. Valokuva 3. Perinteisellä menetelmällä valmistetun 12% Cr-teräksen (Uddeholm Sverker 21) ja jauhemetallurgisesti valmistetun kylmätyöteräksen () mikrorakenteet. Uddeholm Sverker 21 Pulveripuristettujen komponenttien sintrausta. Kuva 6. Kaavio työvälineteräksen valmistuksesta jauhemetallurgisella menetelmällä. KYLMÄTYÖTERÄKSET 10
Työvälineteräksen valinta Työvälineteräs valitaan käyttökohteeseen siinä vallitsevien vauriomekanismien perusteella. Valinta vaatii muutakin kuin terästen ominaisuuksien tuntemista. On myös otettava huomioon valmistettavien tuotteiden määrä, työstettävän materiaalin tyyppi, paksuus ja kovuus. Perusohje työvälineteräksen valinnassa on, että ensin jätetään huomiotta muut vauriomekanismit kulumista lukuunottamatta. Kulumiskestävyys valitaan valmistetta vien osien määrän perusteella. Seuraavassa esitetään muutamia yksinkertaisia esimerkkejä vaiheittain etenevästä valinnasta. MÄÄRITTELE KULUMISTYYPPI Seuraavat työstettävän materiaalin ominaisuudet on otettava huomioon vallitsevan kulumistyypin (abrasiivinen, adhesiivinen, sekakuluminen) määrittelyssä: työstettävän materiaalin tyyppi työstettävän materiaalin kovuus materiaalissa esiintyvät kovat partikkelit. Tämä on kaikkein tärkein vaihe, koska se määrää, millainen kulumiskestävyys työvälineteräksellä pitää olla. LOHKEILUN TAI PLASTISEN MUODON- MUUTOKSEN VAARA Riski lohkeilun tai plastisen muodonmuutoksen mahdollisuudesta eli se, vaaditaanko suurta sitkeyttä ja/vai suurta kovuutta, määräytyy seuraavien seikkojen perusteella käyttösovellus työstettävän materiaalin paksuus ja kovuus valmistettavien kappaleiden geometria. Työvälineen käyttäjällä on yleensä kokemusta näistä asioista. HALKEILUVAARA Seuraavien kohtien avulla voidaan määritellä mahdollinen halkeamisriski eli se, onko tarpeen valita sitkeä ja/vai kohtalaisen kova teräs käyttösovellus valmistettavan kappaleen geometria työvälineen rakenne ja koko työstettävän materiaalin paksuus ja kovuus. VALMISTETTAVIEN OSIEN MÄÄRÄ Erittäin pitkät valmistussarjat vaativat usein useamman kuin yhden työvälineen ja materiaalin on oltava erittäin korkeatasoista terästä, jotta työvälinekustannukset pysyisivät mahdollisimman edullisina. Toisaalta lyhyisiin tuotantosarjoihin voi riittää niukemmin seostettu teräs. Jonotyöväline KYLMÄTYÖTERÄKSET 11
TYÖVÄLINETERÄKSEN VALINTA Työvälineteräs, jolla on paras kestävyys käyttökohteessa esiintyviä vauriomekanismeja vastaan, voidaan valita taulukossa 2, sivulla 9 annettujen tietojen perusteella. Teräsvalinnan suorittaminen: Esim. 1 Ohuen (0,5 mm) karkaistun teräsnauhan (45 HRC) meisto vallitseva vauriomekanismi on abrasiivinen kuluminen lohkeilu- tai halkeiluvaara geometrialtaan yksinkertaisia kappaleita työstettäessä on pieni, mutta kasvaa geometrian monimutkaistuessa plastisen muodonmuutoksen vaara on pieni, koska työstettävä materiaali on ohutta. Työvälineteräslaji Uddeholm Arne sopii keskikokoisiin työvälineisiin silloin, kun valmistussarja on lyhyt ja kappaleen geometria yksinkertainen. Suurempiin työvälineisiin tarvitaan seostetumpaa terästä, jolloin karkenevuus on parempi. Uddeholm Calmax on silloin hyvä vaihtoehto. Pitempiin valmistussarjoihin, joissa vaaditaan enemmän abrasiivisen kulumisen kestävyyttä, Uddeholm Sverker 21 on hyvä valinta sellaisiin kappaleisiin, joiden geometria on melko yksinkertainen. Monimutkaisimpiin kappaleisiin, joissa halkeamisvaara on suurempi valitaan Uddeholm Vanadis 6. Erittäin pitkissä valmistussarjoissa vaaditaan erinomaista abrasiivisen kulumisen kestävyyttä ja silloin teräkseksi valitaan Uddeholm Vanadis 10 (sekä geometrialtaan yksin kertaisiin että monimutkaisiin kappaleisiin). puolestaan on selvä valinta pitempiin tai erittäin pitkiin geometrialtaan yksinkertaisten tai monimutkaisten kappaleiden valmistussarjoihin. VALMISTUSSARJAN PITUUTEEN PERUSTU- VA TERÄSVALINTA Se, mitä pidetään lyhyenä, keskipitkänä tai pitkänä valmistus sarjana, perustuu yleensä kokemukseen. Lyhyinä sarjoina pidetään usein alle 100.000 kappaleen valmistusta, keskipitkänä 100.000 1.000.000 kappaleen valmistusta ja pitkänä valmistussarjana yli 1.000.000 kappaleen valmistusta. Tämä ryhmittely ei kuitenkaan ota huomioon kovuuden ja paksuuden vaikutusta, vaikka ne molemmat lisäävät alttiutta lohkeilun ja halkeilun esiintymiseen. Jotta nekin tulisi otettua huomioon, sarjojen pituudet voidaan määrittää seuraavasti: Lyhyet sarjat: yksi työväline, jonka materiaali on suoritus kyvyltään alemman ryhmän terästä pystyy valmistamaan halutun määrän kappaleita. Keskipitkät sarjat: yksi työväline, jonka materiaali on suorituskyvyltään keskiluokkaan kuuluvaa terästä pystyy valmistamaan halutun määrän kappaleita. Pitkät sarjat: useampi työväline, joiden materiaali on suorituskyvyltään keskiluokkaan kuuluvaa terästä vaaditaan valmistamaan haluttu määrä kappaleita. Suorituskyvyltään parhaasta teräksestä valmistettu työväline tuottaa aina taloudellisesti parhaimman tuloksen. Esim. 2 Paksun (5 mm) ja pehmeän (150 HV) austeniittisen ruostumattoman teräksen meisto vallitseva vauriomekanismi on adhesiivinen kuluminen halkeamis- tai lohkeamisriski on huomattava plastisen muodomuutoksen riski on kohtalainen, mutta se voidaan välttää käyttämällä riittävän kovaa materiaalia. Uddeholm Calmax on hyvä valinta geometrialtaan yksinkertaisten tai monimutkaisten osien lyhyisiin valmistussarjoihin. Hienomeistotyöväline (Kuva: Feintool, Sveitsi) KYLMÄTYÖTERÄKSET 12
Uddeholmin kylmätyöteräkset voidaan jakaa kolmeen ryhmään valmistuserän pituuden mukaan (taulukko 4). Jokaisessa ryhmässä on erityyppisiä teräslajeja. Sopivimman teräslajin valinta käyttökohteeseen ja valmistussarjaan määräytyy vallitsevien vauriomekanismien perusteella. Teräsvalinta perustuu hyvin usein aikaisemmasta tai samantyyppisestä tuotannosta saatuun kokemukseen. Vertailu eri teräslajien vauriomekanismien kestävyydestä on esitetty taulukossa 2 sivulla 9. Yleisohje teräsvalinnassa on pyrkiä rajoittamaan lohkeilu ja halkeilu mahdollisimman vähiin, vaikka se merkitsisi suurempaa työvälineen kulumista. Kulumisella on muutamia etuja lohkeiluun ja halkeiluun verrattuna. Se on ennakoitavissa ja siitä johtuvat kunnossapitokustannukset ovat huomattavasti alhaisemmat. Kunnossapidon suunnittelu on helpompaa ja kalliit tuotantoseisokit voidaan välttää. Jos kokemus aiemmasta tai samantyyppisestä tuotannosta puuttuu, voi alla olevaa taulukkoa käyttää ohjeena sopivan teräksen valinnassa. UDDEHOLMIN KYLMÄTYÖTERÄSTEN VALINTA VALMISTUSSARJOJEN PITUUDEN JA VALLITSEVIEN VAURIOMEKANISMIEN PERUSTEELLA Valmistussarjan pituus Adhesiivinen kuluminen Sekakuluminen Abrasiivinen kuluminen Lyhyt ARNE 54 56 HRC ARNE 54-58 HRC ARNE 54-60 HRC CALMA 54-59 HRC CALDIE 56-62 HRC UNIMA 54 58 HRC Keskipitkä CALMA 54 58 HRC CALDIE 58-62 HRC SLEIPNER 60-64 HRC UNIMA 54 58 HRC RIGOR 54-62 HRC SVERKER 21 58-62 HRC CALDIE 58 60 HRC SLEIPNER 58-63 HRC SLEIPNER 56 62 HRC Pitkä VANADIS 4 Extra 58 62 HRC VANADIS 4 Extra 58-63 HRC SVERKER 3 58-62 HRC VANCRON 40 60 64 HRC VANADIS 6 60-64 HRC VANADIS 6 60-64 HRC VANADIS 10 60-64 HRC Taulukko 4. Uddeholm Vancron 40 teräksestä valmistettu työväline tiskikoneen osien valmistukseen. KYLMÄTYÖTERÄKSET 13
Työvälineen valmistus Jos työvälineeltä odotetaan mahdollisimman hyvää suorituskykyä mahdollisimman pienin kunnossapitokustannuk sin ja seisokein, on työvälineen huolellinen valmistaminen yhtä tärkeää kuin oikeanlaisen teräksen valinta. Huolimaton työ voi vaikeuttaa valmistusta monella tavoin. Lisäksi työvälineen suorituskyky saattaa heiketä olennaisesti. Työvälineen valmistuksessa tehdyt virheet voivat nimittäin pahentaa vauriomekanismien vaikutuksia. TYÖVÄLINEEN SUUNNITTELUA KOSKEVAT PERUSOHJEET On selvää, että työväline on suunniteltava huolellisesti. Tiettyyn käyttökohteeseen ja tietylle materiaalipaksuudelle suunniteltu työväline ei välttämättä toimi paljon paksumman ja/tai kovemman materiaalin työstössä, vaan se voi ylikuormittua pahasti. Seuraavien perusohjeiden avulla voidaan ehkäistä ennenaikaista rikkoutumista lämpökäsittelyssä tai käytössä: Suunnittele ulkomitat riittävän suuriksi, jotta työvälineestä tulee tarpeeksi luja ja tukeva. Vältä teräviä kulmia ja käytä nurkissa riittävän suuria säteitä. Jos mahdollista, älä suunnittele työvälineeseen vierekkäisiä paksuja ja ohuita lohkoja. Vältä mahdollisia jännityshuippuja, esim. kylmämeistoa, rouhintatyöstöä tai jyrsimen jälkiä. Jätä riittävästi tilaa reikien ja reunojen väliin. Monimutkaiset työvälineet on parasta koota erillisistä osista, joiden lämpökäsittely on varmempaa ja korjaaminen tai vaihtaminen helpompaa. Jos näin ei tehdä työväline saattaa haljeta lämpökäsittelyssä (sammutuksessa) tai tuotannossa työpinnoilla voi tapahtua plastista muodonmuutosta työvälineen kulumiskestävyys heikkenee. HIONTA Oikea hiontatekniikka helpottaa työvälineen valmistusta ja parantaa työvälineen suorituskykyä. Hionnan aikana korkean lämpötilan, kitkan ja paineen vaikutuksesta työvälineen pinnalle muodostuvia jännityksiä voidaan alentaa käyttämällä kunnolla teroitettuja, vapaasti leikkaavia hiomalaikkoja rajoittamalla hiontapainetta/aineenpoistonopeutta tai lastuamissyvyyttä käyttämällä runsaasti jäähdytysnestettä. Runsasseosteisista teräksistä valmistetut työvälineet, jotka on päästetty matalissa lämpötiloissa, ovat erittäin herkkiä hiottavia. Nyrkkisääntö on: mitä kovempi teräs, sitä pehmeämpi hiomalaikka ja päinvastoin. HIILENKATO Työvälineterästen valmistuksessa on lähes mahdotonta kokonaan estää hiilen hapettumista kangen pinnalla. Hiilenkadon aste riippuu teräksen analyysistä sekä siitä, miten kankea on kuumennettu. Joskus pinnalla ei ole lainkaan yhtenäistä, hiilenkadolle altistunutta kerrosta, vaan alueita, jotka sisältävät vähemmän hiiltä kuin kangen muu osa. On tärkeää poistaa hiilenkadolle altistunut kerros ennen kuin kangesta aletaan valmistaa työvälinettä. Kohomesti KYLMÄTYÖTERÄKSET 14
Jos hiontaa ei tehdä oikein, voi seurauksena olla: teräksen pintakovuus heikkenee (liian korkea lämpötila), mikä heikentää kulumiskestävyyttä. hiotut pinnat voivat uudelleenkareta. Sen seurauksena voi muodostua hiontasäröjä ja työväline voi rikkoutua tai haljeta. työvälineeseen voi muodostua voimakkaita jännityksiä, jotka saattavat rikkoa työvälineen. Rouhintahionnan jälkeen on tärkeää poistaa jännityksiä sisältävä pintakerros viimeistelyhionnalla. Hiontajännityksiä voi laukaista myös jännitystenpoistohehkutuksella, joka tehdään edeltävää päästölämpötilaa n. 25 C alhaisemmassa lämpötilassa. On huomattava, että pintasäröjä syntyy helposti silloin, kun työväline on lämpökäsittelyssä ylikuumentunut, pitoaika ylitetty tai jos se ei ole kunnolla päästynyt. Syynä tähän on pehmeä jäännösausteniitti mikrorakenteessa. Hionnassa syntyvä lämpö ja paine muuttaa sen tavallisesti päästymättömäksi martensiitiksi. Tämän seurauksena työvälineen pintaan voi syntyä halkeamia. Työvälineen pintaan jääneet hiontajäljet voivat käytössä aiheuttaa seuraavia ongelmia: niihin voi syntyä jännityshuippuja, jotka saattavat aiheuttaa lohkeilua, hilseilyä tai jopa halkeamia. ne voivat aiheuttaa kiinnileikkautumista, etenkin jos ne esiintyvät poikittain metallin työstösuuntaan nähden. Trukin pölykapseli Syvävetotyöväline KYLMÄTYÖTERÄKSET 15
Kun työvälineen pinta on muuten viimeistelyhiottu, jäysteet hiotaan vielä huolella kevyesti käsin. Tämä vähentää leikkaavan särmän lohkeilu- tai hilseilyvaaraa tuotannon alussa. Erityisen tärkeää viimeistely on työvälineissä, joiden kovuus on suuri ja joita käytetään ohuiden materiaalien leikkaamiseen. Jauhemetallurgisesti valmistettujen Uddeholm Vanadis 4 Extra ja Vanadis 23 terästen hiottavuus on niiden mikrorakenteessa olevien erittäin pienten karbidien ansiosta huomattavasti parempi kuin vastaavien yhtä runsas seosteisten materiaalien. Lisätietoja ja hiomalaikkasuosituksia on Uddeholmin julkaisussa Työvälineterästen hionta. LÄMPÖKÄSITTELY Lämpökäsittelyn avulla materiaaliin saadaan sopivat mekaaniset ominaisuudet kuten kovuus, sitkeys ja lujuus. Pääasialliset lämpökäsittelyyn liittyvät ongelmat ovat: muodonmuutos mittamuutokset hiilenkato hiilettyminen karbidierkaumat raerajoilla (esieutektoidinen karbidi). MUODONMUUTOS Muodonmuutos lämpökäsittelyn jälkeen voi johtua: työstöjännityksistä termisistä jännityksistä muutosjännityksistä. Rouhintakoneistuksen jälkeen työväline pitäisi aina jännitystenpoistohehkuttaa työstöjännitysten alentamiseksi. Mahdolliset muodonmuutokset voidaan oikaista viimeistelytyöstössä ennen karkaisua. MITTAMUUTOKSET Teräksen mikrorakenteen muuttuessa syntyy muutosjännityksiä. Muutosten aiheuttamiin mittamuutoksiin on vaikea vaikuttaa muutoin kuin vaihtamalla teräslajia. Mittamuutoksia tapahtuu sekä karkaisussa että päästössä. Mittamuutoksia etukäteen arvioitaessa on karkaisussa ja päästössä tapahtuvat muutokset laskettava yhteen. Uddeholmin terästen teknisissä tuotelehdissä on lisä tietoja mittamuutoksista. HIILENKATO On tärkeää suojata työväline hapettumiselta ja hiilen kadolta. Paras suoja on tyhjiöuuni, jossa työvälineen pinta säilyy muuttumattomana. Hiilenkato heikentää kulumis kestävyyttä. HIILETTYMINEN Hiilettyminen on seurausta hiilen sitoutumisesta teräksen pintaan, jos teräksen suojaamiseen käytetyssä aineessa on vapaata hiiltä. Hiilettyminen aiheuttaa kovan, hauraan pintakerroksen työkalun pinnalle ja lisää lohkeilu- tai halkeiluvaaraa. ERKAUMAT RAERAJOILLA Karbidit voivat erkautua sammutuksessa, jos sammutus tapahtuu liian hitaasti. Karbidierkaumia esiintyy lähinnä raerajoilla ja ne aiheuttavat sitkeyden ja lopullisen kovuuden heikkenemistä. Lisätietoja on Uddeholmin julkaisussa Työ välineterästen lämpökäsittely. Termisiä jännityksiä syntyy työvälineen kuumennuksessa. Ne kasvavat, jos kuumentaminen tapahtuu nopeasti tai epätasaisesti. Työväline pitäisi aina kuumentaa niin hitaasti, että koko kappale lämpenee tasaisesti. Suuret ja monimutkaiset osat voidaan kuumentaa vaiheittain. Kuumentamista koskevat seikat pätevät myös sammutukseen. KYLMÄTYÖTERÄKSET 16
KIPINÄTYÖSTÖ Kipinätyöstössä on huomioitava, että lämpökäsitellyn teräksen pintakerros karkenee työstön aikana uudelleen ja tulee hauraaksi. Tämä johtaa usein lohkeiluun, väsymis säröihin ja heikentää työvälineen kestävyyttä. Ilmiön ehkäisemiseksi suosittelemme seuraavien ohjeiden noudattamista: Lopeta kipinätyöstö hienokipinöinnillä (matala virta, suuri taajuus). Hienokipinöinnissä on tärkeää, että elektrodin mitoitus on oikeanlainen, jotta karkeakipinätyöstössä syntynyt pintakerros (ks. valokuva 4) saadaan poistettua. Hienokipinöinnissä syntynyt pintakerros on poistettava mahdollisuuksien mukaan hiomalla tai kiillottamalla. Jos vaikuttaa siltä, ettei kipinätyöstön seurauksena syntynyttä kerrosta ole saatu poistettua kokonaan, työväline päästetään vielä kertaalleen työstön jälkeen lämpötilassa, joka on 15 25 C alhaisempi kuin aikaisempi päästölämpötila. LANKASAHAUS Lankasahauksella on helppo valmistaa monimutkaisia muotoja karkaistuista teräskappaleista. Karkaistut teräkset sisältävät kuitenkin aina jännityksiä, ja kun teräksestä poistetaan yhdellä kerralla suuria materiaalimääriä, kappaleessa voi tapahtua muodonmuutoksia tai se voi jopa haljeta. Halkeamista esiintyy yleensä vain melko paksuissa, esim. yli 50 mm ainevahvuuksissa. Halkeamisriskiä voidaan pienentää seuraavin tavoin: alentamalla yleistä jännitystasoa päästämällä kappale korkeassa lämpötilassa. Tämä vaatii teräkseltä hyvää päästönkestävyyttä. oikein suoritettu karkaisu ja kaksi päästöä ovat tärkeitä. Paksut kappaleet on hyvä päästää kolmesti. työkappale koneistetaan lähelle lopullisia mittoja ennen lämpökäsittelyä. poraamalla useita reikiä poistettavalle alueelle ja yhdistämällä ne sahaamalla ennen karkaisua ja päästöä. Lankasahauksessa syntyvä uudelleen karennut kerros on yleensä melko ohut ja sitä voidaan verrata hienokipinätyöstössä syntyvään kerrokseen. Kerros on kuitenkin usein tarpeeksi paksu aiheuttamaan lohkeilua tai halkeilua, etenkin geometrialtaan monimutkaisissa työkaluissa, joiden kovuus on suuri. Siksi on hyvä suorittaa karkeatyöstön jälkeen ainakin yksi sahaus hieno työstämällä. Usein vaaditaan joka tapauksessa yksi tai useampia hienotyöstöjä ennen kuin vaadittuihin mittatoleransseihin päästään. Lisätietoja on Uddeholmin julkaisussa Työvälineterästen kipinätyöstö. Valokuva 4. Uddeholm Sverker 21:n pinta karkeakipinätyöstön jälkeen. Valkoinen kerros on haurasta ja siinä on halkeamia. KYLMÄTYÖTERÄKSET 17
Pintakäsittely KAASUTYPETYS Kaasutypetyksellä saadaan aikaan kova pintakerros, jolla on hyvä abrasiivinen kulumiskestävyys. Kova, typetetty kerros on kuitenkin haurasta ja voi lohkeilla tai kuoriutua, jos työvälineeseen kohdistuu iskuja tai nopeita lämpötilan vaihteluita. Riski on sitä suurempi, mitä paksumpi kerros on. Työväline on karkaistava ja päästettävä ennen typetystä. Päästölämpötilan pitää olla n. 25 C korkeampi kuin typetyslämpötila. HIILITYPETYS Hiilitypetyksen tuottama pintakerros on yleensä ohuempi kuin plasma- tai tavallisen kaasutypetyksen tuottama kerros. Sitä pidetään myös sitkeämpänä ja liuku ominai suuksiltaan parempana. On havaittu, että hiilitypetetyt pistimet toimivat hyvin etenkin ohuiden, tahmeiden materiaalien kuten esim. austeniittisen ruostumattoman teräksen leikkauksessa. Typetetty pinta vähentää lävistimen ja työkappaleen välistä adhesiivista kiinnitarttumista. Seuraavat Uddeholmin kylmätyöteräkset voidaan typettää: Caldie, Calmax, Rigor, Sleipner, Sverker 21, Unimax, Vanadis 4 Extra, Vanadis 6, Vanadis 10 ja Vanadis 23. Uddeholm Vancron 40 terästä käytetään yleensä pinnoittamattomana estämään kitkasyöpymistä. Kuitenkin teräs on joskus tarpeen pinnoittaa, jos käytetyn sovelluksen pintapaine on erityisen suuri. Tällöin tulokset ovat erinomaisia. Pintakerroksen kovuus on 900 1250 HV 10 terästyypistä ja typetysmenetelmästä riippuen. PINNOITUS Pinnoitettua työvälineterästä voidaan käyttää useissa kylmätyösovelluksissa. Pinnoitusmenetelmä, työvälineen geometria ja toleranssi vaatimukset asettavat tiettyjä vaatimuksia työvälinemateriaalille. PVD (Physical Vapour Deposition) on menetelmä, jolla saadaan kulutusta kestävä pinta n. 500 C:n lämpötilassa. Nykyään pinnoitus on mahdollista vieläkin alhaisemmassa lämpötilassa. Menetelmä vaatii teräkseltä hyvää päästönkestävyyttä. Kappale pinnoitetaan karkaisun ja päästön jälkeen. CVD (Chemical Vapour Deposition) menetelmällä kulutusta kestävä pinta saadaan n. 1000 C:n lämpötilassa. CVD menetelmä vaatii karkaisun ja päästön tyhjiöuunissa pinnoituksen jälkeen. Menetelmä ei sovellu kovin hyvin sellaisiin työvälineisiin, joissa on tiukat toleranssit, koska lämpökäsittelyssä saattaa tapahtua mittamuutoksia. Uddeholmin kylmätyöteräkset Vanadis 4 Extra, Vanadis 10 ja Vanadis 23 soveltuvat erittäin hyvin titaanikarbidi-, titaaninitridi- ja titaanialumiininitridipinnoituksiin. Näissä teräksissä tasaisesti jakaantuneet karbidit edistävät pinnoitteen kiinnittymistä ja vähentävät karkaisussa syntyneiden mittamuutosten leviämistä. Niiden suuri lujuus parantaa lisäksi pinnoitteen kestävyyttä. Työvälineen pinnoittaminen tiettyyn käyttökohteeseen on suunniteltava huolella ottamalla huomioon mm. pinnoitteen tyyppi ja toleranssivaatimukset. Lisätietoja on saatavana Uddeholmilta. PVD-pinnoitettu tyyny ja meisti. Kova pinnoitusmateriaali on yleensä titaaninitridiä, titaanikarbidia tai titaanikarbonitridiä. Nykyään on saatavilla myös monia uusia pinnoitteita. Pinnoitteen kovuus ja alhainen kitka saavat aikaan paremman kulumis kestävyyden, joka alentaa kiinnileikkautumisriskiä. KYLMÄTYÖTERÄKSET 18
LEIKKAUSVÄLI Oikea leikkausväli määritellään työvälineen suunnittelu vaiheessa ja siinä otetaan huomioon työstettävän materiaalin paksuus ja kovuus. Riittämätön tai liian suuri väli voi aiheuttaa voimakasta työvälineen kulumista. Kun väli on todettu sopivaksi, on vielä varmistettava, että pistin on kohdistettu oikein tyynyn aukkoon, jolloin leikkauspaineet ovat tasaiset eikä työväline kulu epätasaisesti tai rikkoudu. YLEISIÄ TERÄSSUOSITUKSIA MEISTOTYÖVÄLINEISIIN Osa Uddeholmin teräslaji Kovuus HRC riippuen teräsvalinnasta 1 Tyyny ARNE, CALDIE, SLEIPNER, RIGOR, SVERKER 21, SVERKER 3, 54 65 VANADIS 4 Extra, VANADIS 6, VANADIS 10, VANADIS 23, VANCRON 40 2 Irtopala SVERKER 21 SVERKER 3, CALDIE, SLEIPNER, UNIMA, VANADIS 4 58 65 Extra, VANADIS 6, VANADIS 10, VANADIS 23, VANCRON 40 3 Irrotuslevy UHB 11, esikoneistettu 4 Pistimet ARNE, CALDIE, SLEIPNER, RIGOR, SVERKER 21, SVERKER 3, 54 65 UNIMA, VANADIS 4 Extra, VANADIS 6, VANADIS 10, VANADIS 23, VANCRON 40 5 Ohjauslevy UHB 11 6 Tyynyn tukilevy UHB 11 7 Pistimen kiinnityslevy ARNE, esikoneistettu 8 Painelaatta ARNE 58 60 9 Pistimen istukka UHB 11, FORMA 10 Tyynyn istukka UHB 11, FORMA 11 Levyaihion ohjain UHB 11, esikoneistettu KYLMÄTYÖTERÄKSET 19
Tuoteohjelma UDDEHOLMIN KYLMÄTYÖTERÄSTEN SAATAVUUS Pitkäaikainen kokemuksemme kylmätyöteollisuuden terästoimittajana ja yhteistyö asiakkaidemme kanssa on opettanut meidät tuntemaan alalla yleisimmin käytettävät mitat, teräslajit ja toleranssit. Uddeholmin terästen nopea saatavuus on paikallisten varastojen, luotettavan toimitusvarmuuden ja kattavan tuote- ja mittavalikoiman ansiota. PAIKALLISET VARASTOT Hyvän toimitusvalmiuden ylläpitämisessä on varastojen sijainnilla tärkeä merkitys. Uddeholmin maailmanlaajuinen myyntiorganisaatio varmistaa, että tuotteiden vakiomittaohjelmat ja varastot vastaavat paikallisten markkinoiden tarpeita. LUOTETTAVAT TOIMITUKSET ESIKONEISTETUT TERÄSLAATAT Koneistuskustannuksia voi vähentää jo suunnitteluvaiheessa rakentamalla työväline valmiiksi esikoneistetuista teräslaatoista, jotka on hiottu kaikilta sivuilta määrämittaisiksi. Uddeholm tarjoaa terästen työstöpalvelua asiakkailleen nykyaikaisella työstö- ja koneistuslaitteistollaan. ESIKONEISTETTU TERÄS Uddeholmin pitkä kokemus työvälinemateriaaleista on osoittanut, että esikoneistettujen kankien ja laattojen käyttäjien mielestä tärkeimät vaatimukset (tarkasti ohjatun analyysin ja sopivan mikrorakenteen lisäksi) ovat: tasomaisuuden ja paksuuden poikkeamien oltava määriteltyjen toleranssien sisällä jäännösjännitysten poistosta aiheutuvien muodonmuutosten riskin on oltava mahdollisimman pieni jatkojalostuksen aikana pinnan on oltava teknisesti hyvä. Maailmanlaajuinen jakeluverkostomme ja kattava tuoteohjelmamme muodostavat logististen palvelujemme perustan. Paikallisten varastojen toimintaa ohjaavat kehittyneet varasto- ja toimitusjärjestelmät. VALITSE OIKOTIE TUOTTAVUUTEEN! Esikoneistettujen terästen hankinta on erinomainen tapa vapauttaa työvälineiden valmistukseen sidottua kapasiteettia vaativampiin työvaiheisiin. Uddeholmin teräkset toimitetaan usean muotoisina ja eri tavoin viimeisteltyinä. Esikoneistettuja materiaaleja on saatavilla useissa eri teräslajeissa. Aina on mahdollista löytää sopiva vakiomitta kulloiseenkin työhön ja siten vähentää tarpeettoman ja kalliin koneistuksen määrää. Kaikkiin esikoneistettuihin mittoihin on jätetty työstövara, joka mahdollistaa viimeistelyn vakiomittaan. Ei kustannuksia hiilenkadolle altistuneiden pintojen poistamisesta. Lyhyempi valmistusaika; helpompi suunnittelu, tarkemmat laskelmat. Esikoneistettuja kankia, joiden pinta on hiottu poikittaissyötöllä. KYLMÄTYÖTERÄKSET 20
Laajan kehitys- ja investointiohjelman ansiosta Uddeholmilla on kattava valikoima esikoneistettuja kankia ja laattoja, joissa pinnan segmenttihiontaa on täydennetty ristiinhionnalla. Yllä mainittujen etujen lisäksi esikoneistettujen materiaalien käyttö tarjoaa seuraavia etuja: koneistuksen tarve lopullisiin mittoihin vähenee minimiin. 1030 mm pituiset kanget toimitetaan hiottuina/ esikoneistettuina seuraavilla toleransseilla: paksuus: + 0,40/+0,65 mm leveys: + 0,40/+0,80 mm 1800 2000 mm pituisten kankien toleranssit ovat: paksuus: 0/+0,20 mm leveys: 0/+0,40 mm HITSAUSAINEET Uddeholm Calmax, Carmo, Caldie ja Unimax kylmätyöteräslajeille on kehitetty teräslajikohtaiset hitsausaineet. Uddeholm Calmax/Carmo Weld ja Uddeholm Caldie Weld ovat emäspäällysteisiä hitsauspukkoja, joiden halkaisijat ovat 2,5 mm ja 3,2 mm. Uddeholm Calmax/Carmo TIG-Weld on hitsauslanka, jonka halkaisija on 1,6 mm. TIG-Weld on hitsauslanka, jonka halkaisijat ovat 1,0 mm ja 1,6 mm. Uddeholm Unimax TIG-Weld on hitsauslanka, jonka halkaisija on 1,6 mm. Esikoneistettuja materiaaleja on saatavilla useissa eri teräslajeissa. UDDEHOLM GRANSHOT Uddeholm Granshot on granulaatteina toimitettava metalliraaka-aine valettujen kappaleiden valmistamiseen. Granulaatit ovat heti käyttövalmiita. Lisäseostaminen ei ole tarpeen, joten sulatuksen jälkeen sula metalli on heti valmista valettavaksi. Granshot granulaatteja on saatavana valmiina seuraavina teräslajeina: Uddeholm Carmo Granshot Granshot Uddeholm Sverker 21 Granshot Uddeholm Fermo Granshot Materiaali on pakattu 200 l vetoisiin metallitynnyreihin. Teräslaji, paino ja sulatuserän numero on merkitty tynnyreittäin. KYLMÄTYÖTERÄKSET 21
UDDEHOLMIN TYÖVÄLINETERÄKSET KYLMÄTYÖSTÖÖN UDDEHOLM ARNE Uddeholm Arne on yleiskäyttöön soveltuva työvälineteräs, jonka ensisijaisia ominaisuuksia ovat hyvä lastuttavuus ja suuren pintakovuuden ja hyvän sitkeyden yhdistel- (AISI 01, W.-Nr. 1.2510) mä karkaisun jälkeen. Uddeholm Arne soveltuu lyhyiden valmistussarjojen työvälineisiin, tukilevyihin ja meistin kiinnityslevyihin. UDDEHOLM CALMA Uddeholm Calmax on työvälineteräs, jonka ominaisuuksia ovat suuri puristuslujuus, (W.-Nr. 1.2358) suuri pintakovuus karkaisun jälkeen, hyvä läpikarkenevuus, erityisen hyvä sitkeys, hyvä kulumiskestävyys (adhesiivinen kuluminen), hyvä karkenevuus liekki- ja induktiokarkaisussa sekä hyvä hitsattavuus (korjaushitsaukset). Uddeholm Calmax soveltuu lyhyiden ja keskipitkien valmistussarjojen kylmätyövälineisiin, joissa adhesiivinen kuluminen on vallitseva vauriomekanismi ja joissa lohkeamis- tai halkeamisriki on suuri, esim. paksujen materiaalien meisto ja muokkaus. UDDEHOLM CALDIE on työvälineteräs, jonka ominaisuuksia ovat erinomainen suuren puristuslujuuden ja lohkeilunkestävyyden yhdistelmä, hyvä karkenevuus, hyvä lastuttavuus ja hiottavuus, hyvä kipinätyöstettävyys ja hyvä adhesiivisen ja kohtalaisen hyvä abrasiivisen kulumisen kestävyys. soveltuu erittäin hyvin vaativiin, keskipitkien valmistussarjojen työvälineisiin, joissa tarvitaan erittäin hyvää suuren puristuslujuuden ja lohkeilunkestävyyden yhdistelmää, kuten esim. vaikeiden materiaalien ja vaikeiden muotojen kylmätaontaan ja erittäin lujien levyjen meistoon ja muovaukseen. on myös erinomainen perusmateriaali monentyyppisille pinnoitteille. UDDEHOLM RIGOR Uddeholm Rigor on työvälineteräs, jonka ominaisuuksia ovat hyvä lastuttavuus, suuri (AISI A2, W.-Nr 1.2363) puristuslujuus, hyvä karkenevuus, kohtuullinen sitkeys ja kulumiskestävyys (sekakuluminen). Uddeholm Rigor soveltuu keskipitkien valmistussarjojen työvälineisiin. UDDEHOLM SLEIPNER Uddeholm Sleipner on työvälineteräs, jonka ominaisuuksia ovat erittäin suuri puristuslujuus, hyvä karkenevuus, hyvä lastuttavuus ja hiottavuus, hyvä kipinätyöstettävyys, hyvä adhesiivisen ja myös abrasiivisen kulumisen kestävyys sekä hyvä lohkeilunkestävyys. Uddeholm Sleipner soveltuu monipuolisten ominaisuuksiensa ansiosta monentyyppisiin keskipitkien valmistussarjojen kylmätyövälineisiin. Uddeholm Sleipner on erityisen hyvä valinta lujien ja erittäin lujien levyjen meistoon ja muokkaukseen. UDDEHOLM SVERKER 3 (AISI D6, W.-Nr. 1.2436) Uddeholm Sverker 3 on työvälineteräs, jonka ominaisuuksia ovat suuri puristuslujuus, suuri pintakovuus karkaisun jälkeen, hyvä läpikarkenevuus ja erittäin hyvä kulumiskestävyys (abrasiivinen kuluminen). Uddeholm Sverker 3 soveltuu pitkien sarjojen valmistukseen sovelluksissa, joissa työstettävä materiaali on erityisen abrasiivista ja joissa sitkeysvaatimukset ovat alhaiset, esim. muuntajalevyjen meistoon ja keramiikan puristukseen. KYLMÄTYÖTERÄKSET 22
UDDEHOLMIN TYÖVÄLINETERÄKSET KYLMÄTYÖSTÖÖN UDDEHOLM SVERKER 21 (AISI D2, W.-Nr. 1.2379) UDDEHOLM UNIMA UDDEHOLM VANADIS 4 Extra UDDEHOLM VANADIS 6 UDDEHOLM VANADIS 10 Uddeholm Sverker 21 on työvälineteräs, jonka ominaisuuksia ovat suuri puristuslujuus, suuri pintakovuus karkaisun jälkeen, hyvä läpikarkenevuus ja erittäin hyvä kulumiskestävyys (abrasiivinen kuluminen). Uddeholm Sverker 21 soveltuu keskipitkien sarjojen valmistukseen sovelluksissa, joissa vallitseva vauriotyyppi on abrasiivinen kuluminen eikä lohkeamis- tai halkeamisriskiä juurikaan esiinny, esim. ohuehkojen, kovien materiaalien meistoon ja muokkaukseen. Uddeholm Unimax on työvälineteräs, jonka ominaisuuksia ovat erittäin hyvä lohkeilun- ja halkeilunkestävyys (sitkeys on hyvä kaikissa suunnissa), hyvä karkenevuus, hyvä lastuttavuus, ja hiottavuus, hyvä kipinätyöstettävyys ja hyvä adhesiivisen ja kohtuullisen hyvä abrasiivisen kulumisen kestävyys. Uddeholm Unimax soveltuu erityisesti keskipitkien sarjojen valmistukseen lukuisissa sovelluksissa, esim. vaativissa meisto- ja kylmämuokkaussovelluksissa, joissa vaaditaan erittäin hyvää lohkeilun- ja halkeilunkestävyyttä. on jauhemetallurgisesti valmistettu työvälineteräs, jonka ominaisuuksia ovat suuri puristuslujuus, suuri pintakovuus karkaisun jälkeen, erittäin hyvä läpikarkenevuus, erittäin hyvä lohkeilunkestävyys, erittäin hyvä kulumiskestävyys (adhesiivinen kuluminen) ja erittäin hyvä mitanpitävyys lämpökäsittelyssä. soveltuu monentyyppisiin pitkien valmistussarjojen työvälineisiin, joissa adhesiivinen kuluminen on vallitseva vauriomekanismi ja/tai lohkeamis- tai halkeamisriski on suuri, esim. paksujen materiaalien, kuten austeniittisen ruostumattoman teräksen, puolipehmeän teräksen, kuparin, erittäin lujien terästen ja alumiinin jne. meistoon ja muovaukseen. soveltuu hyvin pinnoitettavaksi. Uddeholm Vanadis 6 on jauhemetallurgisesti valmistettu työvälineteräs, jonka ominaisuuksia ovat erinomainen abrasiivisen/adhesiivisen kulumisen kestävyys, suuri puristuslujuus, suuri sitkeys, erittäin hyvä mitanpitävyys lämpökäsittelyssä ja tuotannossa, erittäin hyvä läpikarkenevuus ja päästönkestävyys. Uddeholm Vanadis 6 soveltuu pitkien valmistussarjojen työvälineisiin, joissa sekakuluminen (abrasiivinen/adhesiivinen) tai abrasiivinen kuluminen ja/tai lohkeaminen/halkeaminen ja/tai plastinen muodonmuutos ovat vallitsevia vauriomekanismeja. Uddeholm Vanadis 6 soveltuu hyvin pinnoitettavaksi. Uddeholm Vanadis 10 on jauhemetallurgisesti valmistettu työvälineteräs, jonka ominaisuuksia ovat suuri puristuslujuus, suuri pintakovuus karkaisun jälkeen, erittäin hyvä läpikarkenevuus, suuri sitkeys, erittäin hyvä kulumiskestävyys (abrasiivinen kuluminen) ja erittäin hyvä mitanpitävyys lämpökäsittelyssä. Uddeholm Vanadis 10 soveltuu hyvin pitkien valmistussarjojen työvälineisiin, joissa abrasiivinen kuluminen on vallitseva vauriomekanismi, esim. abrasiivisten materiaalien meisto ja muokkaus, sähköteknisten levyjen meisto, pituusleikkurin terät (paperi ja folio), syöttöruuvit jne. KYLMÄTYÖTERÄKSET 23
UDDEHOLM VANADIS 23 (AISI M3:2, W.-Nr. 1.3395) UDDEHOLM VANCRON 40 RUNKOMATERIAALIT UDDEHOLM FORMA UDDEHOLM UHB 11 (W.-Nr. 1.1730) Uddeholm Vanadis 23 on jauhemetallurgisesti valmistettu pikateräs, jonka ominaisuuksia ovat suuri puristuslujuus, suuri pintakovuus karkaisun jälkeen, erritäin hyvä läpikarkenevuus, suuri sitkeys, hyvä kulumiskestävyys (seka-/abrasiivinen kuluminen), erittäin hyvä mitanpitävyys lämpökäsittelyssä ja erittäin hyvä päästönkestävyys. Uddeholm Vanadis 23 soveltuu monentyyppisiin pitkien valmistussarjojen työvälineisiin, joissa seka- tai abrasiivinen kuluminen ovat vallitsevia vauriomekanismeja ja joissa työvälineen työpintojen plastinen muodonmuutosriski on suuri, esim. kylmävalssatun teräksen tai kovien materiaalien meisto. Uddeholm Vanadis 23 on erityisen hyvä perusaine PVD-pinnoitukselle. Uddeholm Vancron 40 on jauhemetallurgisesti valmistettu työvälineteräs, jonka ominaisuuksia ovat hyvä kestävyys kitkasyöpymistä vastaan, erittäin hyvä adhesiivisen kulumisen kestävyys, hyvä lohkeilun- ja halkeilunkestävyys, suuri puristuslujuus, hyvä läpikarkenevuus ja hyvä mitanpitävyys lämpökäsittelyssä. Kitkasyöpymiskestävyytensä ansiosta Uddeholm Vancron 40 soveltuu erittäin hyvin pitkien sarjojen tuotantoon, jossa normaalisti tarvittaisiin pinnoitusta estämään kitkasyöpyminen. Uddeholm Vancron 40 terästä ei tarvitse pinnoittaa useimmissa sovelluksissa. Uddeholm Formax on matalahiilinen teräs, joka soveltuu suuriin kiinnityslevyihin sekä keskisuurta lujuutta vaativiin tukilevyihin. Uddeholm Formax on helposti polttoleikattavaa hitsattavaaja hiiletyskarkaistava teräs. Uddeholm UHB 11 on keskihiilinen teräs, joka soveltuu kiinnityslevyihin sekä suurta lujuutta vaativiin tukiosiin. KYLMÄTYÖTERÄKSET 24
TOIMITUSTILAT JA TUOTTEET KANKIEN TOIMITUSTILAT MUUT TUOTTEET Työstämätön Rohintatyöstetty Reiällinen kanki Esikoneistettu Tarkkuustyöstetty Levyt Hitsauspuikot Granulaatti UDDEHOLM ARNE UDDEHOLM CALDIE UDDEHOLM CALMA UDDEHOLM RIGOR UDDEHOLM SLEIPNER UDDEHOLM SVERKER 3 UDDEHOLM SVERKER 21 UDDEHOLM UNIMA UDDEHOLM VANADIS 4 Extra UDDEHOLM VANADIS 6 UDDEHOLM VANADIS 10 UDDEHOLM VANADIS 23 UDDEHOLM VANCRON 40 UDDEHOLM FORMA UDDEHOLM UHB 11 KEMIALLINEN KOOSTUMUS Toimitus- Analyysi % C Si Mn Cr Mo W V S kovuus- Brinell UDDEHOLM ARNE 0,95 0,3 1,1 0,6 0,6 0,1 ~190 UDDEHOLM CALDIE 0,7 0,2 0,5 5,0 2,3 0,5 ~215 UDDEHOLM CALMA 0,6 0,35 0,8 4,5 0,5 0,2 ~185 UDDEHOLM RIGOR 1,0 0,3 0,6 5,3 1,1 0,2 ~215 UDDEHOLM SLEIPNER 0,9 0,9 0,5 7,8 2,5 0,45 ~235 UDDEHOLM SVERKER 3 2,05 0,3 0,8 12,7 1,1 ~240 UDDEHOLM SVERKER 21 1,55 0,3 0,4 11,8 0,8 0,8 ~210 UDDEHOLM UNIMA 0,5 0,2 0,5 5,0 2,3 0,5 ~185 UDDEHOLM VANADIS 4 Extra 1,4 0,4 0,4 4,7 3,5 3,7 ~230 UDDEHOLM VANADIS 6 2,1 1,0 0,4 6,8 1,5 5,4 ~255 UDDEHOLM VANADIS 10 2,9 0,5 0,5 8,0 1,5 9,8 ~275 UDDEHOLM VANADIS 23 1,28 0,5 0,3 4,2 5,0 6,4 3,1 ~260 UDDEHOLM VANCRON 40 1,1 0,5 0,4 4,5 3,2 3,7 8,5 1,8 (N) ~300 Muottirunkoteräkset UDDEHOLM FORMA 0,18 0,3 1,3 ~170 UDDEHOLM UHB 11 0,50 0,2 0,7 ~200 KYLMÄTYÖTERÄKSET 25