GRANE Werkzeug- und Kunststofformenstahl - Uddeholm

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GRANE ZUGFESTIGKEIT BEI RAUMTEMPERATUR Die Zugfestigkeitswerte sind als Annäherungswerte zu betrachten. Alle Proben wurden einem Stab von 25 mm Durchmesser in der Walzrichtung entnommen, bei 840± 10°C in Öl gehärtet und auf die angegebene Härte doppelt angelassen. Härte 56 HRC 43 HRC Zugfestigkeit Rm N/mm 2 2 100 1 400 Streckgrenze Rp0,2 N/mm 2 1 700 1 300 KERBSCHLAGZÄHIGKEIT BEI RAUMTEMPERATUR Ungefähre Kerbschlagzähigkeitswerte für verschiedene Anlaßtemperaturen. Die Proben wurden einem Stab von Ø 35 mm entnommen, bei 840°C an der Luft gehärtet und auf die angegebene Härte doppelt angelassen. Kerbschlagzähigkeit KV Joule 30 25 20 15 10 5 0 Kerbschlagzähigkeit Härte Härte HRC 60 50 40 30 20 10 100 200 300 400 500 600°C Anlaßtemperatur Wärmebehandlung WEICHGLÜHEN Den Stahl vor Oxydation schützen und auf 770°C durchwärmen; dann im Ofen um ca. 10°C/h bis auf 600°C und anschließend an der Luft abkühlen. Erneut durchwärmen auf ca. 650°C und 10 Stunden auf dieser Temperatur halten. Abkühlen im Ofen auf 500°C und anschließend an der Luft. SPANNUNGSARMGLÜHEN Nach der Grobzerspanung sollte das Werkzeug auf 650°C durchgewärmt und 2 Stunden auf dieser Temperatur gehalten werden; dann langsam im Ofen auf 500°C und anschließend an der Luft abkühlen. HÄRTEN Vorwärmtemperatur: 600–700°C Austenitisierungstemperatur: 800–860°C, normalerweise 840°C. Oberflächenhärte Temperatur Haltedauer* vor dem Anlassen °C Min. HRC 800 30 57± 2 825 30 58±2 860 30 59±2 * Haltedauer = Zeitspanne des Haltens auf Austenitisierungstemperatur, beginnend mit dem Erreichen der Solltemperatur im Kern bis zur Einleitung des Abschreckvorganges. Während des Austenitisierens muß das Werkzeug vor Entkohlung und Oxydation geschützt werden. ABSCHRECKMITTEL • Gebläseluft • Vakuumanlage mit Überdruck • Warmbad oder Fließbett bei 200-550°C, Haltedauer 15-30 Minuten, anschließend Luftabkühlung. (Eine längere Haltedauer im Bad ergibt eine niedrigere Härte). •Öl Für optimale Eigenschaften sollte die Abschrekkung so schnell wie möglich erfolgen. Dabei muß berücksichtigt werden, daß der Verzug akzeptabel bleibt. Außerdem sollte nicht so schnell abgeschreckt werden, daß die Gefahr von Rißbildung besteht. Das Werkzeug soll sofort angelassen werden, wenn eine Temperatur von 50-70°C erreicht ist. Eine Form zur Herstellung eines Durchschlags. 4
GRANE Härte, Korngröße und Restaustenit in Abhängigkeit von der Austenitisierungstemperatur. Korngröße Härte 10 8 6 4 2 60 58 56 54 52 50 48 46 44 42 40 HRC Haltedauer 60 Min. Haltedauer 30 Min. Restaustenit Restaustenit % Korngröße 780 800 820 840 860 880 900°C Austenitisierungstemperatur 40 30 20 10 Auch die Größe und geometrische Auslegung des Werkzeuges sind ausschlaggebend. Daher soll vor dem Härten immer eine ausreichende Bearbeitungszugabe eingeplant werden, als Richtwert bei GRANE 0,15%. Beispiel für Maßänderungen bei einer Platte 100 x 100 x 25 mm, die unter idealen Bedingungen gehärtet wurde: Austenitisierungs- Breite Länge Dicke temperatur 825°C % % % Ölabschreckung min. + 0,06 + 0,08 0 max. + 0,12 + 0,13 + 0,08 Warmbad min. 0 + 0,07 + 0,05 max. + 0,01 + 0,08 – 0,04 Luftabschreckung/ min. + 0,02 – 0,01 + 0,15 Vakuum max. + 0,04 – 0,05 + 0,15 ANLASSEN Die Anlaßtemperatur kann je nach gewünschter Härte dem Anlaßdiagramm entnommen werden. Es soll zweimal angelassen werden mit einer Zwischenkühlung auf Raumtemperatur. Die niedrigste Anlaßtemperatur beträgt 180°C. Die Mindesthaltedauer beträgt 2 Stunden. Um Anlaßsprödigkeit zu vermeiden, soll im Bereich 300–350°C nicht angelassen werden. Anlaßdiagramm Härte, HRC 60 55 50 45 40 35 30 25 20 Restaustenit % Austenitisierungstemperatur 800°C Restaustenit 860°C 100 200 300 400 500 600 700 Anlaßtemperatur °C Die o.a. Anlaßkurven gelten für kleine Proben. Die tatsächlich erreichbare Endhärte hängt von der Größe des Werkzeugs ab. 8 6 4 2 MAßÄNDERUNGEN BEIM ANLASSEN Maßänderung % + 0,12 + 0,08 + 0,04 0 – 0,04 – 0,08 – 0,12 100 200 300 400 500 600 700°C Anlaßtemperatur Anmerkung: Die Maßänderungen beim Härten und An– lassen sind zu addieren. NITRIEREN Vor dem Nitrieren soll das Werkzeug gehärtet und bei mindestens 20°C höher als die Nitriertemperatur angelassen werden. Durch Nitrieren entsteht eine harte Randschicht, die sehr beständig gegen Abnutzung und Auskolkung ist und auch die Korrosionsbeständigkeit steigert. Nitrieren bei 525°C in Ammoniakgas ergibt eine Oberflächenhärte von ca. 600 HV. Nitriertemperatur Nitrierdauer Nitriertiefe °C h mm 525 10 0,20 525 30 0,30 525 60 0,40 MAßÄNDERUNGEN BEIM HÄRTEN Maßänderungen während des Härtens und Anlassens hängen von der Art der Wärmebehandlung, den verwendeten Temperaturen und dem verwendeten Abschreckmittel ab. NITROKARBURIEREN Ein zweistündiges Nitrokarburieren bei 580°C ergibt eine Oberflächenhärte von ca. 450 HV. Die Randschicht mit dieser Härte erreicht eine Tiefe von ca. 0,15 mm. 5
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