PROTHERM - Uddeholm

PROTHERM
Hochleitfähige Kupfer-Legierung für den Formenbau
Werkzeuge macht man mit uns!

PROTHERM
Die Angaben in dieser Broschüre basieren auf unserem gegenwärtigen
Wissensstand und vermitteln nur allgemeine Informationen über
unsere Produkte und deren Anwendungsmöglichkeiten. Sie können
nicht als Garantie ausgelegt werden weder für die spezifischen Eigenschaften
der beschriebenen Produkte noch für die Eignung für die als
Beispiel genannten Anwendungsmöglichkeiten.
2

PROTHERM
Allgemeines
PROTHERM ist eine hoch-leitfähige Kupfer-
Legierung von mittlerer Festigkeit für den Formenbau,
hergestellt von Brush Wellman Inc. Da
sie speziell für die Kunststoffverarbeitung entwikkelt
wurde, umfassen ihre Haupteigenschaften:
• extrem hohe Wärmeleitfähigkeit
• ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit
• gute Polierbarkeit und Maschinenbearbeitbarkeit
• gute Abriebfestigkeit
• ausgezeichnete Schweißbarkeit
• schnelle, gleichmäßige Wärmeübertragung
• Beständigkeit gegen hohe Temperaturen,
z.B.zur Verarbeitung von technischen Thermoplasten
(engineering plastics)
• kann zwecks höherer Verschleißfestigkeit
beschichtet werden.
Richtanalyse % Be Ni Cu
0,4 1,8 Rest
MOLDMAX sollte mit dem Kunststoff dort in
Kontakt sein, wo Festigkeit und Verschleißfestigkeit
erforderlich sind. PROTHERM und
MOLDMAX können gemeinsam im gleichen
Werkzeug verwendet werden, um eine optimale
Werkzeugleistung zu liefern.
Anwendungsgebiete
Die extrem hohe Wärmeleitfähigkeit der Kupfer-
Legierung PROTHERM macht sie zum geeigneten
Material für viele Formmöglichkeiten, wo eine
schnelle und gleichmäßige Wärmeübertragung
erforderlich ist. Dazu gehören:
• Spritzgießformen, Blasformen, Kerne und
Einsätze für alle Kunststoffe, einschließlich
korrosiver Qualitäten
• Düsenspitzen, Kantenanschnitte und Verteiler
für Heißkanalsysteme
• RIM-Formen und Schäumformen.
Lieferzustand
Farbkennzeichnung
190 Brinell
Pink
PROTHERM, das in geschmiedeten runden und
flachen Stücken erhältlich ist, liefert die höchste
Wärmeleitfähigkeit, die bei einem Formmaterial
möglich ist – zehnmal so hoch wie Stahl und
zweimal so hoch wie Aluminium. Diese wichtige
Tatsache garantiert eine maximale, gleichmäßige
Wärmeübertragung, um folgendes zu erreichen:
• optimale Zykluszeiten bei der Produktion
• Kühlkanäle werden reduziert oder überflüssig
• Vermeidung von überhitzten Stellen
• verbesserte Qualität des Kunststoffteils
• schnelle, gleichmäßige Erwärmung in Heißkanalsystemen
• maximale Wärmeübertragung in Düsen.
Zu den empfohlenen Anwendungsgebieten von
PROTHERM gehören auch Spritzgießformen,
Blasformen, Kerne und Einsätze für alle Kunststoffe,
einschließlich korrosiver Qualitäten, RIM-
Formen und Schäumformen. Er ist außerdem ein
ideales Material für Düsenspitzen, Kantenanschnitte
und Verteiler für Heißkanalsysteme, und
überall dort, wo kurze Zykluszeiten von Bedeutung
sind.
PROTHERM wird besonders empfohlen für Düsenspitzen,
Kantenanschnitte und Verteiler für Heißkanalsysteme.
Für Formen, die eine höhere Arbeitshärte
erfordern als die von PROTHERM, gibt es die
Beryllium-Kupfer-Legierung MOLDMAX – siehe
separate technische Broschüre. Beim gemeinsamen
Einsatz mit MOLDMAX sollte PROTHERM
im Kontakt mit dem Kühlwasser sein, um die
Wärmeübertragung zu verstärken.
3

PROTHERM
Eigenschaften
PHYSIKALISCHE DATEN
Zustand 190 HB. Daten bei Raumtemperatur und
erhöhten Temperaturen.
Temperatur 20°C 200°C 300°C
Dichte
kg/m 3 8 820 8 737 8 682
Elastizitätsmodul
N/mm 2 138 400 131 000 117 200
Wärmeausdehnungskoeffizient
pro °C ab 20°C – 17,2 x 10 -6 18,0 x 10 -6
Wärmeleitfähigkeit
W/m°C 245 268 275
Spezifische
Wärme
J/kg°C 380 480 535
ZUGFESTIGKEIT BEI RAUMTEMPERATUR
Die Werte für die Festigkeit sollten nur als ungefähre
Werte angesehen werden.
Härte
190 HB
Fließgrenze bei
Druckbelastung
Rc0,2 N/mm 2 ~640
Fließgrenze bei
Zugbelastung
Rp0,2 N/mm 2 ~620
Zugfestigkeit, Rm N/mm 2 ~790
Dehnung A 5 % 20
Vergleich verschiedener Formmaterialien hinsichtlich
Zugfestigkeit und Wärmeleitfähigkeit.
Wärmeleitfähigkeit in W/m°C
260
PROTHERM
240
220
200
180
ALUMEC
160
140
MOLDMAX LH
120
MOLDMAX HH
100
80
60
IMPAX
40 SUPREME ORVAR SUPREME
ELMAX
20
RAMAX S STAVAX ESU
0
500 1000 1500 2000 2500 3000
Zugfestigkeit in N/mm 2
Hinweis: Bei Zugabe von Legierungselementen steigt
die Festigkeit an, während die Wärmeleitfähigkeit
abnimmt. Dieser Zusammenhang ist jedoch nur
gültig, wenn man den selben Materialtyp vergleicht
(Stahl mit Stahl, Kupfer mit Kupfer-legierungen usw.).
Wärmebehandlung
PROTHERM wird in wärmebehandeltem Zustand
geliefert – eine zusätzliche Wärmebehandlung ist
normalerweise nicht erforderlich.
4

PROTHERM
PROTHERM weist eine sehr gute maschinelle
Bearbeitbarkeit auf und kann mit konventionellen
Werkzeugen bearbeitet werden.
Im ein Einatmen des Staubes zu vermeiden, sollte
dieses Material naß bearbeitet werden.
Die untenstehenden Zerspanbarkeitsdaten sind
Richtwerte und müssen den jeweiligen örtlichen
Voraussetzungen angepasst werden.
DREHEN
Drehen mit Hartmetall Drehen mit
Schnell-
Schnitt-
arbeitsstahl
parameter Schruppen Schlichten Schlichten
Schnittgeschwindigkeit
v c , m/Min. 300–400 400–550 150–200
Vorschub f
mm/U 0,3–0,6 –0,3 –0,3
Schnittiefe a p
mm 2–6 –2 –2
Bearbeitungsgruppe
ISO K20 K20 –
Verwenden Sie Werkzeuge mit positivem Spanwinkel.
Schaftfräsen
Fräsertyp
Fräser mit
Schnitt- Vollhart- Wendeschneide- Schnellparameter
metall platten arbeitsstahl
Schnittgeschwindigkeit
v c , m/Min. 180–200 400–500 150–180 1)
Vorschubf z
mm/Zahn 0,015–0,12 2) 0,08–0,2 2) 0,05–0,35 2)
Bearbeitungsgruppe
ISO – K20 –
1)
Bei der Verwendung von beschichteten HSS Schaftfräsern
kann die Schnittgeschwindigkeit um 30% gesteigert
werden.
2)
Abhängig von der radialen Schnittiefe und dem Fräserdurchmesser.
BOHREN
Schnellarbeitsstahl
Empfohlene
Zerspanbarkeitsdaten
Bohrer- Schnittgedurchmesser
geschwindigkeit Vorschub
mm v c , m/Min. mm/U
–5 35–50 0,03–0,10
5–10 35–50 0,10–0,20
10–15 35–50 0,20–0,25
15–20 35–50 0,25–0,30
Standard HSS-Bohrer können verwendet werden,
aber für eine bessere Leistung sollte die Spitze
gemäß Bild 1 abgeändert werden.
FRÄSEN
Plan- und Eckfräsen
Fräsen
Fräsen mit
mit Hartmetall Schnell-
Schnitt-
arbeitsstahl
parameter Schruppen Schlichten Schlichten
Schnittgeschwindigkeit
v c , m/Min. 250–400 400–600 150–200
Vorschub f z
mm/Zahn 0,2–0,4 0,1–0,2 –0,1
Schnittiefe a p
mm 2–5 –2 –2
Bearbeitungsgruppe
ISO K20 K20 –
Verwenden Sie Werkzeuge mit positivem Spanwinkel.
Standard
helix Winkel
St’d.
Abfasern der
Hauptschneidkante,
damit
der Spanwinkel
kleiner wird.
5° helix Winkel
SCHLEIFEN
Beim Schleifen von PROTHERM können konventionelle
Schleifscheiben verwendet werden. Für
das Oberflächenschleifen eignet sich am besten
die Scheibe des Typs A54LV, für das zylindrische
Schleifen empfiehlt es sich, die Scheibe A60LV zu
verwenden.
5

PROTHERM
Erodieren
Obwohl die hohe Wärmeleitfähigkeit von PRO-
THERM beim Erodieren zu längeren Bearbeitungszeiten
gegenüber Werkzeugstahl führt, stellt
der Erodiervorgang als solcher kein Problem dar.
Polieren
PROTHERM hat eine sehr gute Polierbarkeit und
es können hochglänzende Oberflächen erzielt werden.
Die folgenden Schritte können als Richtlinien
gelten:
1. Nach dem Schleifen polieren Sie vor, indem Sie
schrittweise immer feinere Schleifsteine verwenden
und mit Korn 600 abschließen.
2. Polieren Sie mit einer Diamantpaste 15µ, um
eine mattseidene Oberfläche zu erhalten.
3. Polieren Sie mit einer 6µ Diamantpaste.
4. Polieren Sie mit einer 3µ Diamantpaste.
5. Wenn nötig, polieren Sie von Hand mit einer
1µ Diamantpaste nach.
Wie bei jedem Polieren, sind sorgfältiges Arbeiten
und Sauberkeit von größter Bedeutung. Um ein
Überpolieren oder eine ,,Orangenhaut” zu vermeiden,
polieren Sie nicht länger als notwendig,
um eine gleichmäßig aussehende Oberfläche zu
erhalten.
Sichere
Handhabung
PROTHERM ist eine Kupferlegierung mit einem
Zusatz von 0,5 % Beryllium.
Bei der Bearbeitung von PROTHERM sollte
sichergestellt werden, daß das Einatmen von
Dämpfen und Stäuben unterbleibt.
Einfache Absauganlagen senken die Konzentration
in der Luft z.B. beim Schweißen deutlich
unter die zulässigen Grenzwerte.
Weitere Informationen enthält unsere Broschüre
zur Materalsicherheit von PROTHERM und
MOLDMAX.
Weitere Information
Wenden Sie sich wegen weiterer Information über
Auswahl, Wärmebehandlung, Verwendungsbereich
und Verfügbarkeit der Uddeholm-Materialien
an Ihr nächstgelegenes Uddeholm-Büro.
Schweißen
PROTHERM kann leicht geschweißt werden,
wenn man sorgfältig arbeitet und genügend
Schweißpraxis hat. Der zu schweißende Bereich
sollte sorgfältig mit einer entfettenden Lösung
gereinigt werden. Der immer vorhandene Oxydbelag
sollte durch starkes Bürsten, Sandstrahlen
oder Abbeizen mit Säure unmittelbar vor dem
Schweißen entfernt werden. Für beste Ergebnisse
wird TIG- oder MIG-Schweißen empfohlen.
Geeignete Schweißelektroden sind sowohl für
PROTHERM als auch für MOLDMAX erhältlich.
Die Schweißstelle und deren Umgebung werden
eine geringere Härte aufweisen. Wenn die Härte
der Schweißstelle entscheidend ist, muß das
gesamte Teil nochmals ausgehärtet werden. Nach
einer solchen Behandlung wird die Schweißstelle
in etwa die gleiche Festigkeit haben wie das
Grundmaterial.
Wegen weiterer Information wenden Sie sich bitte
an Ihr nächstgelegenes Uddeholm-Büro.
Schweißarbeiten sollten nur mit entsprechender
Absaugung durchgeführt werden, um Schweißdämpfe
zu vermeiden.
6