UDDEHOLM CALDIE®

UDDEHOLM is the world’s leading supplier of tooling materials. This

is a position we have reached by improving our customers’ everyday

business. Long tradition combined with research and product develop-

ment equips Uddeholm to solve any tooling problem that may arise.

It is a challenging process, but the goal is clear – to be your number one

partner and tool steel provider.

Our presence on every continent guarantees you the same high quality

wherever you are. ASSAB is our wholly-owned subsidiary and exclusive

sales channel, representing Uddeholm in various parts of the world.

Together we secure our position as the world’s leading supplier of

tooling materials. We act worldwide, so there is always an Uddeholm

or ASSAB representative close at hand to give local advice and support.

For us it is all a matter of trust – in long-term partnerships as well as in

developing new products. Trust is something you earn, every day.

For more information, please visit www.uddeholm.com, www.assab.com

or your local website.

UD

DEH

OLM

081102.300 / TRYC

KERI KNA

PPEN, KA

RLSTAD

200811070

CALDIE

Ogólne dane Caldie jest chromowo-molibdenowo-wanadową stalą stopową do pracy na zimno cechującą się: • Bardzo dobrą odpornością na wykruszanie i pękanie • Dobrą odpornością na zużycie ścierne • Wysoką twardością (>60HRC) po wysokim

odpuszczaniu • Dobrą stabilnością wymiarową podczas obróbki cieplnej

i pracy • Doskonałymi właściwościami hartowania skrośnego • Dobrą obrabialnością i ścieralnością • Doskonałą polerowalnością • Dobrymi właściwościami obróbki powierzchniowej • Dobrą odpornością na odpuszczanie wtórne • Bardzo dobre właściwości WEDM

Skład chemiczny % C 0,7

Si 0,2

Mn 0,5

Cr 5,0

Mo 2,3

V 0,5

Specyfikacja standartowa Brak odpowiedników

Stan dostawy Zmiękczona do około 215 HB

Kod kolorystyczny Biały / szary

Zastosowania Stal Caldie jest odpowiednia dla krótkich i średnich serii produkcyjnych gdzie wykruszanie i/lub pękanie są dominującymi mechanizmami uszkodzeń oraz wszędzie tam gdzie wysoka wytrzymałość na ściskanie (twardość powyżej 60 HRC) jest niezbędna. Czyni to Caldie doskonałym rozwiązaniem dla poważnych zastosowań do pracy na zimno, gdzie kombinacja twardości powyżej 60 HRC i wysokiej odporności na pękanie jest najważniejsza np. do wykrawania i formowania arkuszy stali o podwyższonej wytrzymałości. Stal Caldie jest także odpowiednia jako podłoże dla zastosowań gdzie pokrywanie powierzchniowe jest pożądane lub konieczne. Przykłady Do pracy na zimno • Wykrawanie gdzie wysoka ciągliwość i wytrzymałość są

konieczne w zapobieganiu wykruszania/pękania • Kucie na zimno i operacje formowania gdzie konieczna

jest kombinacja wysokiej wytrzymałości na ściskanie z dobrą odpornością na wykruszanie/pękanie

• Noże maszynowe • Szczęki płaskie do walcowania gwintów • Podłoże do pokrywania powierzchniowego

HPS • Zastosowania inżynieryjne gdzie ze względu na

wykruszania / pękania konieczne są wysoka ciągliwość i wytrzymałość.

Właściwości Poniższe dane są reprezentatywne dla próbki pobranej z środka prętów o wymiarach 203 x 80 i φ 102 mm. O ile nie określono inaczej wszystkie próbki zostały zahartowane w tempetaturze 1025°C (1875°F),hartowanie strumieniem gazu w piecu próżniowym i odpuszczone dwukrotnie w temperaturze 525°C (975°F) przez dwie godziny do 60-62 HRC. WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE Stal hartowana i odpuszczana do 60-62 HRC.

Temperatura 20°C (68°F)

200°C (390°F)

400°C (750°F)

Gęstość kg/m3

lbs/in3

7820 0,282

- -

- -

Współczynnik sprężystości MPA psi

213 000

31,2 x 106

192 000

27,8 x 106

180 000

26,1 x 106

Współczynnik rozszerzalności cieplnej °C od 20°C °F od 68°F

- -

11,6 x 10-6

6,4 x 10-6

12,4 x 10-6

6,9 x 10-6

Przewodność cieplna W/m °C Btu in (ft2h°F)

- -

24 174

28 195

Ciepło J/kg °C Btu /lb °F

460 0,11

- -

- -

ODPORNOŚĆ NA ŚCISKANIE Poniższa tabela przedstawia średnią odporność na ściskanie do twardości.

Twardość HRC

Odporność na ściskanie Rc0,2 (MPA)

58 2230 60 2350 61 2430

2

CALDIE

ODPORNOŚĆ NA WYKRUSZANIE Poniższy wykres przedstawia odporność na wykruszanie dla stali Caldie, AISI A2 i AISI D2.

Obróbka cieplna WYŻARZANIE ZMIĘKCZAJĄCE

Należy zabezpieczyć stal i nagrzać do 820°C (1510°F). Następnie schładzać w piecu o 10°C/h (20°F/h) do 650°C (1200°F), a następnie na powietrzu.

ODPRĘŻANIE

Po obróbce zgrubnej narzędzie powinno zostać nagrzane do 650°C (1200°F), przy czasie utrzymywania 2 godziny. Schładzać powoli do 500°C (930°F), a następnie na powietrzu. HARTOWANIE Temperatura podgrzewania: 600-650°C (1100-1200°F) i 850-900°C (1560-1650°F) podczas hartowania. Temperatura austenityzacji: 1000-1025°C (1830-1875°F), zazwyczaj 1020°C (1870°F). Czas wytrzymywania: 30 minut. Należy zabezpieczyć narzędzie przed odwęgleniem i utlenieniem podczas hartowania. ŚRODKI HARTOWNICZE • Szybkobieżny gaz / obieg powietrza • Piec próżniowy z gazem szybkobieżnym o

wystarczającym nadciśnieniu • Kąpiel hartowania stopniowego w temperaturze

500-550°C (930-1020°F) • Kąpiel hartowania stopniowego w temperaturze

200-350°C (390-660°F)

Uwaga: Narzędzie odpuszczamy z chwilą osiągnięcia temperatury około 50-70°C (120-160°F).

3

CALDIE

ODPUSZCZANIE Należy dobrać temperaturę odpuszczania w zależności od wymaganej twardości w oparciu o poniższe wykresy odpuszczania. Odpuszczać przynajmniej dwa razy stosując przy tym natychmiastowe chłodzenie do temperatury pokojowej. Najniższa temperatura odpuszczania wynosi 525°C (980°F). Minimalny czas utrzymywania w temperaturze wynosi 2 godziny.

4

CALDIE

Twardość, wielkość ziarna i austenit szczątkowy jako funkcja temperatury austenityzacji

ZMIANY WYMIAROWE

Zmiany wymiarowe zostały zmierzone po austenityzacji w temperaturze 1020°C (1870°F)/30 min poprzedzone hartowaniem w strumieniu gazu N2 przy chłodzeniu 1,1°C/s pomiędzy 800-500°C (1470-930°F) w komorze pieca próżniowego. Wymiary próbki: 100 x 100 x 100 mm (3,9 x 3,9 x 3,9 cala)

Obróbka powierzchniowa Stale narzędziowe mogą zostać poddane obróbce powierzchniowej w celu zredukowania tarcia i podniesienia odporności na ścieranie. Najpopularniejszymi metodami obróbki jest azotowanie i nakładanie powłok z odpornych na ścieranie warstw nanoszonych w procesach PVD i CVD. Wysoka twardość i ciągliwość w połączeniu z odpornością na zmiany wymiarowe czyni Caldie odpowiednim podłożem do nanoszenia różnych powłok. AZOTOWANIE I CYJANOWANIE W wyniku azotowania i cyjanowania gazowego powstaje twarda warstwa powierzchniowa, która jest bardzo odporna na zużycie i erozję. Twardość powierzchni po azotowaniu wynosi około 1000-1200 HV0,2 kg. Grubość powłoki powinna być dobrana do danego zastosowania. OSADZANIE FIZYCZNE Z FAZY GAZOWEJ (PVD) Osadzanie fizyczne z fazy gazowej (PVD) to metoda nakładania warstwy odpornej na zużycie w przedziale temperatur 200-500°C (390-930°F). OSADZANIE CHEMICZNE Z FAZY GAZOWEJ (CVD) Osadzanie chemiczne z fazy gazowej (CVD) stosowane jest do pokrywania warstwami odpornymi na zużycie w temperaturze około 1000°C (1830°F).

Spawanie

Dobre wyniki spawania stali można uzyskać jeśli zostaną zachowane odpowiednie środki ostrożności podczas operacji spawania. • Łączone materiały powinny być właściwie przygotowane • Spawania naprawcze powinny być przeprowadzone w

podwyższonej temperaturze. Nanieść dwie pierwsze powłoki elektrodą tej samej grubości i/lub prądem.

• Należy zawsze trzymać jak najkrótszą długość łuku. Elektroda winna być przyłożona pod kątem 90° do materiałów spawanych w celu zminimalizowania podtopienia. Elektroda powinna być trzymana pod kątem 75-80° w kierunku spawania.

• Dla dużych napraw, należy spawać początkowe warstwy z materiałem dodatkowym (buforowanie warstwy)

5

CALDIE

Spoiwo

TIG materiały pomocnicze do spawania Materiał pomocniczy Twardość po spawaniu

Typ AWS ER312 300 HB(dla powłok buforowanych) UTP ADUR 600 55-58 HRC UTP A696 60-64 HRC

MMA (SMAW) materiały pomocnicze do spawania Materiał pomocniczy Twardość po spawaniu

Typ AWS E312 300 HB (dla powłok buforowanych)

UTP 67S 55-58 HRC UTP 69 60-64 HRC UTP 7362 55-58 HRC

TEMPERATURA PREHARTOWANIA Temperatura narzędzia podczas całego procesu spawania powinna być utrzymana na równym poziomie.

Zmiękczone Utwardzone Twardość 215 HB 54-61 HRC Temperatura podgrzewania

250°C (480°F)

250°C (480°F)

Max. Temper. warstwy pośredniej

400°C (750°F)

400°C (750°F)

Mniejsze naprawy mogą być przeprowadzone w temperaturze pokojowej metodą TIG. OBRÓBKA CIEPLNA PO SPAWNAIU Zmiękczone Utwardzone Twardość 215 HB 58-61 HRC Szybkość chłodzenia

20-40°C (40-80°F)/h przez pierwsze 2 godziny potem na wolnym powietrzu < 70°C (160°F)

Obróbka cieplna Zmiękczanie Hartowanie

odpuszczanie

Odpuszczanie 510°C (950°F), 2h

Bardziej szczegółowe informacje dotyczące spawania można znaleźć w broszurze Uddeholm „Spawanie stali narzędziowych”. HARTOWANIE PŁOMIENIOWE Należy użyć sprzęt acetylenowo tlenowy o wydajności 800-1250 l/h. Ciśnienie tlenu 2,5 bar, ciśnienie acetylenu 1,5 bar. Wyregulować do naturalnego płomienia. Temperatura: 980-1020°C (1795-1870°F). Chłodzenie na powietrzu. Twardość powierzchni wynosi 58-62HRC i 41 HRC (400 HB) przy głębokości 2,5-3 mm (0,10”-0,12”).

Zalecane parametry obróbki skrawaniem Wartości podane poniżej to przybliżenia, które powinny zostać dopasowane do lokalnych warunków. Bardziej szczegółowe informacje można znaleźć w broszurze Uddeholm „Parametry obróbki skrawaniem”. Stan dostawy: Zmiękczone do około 220 HB TOCZENIE

Parametry obróbki Obróbka narzędziami z węglikiem spiekanym

Skrawanie narzę. ze stali szybkotnącej

Zgrubna Precyzyjna Skrawanie precyzyjne

Szybkość skrawania (vc)

m/min f.p.m.

140-190 460-620

190-240 620-785

15-20 50-65

Posuw (f) mm/obr. i.p.r.

0,2-0,4 0,008-0,016

0,05-0,2 0,002-0,008

0,05-0,3 0,002-0,012

Głębokość cięcia (ap) mm

mm cal

2-4 0,08-0,16

0,5-2 0,02-0,08

0,5-3 0,02-0,12

Kategoria węglika

ISO P20-P40 C6-C5 Pokryte

węglikiem

P10 C7

Pokryte węglikiem lub

ceramiką

- -

FREZOWANIE Frezowanie czołowe oraz frezowanie czołowe nożem kwadratowym

Parametry obróbki skrawaniem Obróbka narzędziami z węglika

Zgrubna Precyzyjna Szybkość skrawania (vc)

m/min f.p.m

130-160 430-525

160-200 525-656

Posuw (fz) mm/ząb cal/ząb

0,20-0,40 0,008-0,016

0,1-0,2 0,004-0,008

Głębokość skrawania (ap)

mm cale

2-4 0,08-0,16

0,5-2 0,02-0,08

Kategoria węglika

ISO P20-P40 C6-C5 Pokryte

węglikiem

P10-20 C7-C6 Pokryte

węglikiem lub ceramiką

6

CALDIE

Frezowanie walcowo-czołowe Obróbka elektroiskrowa (EDM)

Parametry Rodzaj frezu walcowo-czołowego obróbki skrawaniem

Stały węglik Wkładka z węglików

Narzędzia ze stali

szybkotnącej Szybkość skrawania (vc) m/min f.p.m.

110-140 360-460

100-140 330-460

18-231)

60-751)

Posuw (fz) mm/ząb cal/ząb

0,01-0,202)

0,0003-0,0082)

0,06-0,202)

0,002-0,0082)

0,01-0,302)

0,0003-0,0122)

Kategoria obróbki ISO

-

P20-P30 C6-C5

-

Jeżeli proces obróbki elektroiskrowej (EDM) odbywa się na materiale zahartowanym i odpuszczonym, wtedy należy zakończyć proces „precyzyjną obróbką iskrową”, tj. prądem o niskim napięciu i wysokiej częstotliwości. W celu otrzymania optymalnych wyników powierzchnia poddana obróbce elektroiskrowej powinna zostać przeszlifowana / wypolerowana a narzędzie powinno zostać poddane ponownemu odpuszczaniu w temperaturze 25°C (50°F) niższej niż oryginalna temperatura odpuszczania. Dodatkowe informacje można znaleźć w publikacji Uddeholm „Obróbka elektroiskrowa stali.

1) Dla frezów ze stali szybkotnącej vc = 32-38 m/min (105-125 f.p.m). 2) Zależy od średnicy wiertła Spawanie

WIERCENIE

Wiertła kręte ze stali szybkotnącej Wyniki spawania są akceptowalne dopóki zachowane są właściwe środki ostrożności podczas: przygotowania spoiwa, przygotowania materiałów pomocniczych, podgrzania narzędzia, kontrolowania procesu schładzania narzędzia i procesach obróbki cieplnej po spawaniu. Powyższe wskazówki są najważniejszymi elementami w procesie spawania.

Średnica wiertła

Szybkość skrawania (vc)

Posuw (f)

mm cale m/min f.p.m. mm/obr. i.p.r. -5 -3/16 15-20* 49-66* 0,05-0,10 0,002-0,004

5-10 3/16-3/8 15-20* 49-66* 0,10-0,20 0,004-0,008 10-15 3/8-5/8 15-20* 49-66* 0,20-0,30 0,008-0,012 15-20 5/8-3/4 15-20* 49-66* 0,30-0,35 0,012-0,014

Bardziej szczegółowe informacje znaleźć można w broszurze Uddeholm pt. „Spawanie stali narzędziowych”.

1) Dla wierteł ze stali szybkotnącej vc = 35-40 m/min (110-130 f.p.m).

Wiertła z węglika

Rodzaj wiertła Parametry obróbki

skrawaniem Wymienne Stały węglik Nakładka z

węglików spiekanych1)

Szybkość skrawania (vc) m/min f.p.m.

160-200 525-655

110-140 360-460

60-90 19-295

Posuw (fz) mm/obr. i.p.r.

0,05-0,152)

0,002-0,0062)

0,10-0,252)

0,004-0,012)

0,15-0,252)

0,006-0,012)

Metoda spawania TIG MMA Temperatura podgrzewania

200-250°C 390-485°F

200-250°C 390-485°F

Spoiwo UTP A696

UTP ADUR600 UTP 73G2

UTP 69 UTP 67S

UTP 73G2 Maksymalna temperatura warstwy pośredniej

350 °C (660°F)

350 °C (660°F)

Chłodzenie po spawaniu

20-40 °C/h (40-80°F/h) przez pierwsze 2 godziny, później na wolnym powietrzu

Twardość po spawaniu 54-62 HRC 55-62 HRC

Obróbka cieplna po spawaniu W stanie po hartowaniu

Odpuszczać w temperaturze 510°C (950°F) przez 2 godziny.

W stanie po wyżarzaniu zmiękczającym

Wyżarzanie zmiękczające według broszury „Zalecenia odnośnie hartowania”

1) Wiertło z wewnętrznymi kanalikami chłodzącymi i nakładką z węglików spiekanych. 2) Zależy od średnicy wiertła SZLIFOWANIE

Ogólne zalecenia dotyczące tarcz szlifierskich podano poniżej. Dodatkowe informacje znajdują się w publikacji Uddeholm „Szlifowanie stali narzędziowej”.

Zalecenia dotyczące ściernic

Rodzaj szlifowania Stal po miękkim wyżarzaniu

Po hartowaniu

Szlifowanie czołem ściernicy - ściernica prosta

A 46 HV

A 46 HV

Szlifowanie czołem ściernicy - segmenty

A 24 GV A 36 GV

Szlifowanie wałków A 60 KV A 60 KV Szlifowanie otworów A 46 JV A 60 IV Szlifowanie profilowe A 100 KV A 120 JV

7

CALDIE

Względne porównanie stali narzędziowych Uddeholm do pracy na zimno WŁAŚCIWOŚCI MATERIAŁU I ODPORNOŚĆ NA RÓŻNE MECHANIZMY USZKODZEŃ

Szczegółowe informacje Prosimy o kontakt z lokalnym biurem Uddeholm w celu uzyskania dodatkowych informacji dotyczących doboru, obróbki cieplnej, zastosowań i dostępności stali narzędziowych Uddeholm.

8