VANADIS 4 SUPER CLEAN. Acero pulvimetalúrgico de alto rendimiento para trabajo en frío

Transcripción

1 VANADIS 4 SUPER CLEAN Acero pulvimetalúrgico de alto rendimiento para trabajo en frío 1

2 Esta información se basa en nuestro presente estado de conocimientos y está dirigida a proporcionar información general sobre nuestros productos y su utilización. No deberá por tanto ser tomada como garantía de unas propiedades específicas de los productos descritos o una garantía para un propósito concreto. 2

3 Propiedades criticas del acero para obtener: UN BUEN RENDIMIENTO DE LA HERRAMIENTA Dureza adecuada a cada aplicación Alta resistencia al desgaste Alta ductilidad. La alta resistencia al desgaste se asocia normalmente con la baja ductilidad y viceversa. Sin embargo, para obtener un buen rendimiento de la herramienta es necesario, en la mayoría de casos, contar con una alta resistencia al desgaste y una también elevada ductilidad. VANADIS 4 es un acero pulvimetalúrgico para trabajo en frío que ofrece una combinación óptima de resistencia al desgaste y ductilidad para herramientas de alto rendimiento. FARBRICACION DE LA HERRAMIENTA Mecanibilidad Tratamiento térmico Estabilidad dimensional durante el tratamiento térmico Tratamiento de la superficie. La fabricación de herramientas con acero de alta aleación conlleva en general problemas de mecanizado y tratamiento térmico, cosa no tan común en aceros menos aleados. Lógicamente, ello puede incrementar los costos de fabricación de la herramienta. Gracias a su aleación cuidadosamente equilibrada y el proceso de fabricación pulvimetalúrgico, VANA- DIS 4 cuenta con una mecanibilidad equiparable al acero Una gran ventaja con la que cuenta VANADIS 4 es la estabilidad dimensional después de temple y revenido ya que es muchísimo mejor que la de de los otros aceros para herramientas pulvimetalúrgicos para trabajo en frío conocidos. Significa por tanto, que VANADIS 4 es adecuado para aplicar el recubrimiento CVD. Aplicaciones VANADIS 4 es particularmente adecuado para aplicaciones donde el desgaste adhesivo y/o abrasivo sean factores dominantes, por ejemplo: para materiales de trabajo blandos/adherentes tipo acero inoxidable austenítico, cobre, aluminio, etc., para material de trabajo grueso. Ejemplos: Corte y conformado Corte fino Extrusión en frío Compactación de polvo Embutición profunda Cuchillas. Aspectos generales VANADIS 4 es un acero aleado al Cromo-Molibdeno-Vanadio que se caracteriza por: Alta resistencia al desgaste Alta resistencia a la compresión Muy buenas propiedades de temple Muy buena ductilidad Excelente estabilidad dimensional después de temple y revenido Buena resistencia al revenido. Análisis C Si Mn Cr Mo V típico % 1,5 1,0 0,4 8,0 1,5 4,0 Estado de suministro Código de color Recocido blando a aprox. 235 HB Verde/blanco 3

4 Propiedades CARACTERISTICAS FISICAS Templado y revenido a una dureza de HRC. Temperatura 20 C 200 C 400 C Densidad kg/m Módulo de elasticidad N/mm Coeficiente de expansión térmica C a partir de 20 C 10,8 x ,9 x 10-6 Conductividad térmica W/m C Calor específico J/kg C 4 RESISTENCIA AL IMPACTO Resistencia al impacto aproximada a temperatura ambiente y a diferentes temperaturas de revenido. Dimensión de la probeta: 7 x 10 x 55 mm sin entalla. Temple a 1020 C. Enfriamiento al aire. Revenido dos veces. Tratamiento térmico RECOCIDO BLANDO Proteger el acero y calentar en toda su masa hasta 900 C. Enfriar al horno a 10 C por hora hasta alcanzar los 750 C, después libremente al aire. LIBERACION DE TENSIONES/ESTABILIZADO Después del desbaste la herramienta debe calentarse a 650 C, tiempo de mantenimiento 2 horas. Enfriar lentamente hasta alcanzar los 500 C, luego libremente al aire. TEMPLE Temperatura de precalentamiento: C. Temperatura de austenización: C, normalmente 1020 C. Para herramientas con secciones más gruesas >70 mm utilizar 10 C. Tiempo de mantenimiento: 30 minutos. Nota importante: Tiempo de mantenimiento = tiempo a temperatura de temple una vez la herramienta esté calentada en toda su masa. Un tiempo de mantenimiento inferior a 30 minutos resultará en una pérdida de dureza. Proteger la herramienta contra la decarburación y oxidación durante el temple. Energía de impacto, Dureza HRC C Temperatura de revenido (2h + 2h) MEDIOS DE ENFRIAMIENTO Vacío (gas forzado a suficiente sobrepresión) Baño de martemple o lecho fluidizado a C Baño de martemple o lecho fluidizado a C. Nota 1: Revenir la herramienta tan pronto su temperatura alcance C. Nota 2: A fin de obtener las propiedades óptimas de la herramienta, la velocidad de enfriamiento debería ser lo más elevada posible teniendo en cuenta una distorsión aceptable. Nota 3: El baño de martemple debe ser precedido de un enfriamiento a aire forzado si el espesor de la pared excede los 70 mm. El troquelado de precisión requiere alta ductilidad y resistencia al desgaste, especialmente cuando el material de trabajo es grueso. Se han obtenido resultados excelentes con ésta matriz de VANADIS 4 utilizada para troquelado de un material de 5 mm de espesor. 4

5 Dureza, tamaño de grano y austenita retenida en función de la temperatura de austenización. Tamaño de grano ASTM Dureza HRC Austenita retenida % 9 68 Tamaño de grano Dureza Austenita retenida C Temperatura de austenización REVENIDO La temperatura de revenido puede seleccionarse de acuerdo con la dureza requerida, y teniendo en consideración el gráfico inferior. Revenir dos veces y enfriar inmediatamente hasta alcanzar la temperatura ambiente. La temperatura de revenido más baja que deberá utilizarse es de 180 C. El tiempo mínimo de mantenimiento deberá ser de 2 horas. A fin de evitar la «fragilidad de revenido» no deberá revenirse entre C. Ver gráfico inferior. Gráfico de revenido Dureza HRC Austenita retenida % 66 Temperatura de austenización C 10 C C 1000 C Austenita retenida 1020 C C F Temperatura de revenido (2h + 2h) Dureza HRC 66 Temperatura de austenización C Austenita retenida 1100 C Austenita retenida % 1150 C C F Temperatura de revenido (2h + 2h)

6 Gráfico TTT Temperatura de austenización 1020 C. Tiempo de mantenimiento 30 minutos. Temperatura C AC1f C A C1s 865 C 800 Perlita Bainita 300 M s 200 Martensita Segundos Temp. Tiempo Dureza C. h HV , , , , , , , , , , , Minutos Horas Refrigeración 0,2 1, por aire de una barra, Ø mm Gráfico CCT Temperatura de austenización 1020 C. Tiempo de mantenimiento 30 minutos. Temperatura C M s Martensita Martensite Carburos Carbides Perlita Pearlite M f Bainita Bainite Segundos A C1f A C1s Curva de enfria- Dureza T miento N HV 10 (seg.) Minutos Horas 0,2 1, Refrigeración por aire de una barra, Ø mm 6

7 CAMBIOS DIMENSIONALES DURANTE EL TEMPLE Placa probeta: 100 x 100 x 25 mm Cambios dimensionales, % 0,08 0,04 0-0,04 Largo Ancho Espesor Probeta cúbica: 80 x 80 x 80 mm Cambios dimensionales, % 0,08 0,04 0-0,04 Largo Ancho Espesor TRATAMIENTO SUB-CERO Las herramientas que requieran una máxima estabilidad dimensional pueden ser tratadas mediante el método sub-cero del siguiente modo: Inmediatamente después del enfriamiento la pieza deberá tratarse mediante el método sub-cero entre 70 y 80 C, tiempo de inmersión 3 a 4 horas, seguido de un revenido. El tratamiento sub-cero creará el aumento de ~1 HRC en la dureza. Tratar de evitar formas intrincadas puesto que existiría riesgo de grietas o roturas. NITRURACION La nitruración proporciona a la herramienta una superficie dura resistente al desgaste y a la erosión. VANADIS 4 se reviene normalmente a altas temperaturas, alrededor de 525 C. Ello significa que la temperatura de nitruración empleada no deberá exceder los C. Es preferible la nitruración iónica a temperaturas por debajo de la temperatura de revenido utilizada. La dureza de la superficie una vez realizada la nitruración es de aproximadamente 1250 HV 0,2kg. El espesor de la capa deberá seleccionarse de acuerdo con cada aplicación. 980 C, 30 minutos 1020 C, 30 minutos 1050 C, 30 minutos CAMBIOS DIMENSIONALES DURANTE EL REVENIDO Cambios dimensionales, % +0,08 +0,04 0 Herramienta realizada con VANADIS 4 para troquelar chapa de 10 mm de espesor. 0,04 0, C Temperatura de revenido Nota: Los cambios dimensionales durante el temple y revenido son acumulativos. 7

8 Recomendaciones de mecanizado Los datos de corte mostrados a continuación deben ser considerados como guía debiendo ser adaptados a las condiciones específicas existentes. Estado de suministro: Recocido blando a aprox. 235 HB TORNEADO Torneado con métal duro Torneado con acero rápido Parámteros Torneado Torneado Torneado de corte de desbaste de fino fino Velocidad de corte (v c ) m/min Avance (f) mm/r 0,2 0,4 0,05 0,2 0,05 0,3 Profundidad de corte (a p ) mm 2 2 0,5 2 0,5 3 Grupo de mecnizado ISO K15* K15* * Utilizar plaquitas de metal duro revestido Al resistente al desgaste. TALADRO Taladro con brocas de acero rápido Diámetro Velocidad de la broca de corte (v c ) Avance (f) mm m/min mm/r * 0,05 0, * 0,15 0, * 0,20 0, * 0,25 0,35 * Para brocas de acero rápido recubiertos v c m/min. Taladrado con brocas de metal duro Típo de brocas Taladrado con Parámetros Metal duro Metal duro canales de de corte insertado solido refrigeración 1) Velocidad de corte (v c ) m/min Avance (f) mm/r 0,05 0,15 2) 0,10 0,25 2) 0,15 0,25 2) 1) Brocas con canales de refrigeración interna y plaqueta de metal duro. 2) Dependiendo del diámetro de la broca. FRESADO Fresado frontal y axial Fresado con metal duro Parámetros de corte Fresado de Fresado desbaste en fino Velocidad de corte (v c ) m/min Avance (f z ) mm/diente 0,2 0,4 0,1 0,2 Profundidad de corte (a p ) mm Mecanizado grupo ISO K20 P20 K15 P15 Carburo Carburo revestido revestido ou cementado Fresado de acabado Típo de fresa Parámetros Metal duro Insertado Acero de corte integral metal duro rápido 1) Velocidad de corte (v c ) m/min Avance (f z ) mm/diente 0,03 0,20 2) 0,08 0,20 2) 0,05 0,35 2) Mecanizado grupo ISO K15 3) 1) Para fresas de acero rápido recubiertos v c m/min. 2) Dependiendo de la profundidad de corte radial y del diámetro de la fresa. 3) Utilizar una fresa recubierta Al 2 O 3 -resistente al desgaste. RECTIFICADO A continuación damos unas recomendaciones generales sobre muelas de rectificado, pueden obtener más información en el catálogo de Uddeholm «Rectificado de Acero para Herramientas». Muelas recomendadas Típo de rectificado Estado recocido Estado templado Rectificado frontal A 46 HV B151 R50 B3 1) A 46 HV Rectificado frontal A 24 GV A 46 FV por segmentos A 46 FV Rectificado cilíndrico A KV B126 R75 1) A KV Rectificado interno A 46 JV B126 R75 1) A JV Rectificado de perfil A 100 LV B126 R100 1) A 80 JV 1) Se es posible utilice muelas CBN. 8

9 Mecanizado por electroerosión EDM Si se efectúa el mecanizado por electroerosión en material templado y revenido, debe finalizarse con un «electroerosionado de acabado», es decir baja corriente y alta frecuencia. Para obtener un rendimiento óptimo la superficie electroerosionada deberá rectificarse/pulirse y revenir de nuevo la herramienta a unos 25 C por debajo de la temperatura original de revenido. Al electroerosionar secciones grandes o formas complicadas VANADIS 4 deberá revenirse a altas temperaturas, por encima del os 500 C Comparación relativa de los aceros de Uddeholm para trabajo en frío PROPIEDADES DEL MATERIAL Y RESISTENCIA A LOS MECANISMOS DE FALLO Dureza/ Resistencia a la rotura por Resistencia a Resistencia al Ductilidad/ Tenacidad/ Calidad la deformación Mecani- Rectifica- Estabilidad desgaste desgaste resistencia a grandes Uddeholm plástica bilidad bilidad dimensional abrasivo adhesivo melladuras roturas CALMAX SLEIPNER SVERKER 21 VANADIS 4 VANADIS 6 VANADIS 10 VANADIS 23 VANADIS 30 VANADIS AISI M:2 Información adicional Rogamos contacte con su oficina local de Uddeholm para información más detallada sobre selección, tratamiento térmico, aplicación y disponibilidad de los aceros de Uddeholm. 9