Uddeholm Stainless Concept ”Rust never sleeps”

Uddeholm Stainless Concept
”Rust never sleeps”
Arno Barbulla
UDD- PL

Korrosionsbeständigkeit im Formenbau
• Kunststoffe bzw. Kunststoffformassen werden im allgemeinen als chemisch
nicht aggressiv angesehen. Bei der Verarbeitung können jedoch bestimmte
Prozessbedingungen auftreten, die eine Korrosionsbeständigkeit nötig
machen.
Beispiel:
– Bei der Verarbeitung von PVC über 165 °C kann sich HCl (Salzsäure)
bilden.
– Abspaltung von Essigsäure bei der Verarbeitung von Celluloseaccetat
– Füllstoffe in den Kunststoffformmassen Flammschutzmittel auf Chlor oder
Brom Basis
• Gravur lässt keine gleichmäßige Oberflächenschicht wie Hartverchromen
oder Vernickeln zu
• Weitgehend Nahtfreie Kunststoffteile können hergestellt werden, da die
Schließkante nicht leicht abgerundet ist
2
• Stärke Biegebeanspruchung möglich, da keine Schicht beschädigt werden
oder abplatzen kann

3
Systematik Werkstoffe für den Formenbau
Nicht Korrosionsbeständig
Vorvergütete Stähle 1.2311 /1.2312 / 1.2738/
IMPAX / NIMAX
Durchhärtende Stähle* 1.2343 / 1.2379 /
1.2767 / VANADIS 4E
Besonders für große Abmessungen geeignet
gute Maßhaltigkeit bei der Wärmebehandlung,
hohe Härte & Druckfestigkeit, Polierbarkeit
Einsatzstähle 1.2162 / 1.2764 Vorteile: gute Polierfähigkeit & Zerspanbarkeit
Nachteile: Maßänderungen, Rissrisiko
Ausscheidungshärtende
Stähle (Maraging)
Korrosionsbeständig
1.2709 Vorteile: gute Zerspanbarkeit, einfache
Wärmebehandlung (auslagern bei 490 °C)
Nachteil: geringer Verschleißwiderstand
bei abrasivem Verschleiß
Vorvergütete Stähle 1.2316 /1.2085/ RAMAX HH Besonders für große Abmessungen geeignet
Durchhärtende Stähle* 1.2083 / MIRRAX ESR /
ELMAX /STAVAX ESU
Ausscheidungshärtende
Stähle (Maraging)
Nichteisenmetalle
CORRAX
MOLDMAX / Aluminium
*Durchhärtende Stähle werden nach DIN EN ISO 4957 noch in Kaltarbeitstähle,
Warmarbeitsstähle und Schnellstähle unterschieden
gute Maßhaltigkeit bei der Wärmebehandlung,
hohe Härte & Druckfestigkeit, Polierbarkeit
Sehr hohe Wärmeleitfähigkeit, sehr gute
Zerspanbarkeit

Analyse korrosionsbeständig Werkstoffe
Stahlgruppe Werkstoff Nr. C Si Mn Cr Mo Ni V Sonstige Härte
Vorvergütete Stähle
(Einsatzfertig)
1.2316 0,36 16,00 1,20
1.2085 0,33 16,00 0,50 0,050 S
RAMAX HH 0,12 1,30 13,40 0,50 1,6 0,20 0,10 S
RAMAX LH
Durchhärtende Stähle 1.2083 0,42 13,00
MIRRAX ESR 0,25 0,40 12,60 0,40 1,30 0,30 + N
STAVAX ESU 0,38 0,9 0,5 13,6 0,3
POLMAX 0,38 0,9 0,5 13,6 0,3
ELMAX 1,70 0,80 0,30 18,0 1,00 3,0
Ausscheidungshärtende
Stähle (Maraging)
CORRAX
0,03
0,3 0,3 12,0 1,40 9,2
1,6 Al
Nichteisenmetalle
(Einsatzfertig)
MOLDMAX HH 1,9 Be / Co + Ni 0,25 / Rest Cu 36- 42 HRC
ALUMEC
Zn 6,0 / Mg 2,3 / 1,7 Cu / Rest Al
550 MPa
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Herausforderungen
• Haben Sie Probleme mit Korrosion Ihrer Form bei der
Verarbeitung von Kunststoffen?
• Haben Sie Probleme mit dem Polieren der Oberfläche bei
Ihrer Form?
• Müssen Sie Ihre Kühlkanäle überarbeiten um die
Zykluszeiten zu halten?
• Haben Sie Probleme mit Ihrer Form beim auseinander
Bauen, weil Teile zusammengerostet sind?
Die Antwort lautet:
UDDEHOLM STAINLESS CONCEPT
5

Möglichkeiten
Das UDDEHOLM STAINLESS CONCEPT gibt
Ihnen die Möglichkeiten:
– Die Qualität Ihrer produzierten Teile anzuheben
– Ihre Produktivität zu erhöhen
– Ihre Wartungskosten zu reduzieren
– Ihre Zykluszeiten zu optimieren
– Eine gesicherte Produktion zu fahren
6

UDDEHOLM STAINLESS CONCEPT
Das UDDEHOLM STAINLESS CONCEPT wurde entwickelt umd
den steigenden Kundenansprüchen gerecht zu werden. Es wird
ständig weiterentwickelt und umfasst zurzeit folgende
Werkstoffe:
• UDDEHOLM Ramax HH
• UDDEHOLM Ramax LH
• UDDEHOLM Stavax ESU
• UDDEHOLM Mirrax ESR
• UDDEHOLM Polmax
• UDDEHOLM Elmax
• UDDEHOLM Corrax
7

Wahl der Anlasstemperatur bei Druchhärtenden,
korrosionsbeständigen Formenstählen
Bsp. STAVAX SUPREME 51 HRC
Kerbschlagzähigkeit, Ungekerbte
Probe [J], Dickenrichtung
400
350
300
250
200
150
100
50
Härte
1 2 3
Duktilität
Rel. Korrosionswiderstand
55,0
50,0
45,0
40,0
35,0
Härte [HRC]
0
30,0
200 250 300 350 400 450 500 550
Anlasstemperatur (°C)/2x2h
8
Die Zähigkeit und die Korrosionsbeständigkeit hängen
zudem stark von der Abschreckgeschwindigkeit ab!

Kommentare zur Wahl der Anlasstemperatur
bei korrosionsbeständigen Formenstählen
1 2 3
200 – 300 °C 350 – 500 °C 20 – 50 °C hinter
Sek.Härte Maximum
Duktilität + + / - 0
Eigenspannung. - 0 +
Korrosionsbeständigkeit
Anlassbeständig.
(Beschichten,
Entspannen, …)
Fazit
+ +/0 -
- (-) +
Standard für
kleine Teile
Sehr selten
Meist für Großformen
und bei
Oberflächenbeh.
9

UDDEHOLM
Ramax LH / Ramax HH
Vorvergütete Stähle

UDDEHOLM Ramax HH und Ramax LH
Uddeholm Ramax Stahlsorten sind die erste Wahl für
Rahmen & Aufbauten beim Spritzgießen von Kunststoffen.
Durch Kombination von UDDEHOLM Ramax Marken mit
anderen Stahlsorten des Uddeholm Stainless Concept sind
sie in der Lage, eine komplett RAMAX korrisionsbeständige HH
Form
nach Ihren Bedürnissen zu bauen.
11

UDDEHOLM Ramax HH
Eigenschaften und Vorteile
Ramax HH vorvergütet auf 320-350 HB
Keine zusätzliche Wärmebehandlung notwendig
Relativ hohe Härten (i.V. zu vorvergüteten Stählen)
Hoher Widerstand gegen plastische Deformation
Höhere Lebensdauer bzw. Festigkeit
Verschleißfestigkeit
Guter Korrosionswiderstand
Höhere Lebensdauer der Form
Geringere Wartungskosten
12

UDDEHOLM Ramax HH– Bearbeitbarkeit -
Verschleiß der Zerspanungswerkzeuge (mm)
1
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
W.-Nr. 1.2085 mit harten Nestern
W.-Nr. 1.2085
ohne Nester
Ramax 2
0 10 20 30 40 50 60 70
Einsatzzeit des Fräsers (min)
13

UDDEHOLM Ramax HH– Strucktur -
W. Nr. 1.2085
Harte Primärkarbide und Perlit
Langgestreckte
Mn-Sulfiden (schwarz)
RAMAX HH
Homogenes Gefüge mit
feinferteilen
Mn- Sulfiden (schwarz)
14

UDDEHOLM Ramax HH
Korrosionswiderstand
100
Relativer Korrosionswiderstand [%]
75
50
25
0
RAMAX HH W. Nr. 1.2085
15

UDDEHOLM Ramax LH
Eigenschaften und Vorteile
RAMAX HH vorvergütet auf 270-310 HB
Keine zusätzliche Wärmebehandlung notwendig
Sehr gute und wirtschaftliche Zerspanung
Kürzere Zerspanungszeiten
Kürzere Produktionszeiten für den Formenbauer
Weniger Verschleiß der Bearbeitungswerkzeuge
Guter Korrosionswiderstand
Höhere Lebensdauer der Form
Geringere Wartungskosten
16

UDDEHOLM Ramax LH - Bearbeitungstest –
Kavitäts-Fräsen mit beschichteten HM Schneidplatten
90
Schnittgeschwindigkeit [min]
80
70
60
50
40
30
20
10
0
UDDEHOLM RAMAX LH W.-Nr. 1.2085 W.-Nr. 1.2099
297 HB 300 HB 306 HB
Ziel des Testes ist es, die höchst mögliche Schnittgeschwindigkeit zu ermitteln mit der 5.000 cm 3
Spähne produziert werden können.
17

UDDEHOLM Ramax LH – Bohrversuche -
Bohrversuche mit unbeschichteten HSS Bohrern
50
Schnittgeschwindigkeit [m/min]
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
UDDEHOLM RAMAX LH W.-Nr. 1.2085 W.-Nr. 1.2099
297 HB 300 HB 306 HB
Ziel des Testes ist es, die höchst möglich Schnittgeschwindigkeit zu ermitteln, um einen
Bohrweg von 1 m Länge zu erreichen. Verwendeter Bohrer Wedevåg Double-X, Ø 5 mm.
18

UDDEHOLM Stavax ESU
Durchhärtender Stahl

UDDEHOLM Stavax ESU
Ein rostfreier Premium-Werkzeugstahl, der für kleine und
mittlere Einsätze und Kerne geeignet ist.
Dieser klassische rostfreie Kunststoffformenstahl ist die richtige
Wahl bei Anwendungen, bei denen Korrosion inakzeptabel ist
oder hohe Ansprüche hinsichtlich der Hygiene bestehen.
Dieses können z.B. sein: Medizintechnik, optische Teile und
andere hochwertige Transparenzteile.
20

UDDEHOLM Stavax ESU
Eigenschaften
guter Korrosionswiderstand
gute Polierbarkeit
hohe Verschleißfestigkeit
gute Bearbeitbarkeit
gute Maßhaltigkeit bei der Wärmebehandlung
Vorteil in der Produktion
Die Oberfläche der Form benötigt weniger Nacharbeit und ”steht”
länger in der Produktion.
21

Uddeholm STAVAX ESU
Medizintechnik
Optische
Komponenten
PET Preform
22

UDDEHOLM Mirrax ESR
Durchhärtender Stahl
23

UDDEHOLM Mirrax ESR
Kommt der Anforderung nach sehr guter Polierbarkeit und
Zähigkeit bei größeren Formen nach
Entwickelt für größere Formen, bei denen Korrosionsfestigkeit
benötigt wird
Befriedigt die bestehende Nachfrage nach geringerem
Wartungsaufwand
Größere Formen benötigen Material mit exzellenter Härtbarkeit, um
den hohen Ansprüchen an die Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit
nach der Wärmebehandlung gerecht zu werden
24

UDDEHOLM Mirrax ESR
Eigenschaften und Vorteile
Gute Polierbarkeit
- Hohe Funktionalität
Gute Härtbarkeit
- Vorteilhaft für die Eigenschaften bei großen Dimensionen
Gute Duktilität und Zähigkeit
- Höhere Produktionssicherheit
Gute Korrosionsfestigkeit
- Geringerer Wartungsaufwand
Gute Verschleißfestigkeit
- Höhere Lebensdauer der Form
25

UDDEHOLM Mirrax ESR - Härtbarkeit -
Härte (HV10)
800
700
600
500
400
300
200
100
1.2083
Ø250 mm Ø400 mm Ø825 mm 5 bar N 2 (Überdruck)
MIRRAX ESR
HRC
54
48
41
30
0
0.30°C/s 0.15°C/s 0.05°C/s
100 1000 10000 100000
Abkühlzeit zwischen 800-500°C (s)
26

UDDEHOLM Mirrax ESR Zähigkeit/Duktilität
Kerbschlagzähigkeit, Ungekerbte
Probe [J], Dickenrichtung
400
350
300
250
200
150
100
50
Härte
Duktilität
Rel. Korrosionswiderstand
55,0
50,0
45,0
40,0
35,0
Härte [HRC]
0
30,0
200 250 300 350 400 450 500 550
Härtetemperatur (°C)/2x2h
27

UDDEHOLM Mirrax ESR
Korrosionswiderstand
Durch den Einsatz von
UDDEHOLM MIRRAX ESR wird
das Risiko des Auftretens von
Lochfraßkorrosion verringert,
dieses gilt sowohl für den hoch
als auch für den niedrig
angelassenen Zustand im
Vergleich mit 1.2083.
Der Unterschied im
Lochfraßverhalten wird
ausgeprägter bei abnehmender
Kühlungsgeschwindigkeit und
größeren Abmessungen
Breakdown potential:
The higher the value, the lower ithe risk of pitting corrosion
28

UDDEHOLM Mirrax ESR
Form für Straßenlampen
Teil für einen Kühlschrank
29

UDDEHOLM Polmax
Durchhärtender Stahl

UDDEHOLM Polmax
Für extrem hohe Anforderungen an die polierte
Oberfläche
POLMAX wird zweimal mit unterschiedlichen Verfahren
umgeschmolzen (DESU & VMR) und somit zum reinst möglichen
Werkzeugstahl
POLMAX erfüllt damit die höchsten Anforderungen an die
Polierbarkeit
Um den hohen Anforderungen gerecht zu werden, wird jeder
Stab aus POLMAX einzeln getestet und mit einem Zertifikat
ausgeliefert
31

UDDEHOLM Polmax
Eigenschaften
Exzellente Polierbarkeit
Gute Korrosionsfestigkeit
Gute Verschleißfestigkeit
Gute Bearbeitbarkeit
Gute Maßstabilität
32

UDDEHOLM Polmax
Chemische Zusammensetzung, Härte
und Reinheit werden durch ein Zertifikat
für jede Lieferung bestätigt.
Maximal zulässiger Reinheitsgrad
geprüft nach ASTM E45 Methode A, Tafel l-r
A B C D
T H T H T H T H
0 0 1,0 0 0 0 1,0 0,5
A= Sulfide, B= Oxyde (AL) C= Oxyde (Silikate), D= Oxyde globular
T= thinn (dünn), H = heavy (Breite)
33

UDDEHOLM Polmax – Anzahl NME -
10,00000
Anzahl nichtmetal. Einschl. / mm 2
1,00000
0,10000
0,01000
0,00100
0,00010
0,00001
STAVAX ESU
POLMAX VMR+DESU
0 5 10 15 20 25
Größe der nichtmetal. Einschlüsse, D (µm)
34

35
UDDEHOLM Polmax –Anwendungen-

UDDEHOLM Elmax
Durchhärtender Stahl

UDDEHOLM Elmax
UDDEDHOLM Elmax wurde Entwickelt um dem Anforderungen
nach hoher Verschleißbeständigkeit und gutem
Korrosionswiderstand gerecht zu werden
Der Nutzen liegt in einer höheren Produktivität Ihrer
Fertigung, da aufgrund von geringeren Wartungsintervallen
die Maschinenlaufzeiten erhöht werden können
und die Wartungskosten verringert werden.
Sein Eigenschaftsprofil empfiehlt diesen pulvermetallurgisch
hergestellten Stahl für modernste Hightech
Anwendungen im Formenbau, ebenso wie für
Konstruktionsteile.
37

UDDEHOLM Elmax
Eigenschaften
exzellente Verschleißfestigkeit
hohe Druckfestigkeit
gute Korrosionsfestigkeit
sehr gute Polierbarkeit
exzellente Formstabilität bei der
Wärmebehandlung und der Anwendung
38

UDDEHOLM Elmax
Verschleißwiderstand Korrosionswiderstand Polierbarkeit
39

UDDEHOLM Elmax
Computerbauteile
40

UDDEHOLM Corrax
Ausscheidungshärtender Stahle

UDDEHOLM Corrax
Ein extrem korrosionsbeständiger Werkzeugstahl mit
enormer Zähigkeit
Die erreichbare Härte von 50 HRC ist zudem höher als bei
anderen korrosionsbeständigen ausscheidungshärtenden Stählen
Besonders geeignet ist dieser Stahl aufgrund seiner einfachen
Wärmebehandlung für Plastikteile mit einem kompliziertem
Design oder für die Medizintechnik
42

UDDEHOLM Corrax
Eigenschaften
extrem gute Korrosionsbeständigkeit
sehr gute Dimensionsbeständigkeit bei der
Wärmebehandlung (leichte, aber kalkulierbare Schrumpfung,
jedoch keine Formänderung)
sehr gute Schweißbarkeit
gute Polierbarkeit
weiche Randschicht nach dem Erodieren
43

UDDEHOLM Corrax Korrosionswiderstand
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Corrax W.-Nr. 1.2083
(AISI 420)
W.-Nr. 1.2316 W.-Nr. 1.2085
alle Bedingungen niedrig angelassen vergütet
vergütet
44

UDDEHOLM Corrax
Auslagerungszeit/- temperatur
Härte [HRC]
52
50
525ºC (977ºF)
48
46
44
42
575ºC (1067ºF)
40
38
600ºC (1112ºF)
36
45
34
0 2 4 6 8 10
Auslagerung [h]

UDDEHOLM Corrax –Anwendung -
UDDDEHOLM CORRAX wird
für Einsätze benutzt bei der
Produktion dieser Handsäge.
46

Einsatzgebiete (Verwendung)
STAVAX ESR
- Klassischer rostfreier Werkzeugstahl für kleine und mittlere
Einsätze und Kerne
MIRRAX ESR
- Bei größeren und zäheren Formen
POLMAX
- Bei extremen Anforderungen an die polierte Oberfläche
ELMAX
- Bei hohen Ansprüchen an den Verschleißwiderstand
CORRAX
- Bei extremen Korrosionsansprüchen und hoher Zähigkeit
RAMAX LH
– Rahmenstahl mit exzellenter Bearbeitbarkeit
RAMAX HH
- Rahmenstahl mit guter Bearbeitbarkeit und höherer Härte
47

Korrosionwiderstand
100
100
90
89
81
Relativer Korrosionswiderstand [%]
80
70
60
50
40
30
20
64
13
24
29
24
34 33
50
10
0
STAVAX
ESU-250
STAVAX
ESU-500
1.2085 Elmax-250 Corrax Corrax S MIRRAX
ESR -250
MIRRAX
ESR -500
Ramax HH RAMAX LH 1.2316
48

Relativer Vergleich der Eigenschaften
Zerspanbarkeit
Preisniveau
Zähigkeit
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
max. Arbeitshärte
Verschleißfestigkeit
Polierbarkeit
Einhärtbarkeit
Korrosionsfestigkeit
ELAMX MIRRAX ESR STAVAX ESU CORRAX
49

50
TRUST IS SOMETHING YOU EARN, EVERY DAY.

Uddeholm Stainless Concept
”Rust never sleeps”