SE0850040A1 - Stålmaterial och förfarande för framställning därav - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 längdled och tvärled. Vidare kan höglegerade stål inte tillverkas med gott utbyte inom hela det önskade dimensionsprogrammet på grund av tillverkningstekniska orsaker.

De sprayformade kallarbetsstålen har mindre och rundare karbider än de konventionellt tillverkade, normalt mellan 1 och 20 um, vilka är jämnt fördelade i stålets grundmassa.

Denna tillverkningsteknik ger möjlighet att tillverka mycket höglegerade stål, exempelvis snabbstål, tex. T1 5 och ännu högre legerade snabbstål, och verktygsstål, t.ex. Weartec, med upp till 15 % vanadin, Med en finare karbidstruktur är det normalt så att nötnings- beständigheten sjunker men genom sprayforrnningstekniken kan denna effekt kompenseras genom att den gör det möjligt att legera med upp till 15 % vanadin, varigenom en del av de relativt sett mjukare kromkarbiderna av M7C3-typ ersätts av hårdare lVIX-karbider. På så sätt har man lyckats framställa stål med extremt god nötningsbeständighet, som stålet benämnt Weartec som nämns ovan.

De sprayforinstillverkade stålen uppvisar också en bättre duktilitet och mer homogena egenskaper oavsett riktning än de konventionellt tillverkade stålen. Då stelningshastigheten för sprayformade material varierar mellan yta och centrum erhålls en storleksgradient för karbiderna från yta till centrum där de finaste karbiderna återfinns i ytan då stelnings- hastigheten där är något högre. Det förekommer även defekter i materialet orsakade av varmkaviteter och varmsprickor som inte alltid låter sig vällas ihop under varmbearbet- ningen. Orsaken är att sprayfonnning har visat sig vara en process som är förhållandevis svårstyrd på grund av många processpararnetrar.

De pulvermetallurgiskt tillverkade stålen har, tack vare den sofistikerade tillverknings- tekniken, en rnikrostruktur som är fullständigt homogen i alla riktningar. Tack vare detta samt att stålen erhåller mycket fma karbidpartildar, normalt mellan l och 3 um, fås en optimal kombination av förhållandevis god nötningsbeständighet, hårdhet och duktilitet.

Genom att balansera legeringssanirnansättningen, i första hand genom att tillsätta ännu högre halter av vanadin och eventuellt niob, kan man främja bildandet av mycket hårda karbider på bekostnad av mindre hårda karbider. Härigenom kan även de pulvermetallur- giska materialen erhålla extremt god nötningsbeständighet trots relativt sett mycket små karbider.

Bland de konventionellt framställda materialen hittar vi de nonnerade stålen AlSI D2, D6 och D7, vilka idag används för kallarbetstillämpningar med ett mer eller mindre inslag av abrasivt slitage. De nominella sammansättningarna för dess kända stål anges i Tabell 1. 10 15 20 25 3 Tabell 1 Konventionella kallarbetsstål - nominella sammansättningar, vikts-% C Si Mn Cr Mo W V " AISI D2 1,5 0,3 0,3 12,0 1,0 -- 1,0 AISI D6 2,1 0,3 0,8 12,5 -- 1,1 _ AISI D7 2,35 0,3 0,5 12,0 1,0 -- 4,0 Den amerikanska patentskriften US 6 348 109 beskriver ett stålmaterial som kan tillverkas via sprayfonnning. Materialet har visat sig ha en bättre kombination av nötningsbestän- dighet och seghet än konventionella ledeburitiska kallarbetsstål av typ AISI D2, D6 OCH D7. I Vidare beskrivs i den amerikanska patentansökningspublikationen US 2004/0094239 Al 'ett sprayformat stålmaterial med utmärkt slitstyrka, god korrosionsresistens, härdbarhet och anlöpningsbeständighet samt adekvat seghet. Stålmaterialet är främst avsett att komma till användning i plastforinande utrustning, och där användas som konstruktionselement för att mata och leda plastmassor i maskiner för tillverkning av plastkomponenter och vidare i formverktyg och verktygsdelar for formsprutning av plaster. Det kända stålmaterialet är dock inte begränsat till dessa applikationsområden utan kan utnyttjas även för en mängd andra applikationer, där nämnda egenskaper är nödvändiga eller önskvärda, t.ex. för detalj er i pumpar for att mata slitande media och slitgodsdetalj er i maskiner och andra utrustningar.

Bland de pulvermetallurgiskt frarnställda materialen hittar vi de stål som är kända under varunamnen Vanadis 4 och Vanadis 10. De nominella sainmansättningaina av dessa stål fiamgår av Tabell 2.

Tabell 2 Pulvermetallurgiskt framställda kallarbetsstål - nominella sammansättningar, vikts-%, rest Fe och föroreningar c si Mn cr M0' v vanadis®4 1,5 1,0 0,4 8,0 1,5 4,0 vanadis®1o 2,9 1,0 0,5 8,0 1,5 9,8 Ovanstående pulvennetallurgiskt tillverkade stål erbjuder extremt goda kombinationer av nötningsbeständighet och seghet men den pulvennetallurgiska processen är mycket tidskrävande och avancerad. 10 15 20 25 30 35 I dokumentet WO 03/069004 A1 beskrivs ett annat pulvermetallurgiskt tillverkat stålmaterial för i första hand tillverkning av verktyg för ingiutning av elektronikkom- ponenter i plast. Stålmaterialet har god korrosionsresistens, inklusive god resistens mot punktfrätning vid gnistbearbetning och mycket god slitstyrka. Det kan härdas och anlöpas till en hårdhet av 61-64 HRC, företrädesvis 62-63 HRC, och har mycket hög tryckhåll- fasthet i härdat och anlöpt tillstånd liksom god polerbarhet och god dimensionsstabilitet även under långvarig användning av det verktyg som är framställt av stålet. Detta kända stålmaterial innehåller i vikt-% 2,2-3,3 % (C + N), dock minst 0,3 % C och minst 0,06 % N, 0,1-2,0 % Si, 0,1-2,0 % Mn, 19-23 % Cr, max 2,0 % Ni, max 2,0 % Co, 0,5-3,0 % (Mo + W/2), dock max. 1,0 % W, 4,2-7,5 % (V + Nb/2), dock max. 0,1 % Nb, max. 0,2 % S, och rest väsentligen endast järn och föroreningar.

Frarnställning av pulver för pulvermetallurgi ska skiljas från framställning av metall- granulat, där såsom beskrivs i t.ex. US 3 888 956 och US 5 017 218 en stälsmälta får falla ner på en platta och studsa åt sidan för att falla ner i ett vattenbad, där granulatet med en storlek av 2- 25 mm snabbkyls. Granulat som framställts på detta sätt har hittills använts som kylskrot, dvs. granulatet har tillsatts för att kyla smältan under stålframställnings- processen. Vidare fiainställs granulat med olika kemiska sarnmansättningar vilka sedan används vid enstyckstillverkning av gjutna verktyg, s.k. metalliska formverktyg, dvs. en mindre mängd av granulatet omsmälts och gjuts till ett verktyg.

Det har dock visat sig att det finns önskemål om och möjlighet till att ytterligare förbättra vissa av de kända stålmaterialen. Vidare har det visat sig att det finns önskemål om ett mer rationellt, robustare, enklare, tillförlitligare och/eller billigare förfarande för framställning av stålmaterial än de idag kända teknikerna med sprayformning och pulvermetallurgisk tillverkning. Framförallt finns önskemål om att kunna massproducera stora volymer stål- material vilka kan användas vid masstillverkning av större detaljer för vilka de avancerade tillverkningsmetodema med sprayfonnning och pulvermetallurgi inte utgör något tänkbart alternativ av kostnadsskäl.

KORT REDOGÖRELSE FÖR UPPFrNNmGEN Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett förfarande för framställ- ning av en ny familj av stålmaterial med en mer homogen hårdfasfördelriing alternativt med en mer homogen fördelning av skärbarhetsfórbättrade partiklar, än götgiutet och varmbearbetat material, där process gången är mer rationell, robustare, enklare, tillför- litligare och/eller billigare än den idag potentiella tekniken med sprayformning eller pulvermetallurgisk framställning. 10 l5' 20 25 30 35 Detta ändamål uppnås genom att förfarandet enligt föreliggande uppfinning innefattar följ ande steg: framställning av en stålsmälta, granulering av smältan genom att en stråle av smältan får träffa ett anslagselement och splittras till droppar, som får falla ned i en tank innehållande ett kylmedium, så att de snabbkyls till granulat med flikig till rund form och en storlek av från 0,5 mm till 30 mm, företrädesvis en storlek av fiån 1 mm till 10 mm, fyllning av en kapsel med bildat snabbkylt granulat, och hetisostatisk kompaktering eller varmextrusion av kapseln med granulatet till en åtminstone nära heltät kropp.

Det är också ett ändamål med uppfinningen att åstadkomma ett slitstarkt stålmaterial med en mer homogen hårdfasfördelning än götgjutet och varmbearbetat material, som kan framställas med en mer rationell, robustare, enklare, tilliörlitligare och/eller billigare processgång än vad som är möjligt med den idag potentiella tekniken med sprayformning eller pulvermetallurgisk framställning.

Detta ändamål uppnås genom att det slitstarka stålmaterialet enligt föreliggande uppfinning har en sammansättning irmefattande följande legeringselement i vikt-%: C: O,1-5 % C+Nz 0,1-8 % Si: 0,0l-4 % Mn: 0,0l-l 5 % Cr: 0,0l-40 % Mo: 0,01-15 % V: 0,0l~20 %, samt eventuellt ytterligare något eller några av följ ande accessoriska legeringselement: N1 < 40 % W: < 15 % Nb. < 15 % Co: < 20 % Ti: < 5 % Zr: < 5 % Cu: < 5 % Al < l % S: < l % rest väsentligen endast Fe samt eventuella föroreningar, 10 15 20 25 30 35 - att det är framställt genom hetisostatisk kompaktering eller vannextrusionav granuler med en storlek av 0,5-30 mm, företrädesvis 1-10 mm, erhållna genom snabbkylning av en sönderdelad smälta med den angivna sammansättningen, och - att stålet efter den hetisostatiska kompakteringen eller varmextrusionen innehåller en jämn fördelning av upp till 50 pm stora, företrädesvis upp till 10 pm, olikformiga, men även runda karbider, nitrider och/eller karbonitrider av åtminstone någon av typen MX-, M7C3-, och MóC-karbider, där merparten av dessa karbider, nitrider och/eller karbo- nitrider har en storlek större än 0,1 pm, företrädesvis större än 0,2 pm.

Med termen ”MX-karbider” avses här karbider, nitrider och karbonítrider där M huvud- sakligen är vanadin och X är kol och/eller kväve. I regel kan en mindre andel av halten vanadin ersättas med dubbla andelen niob. I tennen ”MX-karbider” innefattas även karbider, nitrider och karbonitrider där M huvudsakligen är titan och/eller zirkonium. Med termen ”MyCg-karbider” avses här karbider är M huvudsakligen utgörs av krom och C är kol. Med Termen ”MöC-karbider” avses här karbider där M huvudsakligen utgörs av molybden och C är kol. Med termen ”accessoriska element” avses medvetettillsatta element som kan tillsättas stålsmältan utan att de inverkar menligt på stålets egenskaper.

I beskrivningen förekommer ett antal beteckningar vars betydelse framgår nedan: HRC = hårdhet enligt Rockwell RA = Andel restaustenit i grundmassan efter härdning och anlöpning, vol-% t3-5 = svalningshastighet uttryckt i sekund för svalning fiån 800 °C till 500 °C TA = austenitiseringstemperatlrr, °C h = timme M7C3 (lamelleutektikum) = eutektisk utskilj ning av M7C3-karbider i austenit med karbiderna väsentligen lamellformade Genom det ovan angivna förfarandet för 'frarnställning av en stålsmälta blir processgången mer rationell, robustare, enklare, tillförlitligare och billigare än den idag potentiella tekniken med sprayformning eller pulvermetallurgisk framställning. Det ovan angivna stålmaterialet erhåller en mer homogen hårdfasfördelning i det fall ett slitstarkt stålmaterial tillverkas än götgjutet och varmbearbetat material och erhåller därmed en mycket god nötningsbeständighet som gör materialet lämpligt att använda för verktyg för formning och klippning av olika arbetsmaterial som stålplåt, aluminium, textil, papper, kerambelagt arbetsmaterial m.m., dvs. konventionella kallarbetsapplikationer. Vidare som verktyg för formning/ klippning av plastgranulat eller i forminsatser, skruvar, munstycken, rör vid plasttillverkning enligt t.ex. principen extrusion, formsprutning, tryckformning. Hög nötningsbeständighet krävs också vid konstruktionsdetaljer som t.ex. pumpdelar, 10 15 20 25 30 35 ventildelar, slagor, mothåll, fiagrnenteringsknivar för däck, papper, trä, metall etc., slitdetalj er eller knivar inom förpackningsindustrin, livsmedelsindustrin, massaindustrin, gruv- och mineralindustrin eller annan processindustri, och nötningsutsatta delar i transmissioner och motorer i fordonsindustrin. Dessutom är det en fördel om det slitstarka stålmaterialet enligt uppfinningen även uppfyller något eller några av nedanstående villkor: 0 Adekvat renhet. 0 Hög fraktion, 3-40 volym-% av större ca 0,1-l00 um runda till oregelbundna hårdfaspartiklar bildade vid stehiingsreaktionen under granuleringen. Storleken är mindre påverkad vid den efterföljande hetisostatiska kompakteringsprocessen. 0 Goda värmebehandlingsegenskaper; anlöpningstemperatur T A = 950-1150 °C. 0 God härdbarhet. p 0 Formstabilt vid värmebeharldliiig. 0 Formstabilt under driftbetingelser - liten åldringsbenägenhet; låg restaustenithalt RA efter högtemperaturanlöpning. 0 Sekundärhårdnande med en hårdhet av 50-66 HRC. 0 Goda ytbeläggningsegenskaper med PVD/CVD/nitrering. 0 Goda gnistningsegenskaper. 0 Abrasiv nötningsbeständighet bättre än eller likvärdig med pulvermetallurgiskt tillverkade stålmaterial, 0 Seghet helst lika med eller bättre än AISI D2. 0 Hög tryckhållfasthet. 0 Relativt goda utmattningsegenskaper. 0 Acceptabel skärbarhet. 0 Acceptabel slipbarhet. 0 God korrosionsresistens för utvalda legeringar.

Snabbkylningen och granuleringen av en smälta med den angivna sammansättningen ger en hög fraktion, 3-40 volyrn-%, av större, upp till 50 um, företrädesvis upp till 10 um, runda till oregelbundna hårdfaspartiklar, där merparten av dessa karbider, nitrider och/eller karbonitrider har en storlek större än 0,1 um, företrädesvis större än 0,2 um, vilka bildas vid stelningsreaktionen under granuleringen. Den angivna legeringssammansättningen är balanserad så att man erhåller en jämn fördelning av ovan nämnda hårdfaspartildar, vanligtvis bestående av MX, M7C3 och/eller MÖC i en matrix.

Vid granuleringen, vilken enklast sker i vatten, kan det hända att det bildas ytoxider på granulatet. Det är lämpligt att dessa eventuella ytoxider reduceras före den hetisostatiska kompalcteringen för att ge det framställda stålmaterialet en adekvat renhet, så att det hetisostatiskt kompakterade stålrnaterialet blir fritt fiån oxidiska inneslutningar. Detta kan 10 15 20 25 30 35 ske genom att beta granulatet eller genom att reducera granulatet i en reducerande atmosfär, tex. vätgas. Självfallet kan även andra för fackmannen kända metoder användas.

En föredragen temperatur vid genomförandet av den hetisostatiska kompakteringen är l000-1350°C, företrädesvis 1150 C. På grund av granulemas form kan det eventuellt krävas en varmbearbetning av den HlPade kapseln för erhållande av en heltät kropp.

Partikelstorleken påverkas bara i ringa omfattning vid den efterföljande hetisostatiska kompakteringen (HIP) och ger en god nötningsbeständighet. Om det är önskvärt att öka partikelstorleken kan man åtminstone till viss grad åstadkomma detta genom att förlänga hålltiden upp mot 10 eller 20 timmar och/eller öka temperaturen något för vissa legeringar. .

Det är tänkbart att stålmaterialet kan användas i HIPat utförande men oftast varmbearbetas den heltäta kroppen genom valsning eller smidning till stänger med dimensioner upp till 91000 mm eller något därutöver. Dessa kan sedan mjukglödgas till en hårdhet av ca. 150 - 350 HB. Därefter bearbetas den heltäta kroppen till en eller flera stålprodukter, som härdas och anlöps för att man ska erhålla företrädesvis martensit, vilket ger en egenskapsprofil lämpad för nötningsutsatta applikationer även i en korrosiv miljö. Därtill erhålls en adekvat duktilitet/seghet.

Ett alternativ till den hetisostatiska kompakteringen är en kompaktering av granulerna genom en varmextrusion. Den med granuler fyllda och på gas evakuerade kapseln varmextruderas i ett eller flera steg varvid granulerna pressas samman till en åtminstone nära heltät kropp. En föredragen temperatur vid genomförandet av varmextrusionen är 1000-1 350°C, företrädesvis 1150 C. Det är även möjligt att direkt efter varmextrusionen gå direkt vidare till en varmbearbetníng i form av smide eller varmvalsning för att erhålla ett färdigt ämne med önskad dimension. Beträffande de sulfidstorlekar som beskrivs i föreliggande ansökan avses storlekar efter kompaktering till en åtminstone nära heltät kropp, dvs. före eventuell ytterligare varmbearbetning.

Vid härdningen austenitiseras materialet vid en temperatur mellan 950 - 1150 °C varefter materialet snabbkyls till rumstemperatur. Kylmedium anpassas i beroende av dimension och legeringshalt. Vid snabbkylning till rumstemperatur omvandlas austeniten till martensit men i något fall kan en viss andel restaustenit förekomma vid rumstemperatur varför det kan komma att krävas en djupkylning ner till -40°C eller i flytande kväve vid cirka -l96°C.

Anlöpning kan ske en eller flera gånger vid en temperatur av 150-650 °C. Typiskt för ståhnaterialet enligt uppfinningen är därför att det efter härdning och anlöpning har en rnikrosuulctur som vid rumstemperatur består av en grundmassa, som huvudsakligen består av martensit, och i denna grundmassa en jämn fördelning av olikforrriiga men även runda 10 15 20 25 30 35 hårdfaspartildar av ovan nämnt slag, vari ämte kan förekomma sekundärt utskilj da hårdfaspartiklar med submikroskopisk storlek.

Vidare är det ett ändamål med föreliggande uppfinning att åstadkomma ett skärbarhets- förbättrat stålmaterial med förbättrad duktilitet vilket har en mer jämn fördelning av skärbarhetsförbättrande partiklar, som kan framställas med en mer rationell, robustare, enklare, tillförlitligare och/eller billigare processgång än vad som är möjligt med den idag potentiella tekniken med sprayfonnning eller pulvermetallurgisk framställning. Detta ändamål uppnås genom att det skärbarhetsförbättrade stålmaterialet enligt föreliggande uppfinning har följande sammansättning i vikt-%: C: O,1-2,0% C+N: O,1-2,2% Si: 0,0l-2 % Mn: 0,0l-15 % Cr: 0,01-18 % MO; o,o1-5 % V: 0,01-2 % S: 0,01-l %, samt eventuellt ytterligare något eller några av följande accessoriska legeringselement: Ni: < 10 % W. < 4 % Nb: < l % Co: < 5 % Ti: < 0,5 % zr; < 0,5 % Cu: < 2 % A1 < 1 % Ca 5-75 ppm O 50-100 ppm rest väsentligen endast Fe samt eventuella föroreningar, - att det är fiamställt genom hetisostatisk kompaktering eller vannextrusion av granuler med en storlek av 0,5-30 mm erhållna genom snabbkylning av en sönderdelad smälta med den angivna sammansättningen, och - att stålet efter den hetisostatiska kompakteringen eller varmextrusionen har en mikrostruktur som innehåller en jämn fördelning av 0,1-30 um stora, olikforrniga, men även väsentligen avrundade mangansulfider, MnS, och/eller 10 15 20 25 30 35 10 kalciummangansulfider, där merparten av dessa sulfider företrädesvis har en storlek av 0,l-l0 pm, än mer föredraget högst 0,l-3 pm.

Genom att framställa granuler enligt det ovan beskrivna förfarandet kan ett stålmaterial som istället för en mycket god abrasiv nötningsbeständighet uppvisar en mycket god skärbarhet och väsentligen förbättrad tvärduktilitet jämfört med konventionellt tillverkade skärbarhets- förbättrade stålmaterial som är kända på marknaden idag. Dessa förbättringar uppnås genom att stålmaterialet erhåller en mer homogen fördelning av skärbarhetsförbättrande sulfidpartiklar än konventionellt tillverkade stålmaterial. Mer bestämt innehåller stålet en mikrostruktur som efter kompakteringinnehålleren jämn fördelning av 0,1-50 pm stora, väsentligen avrundade mangansulfider, MnS, och/eller kalciummanganoxysulfider.

Merparten av dessa sulfider har företrädesvis en storlek av hö gstl0 pm, än mer föredraget högst 0,l-3 pm.

Bland dagens kända stålmaterial, vilka tillverkas konventionellt med upp till 0,15 % svaveltillsats, hittar vi t.ex. H13, vilket är ett exempel på ett varmarbetstål, och AISI 420, vilket är ett exempel på ett korrosionströgt plastformstål. Det skärbarhetsförbättrade stålmaterialet enligt uppfinningen har normalt en hårdhet i härdat och anlöpt tillstånd av max 55 HRC, företrädesvis max 45 HRC och än mer föredraget ligger hårdheten i intervallet 30-40 HRC för att kunna bearbetas med skärande verktyg till slutlig förrn hos verktygstillverkarna.

Ytterligare särdrag som kännetecknar uppfinningen och vad som uppnås därmed kommer att fiamgå av_ den nedanstående detaljerade beskrivningen.

KORTFATTAD BESKRIVNING AV DE BIFOGADE RITNINGARNA I det följande kommer uppfinningen att beskrivas närmare med hänvisning till föredragna utföringsfonner och de bifogade ritningarna.

Figur l visar niikrostrulcturen av ett götgjutet stålmaterial i varmbearbetat, härdat och anlöpt.

Figur 2 visar mikrostrukturen av ett pulvermetallurgiskt stålmaterial i varmbearbetat, härdat och anlöpt tillstånd.

Figur 3 visar mikrostrukturen av ett sprayformat stålmaterial i varmbearbetat, härdat och anlöpt tiusfåna. 10 15 20 -25 30 ll visar mikrostrukturen av ett stålmaterial tillverkat enligt ett uppfmningsenligt förfarande i varmbearbetat, härdat och anlöpt tillstånd.

Figur 4 Figur 5 och 6visar mikrostrukturen av ännu ett stålmaterial tillverkat enligt ett uppfinningseriligt förfarande i varmbearbetat, härdat och anlöpt tillstånd.

DETALJERAD BESKRIVNING Av FÖREDRAGNA UTFöRmGsFoRi/IER Enligt föreliggande uppfinning framställs först en stålsmälta som har följ ande sammansättning i vikt-%: CC+NSiMnCrMoV min 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 max 5 8 4 15 40 15 20 samt eventuellt ytterligare något eller några av följ ande accessoriska element: Ni W Nb Co Ti Zr Cu Al S Ca (ppm) O (ppm) min 3 10 max 40 15 15 20 5 5 5 1 1 75 100 rest väsentligen endast Fe samt eventuella föroreningar.

För granulering av stålsmältan får en företrädesvis lodrät stråle av smältan falla ner på ett anslagselement beläget ovanför en vattenyta i en behållare i en granuleringsanordning, så att strålen av anslagskraften slås sönder till droppar, vilka sprids ut radiellt från anslags- elementet och faller ned i vattnet, där de utsätts för snabbkylning, så att de bildade granulerna senast när de når kärlets botten har stelnat åtminstone på ytan. Fallhöj den för smältan anpassas så att de bildade granulerna erhåller en typisk storlek av 0,5-30 mm, företrädesvis 1-10 mm, och flikig till rund form. Efter utmatning från granuleringsanord- ningen torkas granulatet, vilket eventuellt till en del kan ske med hjälp av den i granulerna inneboende icke helt bortkylda värmen.

Snabbkylningen av en smälta med den angivna sammansättningen ger en hög fraktion, 3- 40 volym-%, av större, upp till 50 um, företrädesvis upp till 10 um, runda till oregelbundna hårdfaspartiklar, där merparten av dessa karbider, nitrider och/eller karbonitrider har en storlek större än 0,1 um, företrädesvis större än 0,2 um, vilka bildas vid stelningsrealctionen under granuleringen. Genom att tillsätta en hög halt av vanadin ochmotsvarande stökio- metriska halt av kol till ett legeringssystem där Fe-C och åtminstone ett karbidbildande element ingår i legeringssystemet, C-Cr-Mo-W-V-Ti-Nb-Zr-Co-Ni-Fe, erhålls tack vare snabbkylningen vid stelningen en utskiljning av karbider i smältan och i restsmältornrådena eller också kan en primär utskiljning av mer svårlösliga karbider, nitrider och karbonitrider , som tex. V(C,N) och Nb(C,N), Ti(C,N) och Zr(C,N) ske direkt i smältan. Denna 10 15 20 25 30 35 12 utskiljningssekvens visar sig också återfinnas i granulerade stålfragment med en storlek på 1-30 mm, vilket illustreras av fig. 4 som typiskt fall för det först beskrivna fallet och av fig. 5 för det senare fallet.

Efter att ytoxider på det torra snabbkylda granulatet eventuellt har reducerats fylls granulatet i kapslar, som sedan komprimeras hetisostatiskt, alternativt varmextruderas, till en åtminstone tillnärmelsevis heltät kropp. Den hetisostatiska kompakteringen genomförs lämpligen vid en temperatur av l000-1350°C, företrädesvis ll50°C.

Reduktionen av ytoxider ger' det framställda stålmaterialet en adekvat renhet, så att det “ hetisostatiskt komprimerade stålrnaterialet har ett lågt innehåll eller mer eller mindre. fritt från oxidiska inneslutningar. På detta sätt kan förekomst avytoxideri granulgränserna undvikas medan eventuella oxidiska inneslutningar inuti sj älva granulerna inte påverkas av en sådan reduktionsprocess. Eventuell förekomst av sådana oxider kan undvikas eller minimeras genom annat för fackmannen känt förfaringssätt, t.ex. genom smältning och raffinering av stålsmältan i valcuum samt att använda rena råvaror som insatsmaterial. I vissa applikationer med höga krav på abrasiv nötningsbeständighet är det dock inte nödvändigt att reducera oxiderna då dessa istället kan komma att bidra till stålmaterialets nötningsbeständighet. Genom varmbearbetning av den hetisostatiska kroppen sker även en sönderdehiing av eventuella ytoxider varför deras eventuella negativa effekter på materialets duktilitet kan minskas.

Den hetisostatiskt kompalcterade kapseln varmbearbetas sedan, först för att vid behov erhålla en heltät kropp, för att sedan varmbearbetas vidare till färdig stång med en dirnension upp till 91000 mm eller något däröver, eller till andra produkter. Därefter mjukglödgas produkten till en hårdhet mellan cirka 150-350 HB varefter den bearbetas till önskad form genom skärande bearbetning.

Värmebehandlingen utförs på följ ande sätt. Stålmaterialet härdas genom austenitisering vid 950 - ll50°C där materialet efter genomvärmning till den angivna temperaturen hålls vid den aktuella temperaturen under cirka 30 min-Z h varefter det snabbkyls till rumstem- peratur. Under austenitiseringen fås en suukmromvandling av grundmassan till austenit och en viss andel av karbiderna kan lösas upp helt eller delvis under det att de däri ingående legeringsärnnena diffunderar ut i austeniten. Vid snabbkylningen omvandlas austeniten till martensit. En viss andel restaustenit kan förekomma efter hö gtemperatiiranlöpning i vissa av de föredragna utföringsformerna varför det för dessa kan vara lämpligt att djupkyla materialet. Anlöpningen av stålmaterialet kan ske en eller flera gånger vid en temperatur av 150-650 °C, typiskt under en hålltid av 2 timmar åt gången. l det övre området av 10 15 20 25 30 35 13 temperaturintervallet, typiskt från 500-650°C fås ett karaktäristiskt sekundärhårdnade av materialet genom att en viss utskiljning av sekundära hårdfaspartiklar med subrnikro- skopisk storlek erhålles. Typiskt för stålmaterialet enligt uppfinningen är således att det efter härdning och anlöpning har en rnikrostruktur som vid rumstemperatur som består av en grundmassa som huvudsakligen består av martensit, och i denna grundmassa i smältfas utskilj da hårdämnen av MX-typ, vilka typiskt har avrundad till rund form, varjämte kan förekomma sekundärt utskiljda hårdämnen med submikroskopisk storlek, huvudsakligen i form av MX-, M7C3- och MóC-karbider, nitrider och/eller karbonitrider.

Företrädesvis bearbetas den heltäta kroppen till en eller flera stålprodukter, som härdas och anlöps för att erhålla övervägande martensit samt en adekvat duktilitet/seghet.

Genom att det ovan angivna :förfarandet för framställning av det ovan angivna stål- materialet innefattande angivna särdragen blir processgången mer rationell, robustare, enklare, tillförlitligare och billigare än den idag potentiella tekniken med sprayforrnning eller pulvermetallurgisk frarnställning, och en ny familj av stålmaterial erhålls.

Legeringselementens inverkan på stålets egenskaper Kol och i förekommande fall kväve ingår i stålets grundmassa och bidrar till att stålet ges en erforderlig hårdhet. Tillsammans med vanadin eller andra karbidbildande element såsom titan, niob och zirkonium, ingår kol och kväve i primärt och sekundärt utskilj da MX- karbider, vilka på ett mycket effektivt sätt bidrar till att stålet erhåller en mycket god abrasiv nötningsbeständighet. Kol förenar sig även med krom och molybden genom bildande av M7C3- och MóC-karbider vilka också bidrar till nötningsbeständigheten.

Kisel kan användas för desoxidation av stålet. Kisel bidrar även till att göra stålet anlöpningströgt för att därmed nå högre hållfasthet.

Mangan tillsätts i samband med desoxidationen av stålet för att de bildade slaggerna skall bli mer lättavskiljda. Mangan tillsätts även för att det bidrar till stålets härdbarhet och kan i vissa fall som enda ingående element svara för denna effekt. Mangan kan också bidra till att stålet ges goda skärbarhetsegenskaper genom att tillsammans med svavel bilda mangan- sulfider. Genom att även tillsätta kalcium och syre bildas kalciummanganoxysulfider, som förutom att bidra till god skärbarhet, resulterar i att stålet erhåller en bättre duktilitet än om rena mangansulfider bildas. 10 15 20 25 30 14 Krom bidrar till att stålet får god härdbarhet samt bidrar till stålets nötningsbeständighet och hårdhet genom utskiljning av MyCg-karbider. I höga halter bidrar krom även till att stålet får ökande korrosionsbeständighet. Även molybden bidrar till stålets härdbarhet. Molybden kan åtminstone delvis ersättas med dubbla mängden volfiam. F öreträdesvis innehåller stålet dock inte mer volfram än i föroreningshalt.

Utöver ovanstående element kan stålet även innehålla andra element som på olika sätt bidrar till att ge önskade egenskaper.

Nickel är ett element som ökar härdbarheten och segheten i halter över ca 1 %. Eftersom nickel är austenitstabiliserande önskar man i många fall begränsa nickelhalten i materialet.

Nickel har även en lösningshärdande effekt.

Kobolt tillsätts i första hand för att höja materialets varmhårdhet men ger även en viss lösningshärdande effekt.

Koppar är ett element som ger en viss lösningshärdande effekt. I halter över 0,6 % kan även en viss utskiljningshärdade effekt erhållas vid anlöpningen.

Nedan följer en mer detaljerad beskrivning av olika utföringsformer av uppfinningen.

Enligt ett föredraget utförande av uppfinningen har stålsmältan en sammansättning som innefattar följande legeringselement, i vikt-%: C C+N Si Mn Cr Mo V Min 0,1 0,1 0,01 0,01 12 0,01 0,01 max 5 8 4 15 21 15 20 Utöver ovanstående uppräknade element kan stålsmältan även innehålla något eller några av de accessoriska element som listas i tabell 3 tidigare i beskrivningen, rest väsentligen endast Fe samt eventuella föroreningar.

I detta utförande ska kol och eventuellt förekommande kväve finnas i tillräcklig mängd för att stålet efter den hetisostatiska kompakteringen eller varmextrusionen och varmbearbet- ning i stålets härdade och anlöpta tillstånd, dels tillsammans med vanadin kunna bilda upp till 15 volym-% MX-karbider, där M huvudsakligen är vanadin, dels med krom kunna bilda upp till 30 volym-% M7C3-karbider, där M huvudsakligen utgörs av krom, varvid den totala 10 15 20 25 15 halten av MX-karbider och MyCg-karbider skall uppgå till 3-40 volym-%, dels ingå i fast lösning i stålets martensitiska grundmassa i härdat tillstånd för att på så sätt bidra till stålets hårdhet.

Stålmaterialet enligt detta första föredragna utförande är främst avsett att komma till användning i plastformande utrustning, och där användas som konstruktionselement, Lex. skruvar och rör (screws and barrels), för att mata och leda plastmassor i maskiner för tillverkning av plastkomponenter, t.ex. element i formsprutnings- och extruderingsaggregat, och vidare i formverktyg och verktygsdelar för formsprutning av plaster. Vidare lämpar sig stålmaterialet för tillverkning av verktyg för ingjutning av elektronikkomponenter i plast.

DessutomStålmaterialet har god korrosionsresistens, inklusive god resistens mot punkt- fiätning vid gnistbearbetning, mycket god slitstyrka. Det kan härdas och anlöpas till en hårdhet av 58-64 HRC, företrädesvis 59-62 HRC. Stålmaterialet är dock inte begränsat till dessa applikationsornråden utan kan utnyttjas även för en mängd andra applikationer, där nämnda egenskaper är nödvändiga eller önskvärda, tex. för detalj er i pumpar för att mata slitande media, slitgodsdetalj er i maskiner och andra utrustningar sarnt knivar som används i mer eller mindre korrosiva rniljöer, t.eX. inom livsmedelsindustrin och plastindustrin.

Företrädesvis har stålsmältan enligt detta första föredragna utförande följ ande sammansättning i vikt-%: C C+N Si Mn Cr Ni Mo W V Nb Co Ti Zr Cu S Min 0,5 0,6 0,1 0,1 13 0,01 3 max 2,5 5 2,0 3,0 20 2,5 4 3 12 5 5 0,5 0,5 1 0,2 rest väsentligen endast Fe samt eventuella föroreningar, I en första tänkbar variant har stålsmältan enligt det första föredragna utförandet följ ande sammansättning i vikt-%: C C+NSiMnCrNiMoW VNbCoTiZrCuS Min 0,65 0,75 0,1 0,1 15 0,01 0,01 max 1,20 1,5 1,0 1,0 19 1,2 1,5 1,5 1,5 0,5 2 0,1 0,1 0,5 0,1 rest väsentligen endast Fe samt eventuella föroreningar, I en andra tänkbar variant har stålsmältan enligt det första föredragna utförandet följ ande sammansättning i vikt-%: 10 15 20 16 C C+N Si Mn Cr Ni Mo W V Nb Co Ti Zr Cu S Min 1,2 1,3 0,1 0,1 16 0,01 0,01 3 max 2,0 2,1 1,0 1,0 21 1,5 2,5 2,5 9 2 2 0,1 0,1 0,5 0,1 rest väsentligen endast Fe samt eventuella föroreningar, Enligt ett andra föredraget utförande av uppfinningen har stålsmältan följ ande sammansättning i vikt-%: C C+N Si Mn Cr Ni Mo W V Nb Co Ti Zr Cu S Min 0,01 0,02 0,01 0,01 0,01 max 5 8 4513101010201510555l rest väsentligen endast Fe samt eventuella föroreningar, Efter den hetisostatiska kompakteringen eller varmextrusionen och varmbearbetning till färdigt ämne har det slitstarka stålmaterialet en Inikrostruktur som innehåller upp till 30 vol-% jämnt fördelade 1-50 um stora, företrädesvis 1-10 um, olikformiga, men även runda MX-, M7C3- och/eller MéC-karbider.

Inom ramen för detta andra föredragna utförande av uppfinningen är det tänkbart att en tredje variant av stålsmältan har följ ande sammansättning i vikt-%: C C+N Si Mn Cr Ni Mo W V Nb Co Ti Zr Cu S Min 0,5 0,6 0,1 0,1 4 0,01 0,01 max 3 3,2 1,0 1,0 13 1,5 4,5 2,5 4 1,0 3 0,1 0,1 0,5 0,1 rest väsentligen endast Fe samt eventuella föroreningar.

Efter den hetisostatiska kompakteringen eller varmextrusionen och varmbearbetning till färdigt ämne har det eiitsferkeetåhneterieietien nukfesmnm sem innehåller 5-20 ve1ym-% jämnt fördelade 1-50 um stora, företrädesvis 1-10 um, olikforniiga, men även runda MX-, M7C3 ooh/eller MßC-karbider.

Företrädesvis har denna tredje variant följande sammansättning i vikt-%: C C+N Si Mn Cr Ni Mo W V Nb Co Ti Zr Cu S Min 1,0 1,1 0,1 0,1 11 0,01 0,01 max 2,0 2,2 1,0 1,0 13 1,5 1,5 1,5 1,5 0,5 2 0,1 0,1 0,5 0,1 rest väsentligen endast Fe samt eventuella föroreningar.

Efter den hetisostatiska kompakteringen eller varmextrusionen och varmbearbetning till färdigt ämne har det slitstarka stålmaterialet en mikrostruktur som innehåller 10-15 volym- 10 15 20 25 17 % jämnt fördelade 1-50 um stora, företrädesvis 1-10 um, olikforrniga, men även runda M-/Cg-karbider, men med ett visst inslag av MX-karbicler.

Vidare är det tänkbart att, inom ramen för detta andra föredragna utförande, en fjärde variant av stålsmältan har följ ande sammansättning i vikt-%: C C+N Si Mn Cr Ni Mo W V Nb Co Ti Zr Cu S Min 1,5 1,6 0,1 0,1 4 0,01 6 max 4 4,5 2,0 3,0 12 1,5 5 2,5 12 1,0 2 0,1 0,1 0,5 0,1 rest väsentligen endast Fe samt eventuella föroreningar.

Efter den hetisostatiska kompakteringen eller varmextïrusionen och varmbearbetriing till färdigt ämne har det slitstarka stålmaterialet en mikrostruktur som innehåller 10-30 vol-% jämnt fördelade 1-50 um stora, företrädesvis 1~l0 um, olikforrniga, men även runda MX-, M7C3 och/eller MßC-karbider.

Användningsområdet för stålmaterialet enligt detta andra utförande av uppfinningen kan vara allt från slitgods, t.ex. inom gruvindustrin och andra processindustrier, till verktyg inom det konventionella kallarbetsornrådet för framställning av verktyg för klippning och stansning, kallextrudering, pulverpressning, djupdragning, etc., dvs. detaljer som utsätts för stark abrasiv nötning.

Vanadin, kol och kväve ska finnas i tillräcklig halt för att materialet efter den hetisostatiska kompakteringen eller varmextrusionen och varmbearbetrring i härdat och anlöpt tillstånd ska kunna innehålla 10-30 vol-% MX- och MyCg-karbider i grundmassan, varav och upp till 8 vol-% utgörs av MyCg-karbider. Lämpligtvis innehåller stålet 1,5 - 4 % kol och 0,1 - 3 % kväve så att den sammanlagda halten C+N uppgår till 1,6 - 7 %. Vanadinhalten skall vara minst 3 % och max 12 %, varvid vanadin åtminstone till del kan ersättas av dubbla mängden niob upp till max 1.0 % Nb.

Företrädesvis har denna fjärde variant följande sammansättning i vikt-%: C C+N Si Mn Cr Ni Mo W V Nb Co Ti Zr Cu S Min 1,9 2,0 0,1 0,1 5 0,01 6 max 3,3 3,4 2,0 2,0 10 1,5 4,0 1,0 11 1,0 2 0,1 0,1 0,5 0,1 rest väsentligen endast Fe samt eventuella föroreningar, Efter den hetisostatiska kompakteringen eller varmextrusionen och varmbearbetning till färdigt ämne har det slitstarka ståhnaterialet en mikrostruktur som innehåller 15-25 vol-% 10 15 20 25 jämnt fördelade l-50 um stora, företrädesvis 1-10 um, olikfonniga, men även runda MX-, M7C3 och/eller MóC-karbider. 18 Än mer föredraget har denna fjärde variant följ ande sammansättning i vikt-%: rest väsentligen endast Fe samt eventuella föroreningar, C C+N Si Mn Cr Ni Mo W V Nb Co Ti Zr Cu S Min 2,5 2,6 0,1 0,1 4 0,01 8 max 3,0 3,5 2,0 2,0 8 1,5 2,5 1,0 10 1,0 2 0,1 0,1 0,5 0,1 Efter den hetisostatiska kompakteringen eller varmextrusionen och varmbearbetning till färdigt ämne har det slitstarka ståhnaterialet en rnikrostruktur som innehåller 16-24 vol-% jämnt fördelade 1-50 um stora, företrädesvis l-lO um, olikforrniga, men även runda MX- och M7C3-karbider, varav upp till 8 % jämnt fördelade 1-50 um stora, företrädesvis 1-10 um, olikforrniga, men även runda, M-/Cg-karbider.

Enligt ett tredje utförande av uppfinningen har stålsmältan istället en sammansättning som balanserats i syfte att erhålla ett skärbarhetsförbättrat material med god duktilitet, seghet och/eller vannhårdhet. I detta tredje utförande har stålsmältan följ ande sammansättning i vikt-%: C C+N Si Mn Cr Ni Mo W V Nb Co Ti Zr Cu Al S Min 0,05 0,05 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 max 2,0 2,2 2 15 18 10 5 4 2 1 5 0,5 0,5 2 1 1 samt eventuellt även 3-75 ppm kalcium och 10-100 ppm syre, rest väsentligen endast Fe samt eventuella föroreningar.

Efter den hetisostatiska kompakteringen eller varmextrusionen har stålmaterialet en rnikrostrulmir som innehåller en jämn fördelning av 0,1-30 um stora, olikformiga, men även väsentligen avrundade mangansulfider, MnS, där merparten av dessa sulfider företrädesvis har en storlek av 0,1-10 um, än mer föredraget 0,1-ß um. Genom att även tillsätta 3-75 ppm kalcium och 10-100 ppm syre kan mangansulfiderna modifieras enligt vad som sagts tidigare så att mangansulfiderna helt eller delvis kommer att ersättas av kalciummanganoxysulfider. En viss förekomst av karbider kan fmnas även i stålrnaterialet enligt detta tredje utförande. I analogi med uppfinningstanken har dessa en fördelning, form och storlek enligt vad som tidigare beskrivits. 10 15 20 25 30 19 Inom ramen för detta tredje utförande av uppfinningen är det tänkbart att en femte variant av stålsmältan har följande sammansättning i vikt-% Ramax LH: C C+N Si Mn Cr Ni Mo V Al S Min 0,08 0,16 0,05 0,05 13,0 0,01 0,01 0,01 0,01 max 0,19 0,28 1,5 2,0 15,4 1,8 1,3 0,7 1 1 samt företrädesvis 3-75 ppm kalcium och 10-l 00 ppm syre, rest väsentligen endast Fe samt eventuella föroreningar.

Härvid erhåller stålet i första hand en mycket god skärbarhet i kombination med god seghet och duktilitet. Mikrostrulduren i seghärdat tillstånd utgörs av en martensitisk grundmassa med upp till 30 vol-% ferrit och stålmaterialet har en hårdhet mellan 290 - 360 HB. Den goda skärbarheten uppnås genom att legera med 0,01- 1 % svavel, företrädesvis 0,03-0,5 %, och än mer föredraget O,1-0,2 %, varvid mangan förenar sig med svavel och bildar ovan nämnda mangansulfider. Företrädesvis tillsätts även kalcium och syre vilka åstadkommer en globulisering av mangansulfidema och en bildning av kalciummanganoxysulfider istället. Om även kalcium och syre tillsätts kan svavelhalten minskas till 0.035 - 0.25 % S i kombination med 3 - 100 ppm Ca, företrädesvis 5 - 75 ppm Ca, lämpligen max. 40 ppm Ca, och 10 - 100 ppm O. Dessa kalciummanganoxysulfider är inte lika långsträckta som mangansulfiderna och härigenom kan en förbättring av duktiliteten erhållas. Mangan kan även helt eller delvis ersätta krom såsom härdbarhetshöj ande element.

Stålmaterialet enligt detta tredje utförande skall kunna levereras i seghärdat tillstånd för att möjliggöra tillverkning av hållare till plastfonnningsverktyg samt sj älva plastformnings- verktyget i mycket stora dimensioner. Trots det faktum att innehållet av de härdbarhets- höj ande elementen nickel och molybden har sänkts har stålet en härdbarhet som möjliggör härdníng i luft, även i mycket grova dimensioner. Lufthärdning är en fördel då man kan undvika restspänningar som kan ge upphov till defonnationer i samband med den skärande bearbetningen till färdig form. Härdningen utförs genom austenitisering vid en temperatur av 900 - 1100 °C, företrädesvis vid 950- 1025 °C, eller omkring 1000 °C, följt av släckning i olja, polymerbad, i gas i en vakuumugn eller mest föredraget i luft. Anlöpníngen utförs som hårdtemperauranlöpning vid 510 - 650 °C, företrädesvis vid 540 - 620 °C, under åtminstone en timme, företrädesvis genom dubbel anlöpning två gånger under två timmar vardera.

Förutom ovan nämnda element kan stålet enligt detta tredje utförande även innehålla upp till 2 %, koppar, företrädesvis max 0,40 % och än mer föredraget max 0,25 % koppar för att 10 15 20 25 30 20 öka korrosionsbeständigheten och/eller hårdheten. Dock inverkar koppar negativt på varmduktiliteten även i låga halter. Dessutom kan koppar inte extraheras från stålet varför skrothanteringen och återvinningen av materialet försvåras.

Starka karbidbíldare såsom niob, titan och zirkonium skall normalt inte förekomma i materialet enligt detta tredje utförande eftersom eventuella karbider skulle inverka negativt på segheten och duktiliteten.

I en sjätte variant enligt det tredje utförandet av uppfinningen har stålsmältan följ ande sammansättning i vikt-% Orvar: C C+N Si Mn Cr Ni Mo V Al S 0,30 0,30 0,05 0,05 1,5 0,01 0,3 0,4 0,01 0,50 0,15 1,5 1,8 5,5 1,8 1,5 1,3 1 1 rest järn och oundvikliga föroreningar.

Min maX Även detta stålmaterial uppvisar en mycket god skärbarhet i kombination med god seghet och duktilitet. Den goda skärbarheten uppnås genom att legera med 0,01- 1 % svavel, företrädesvis 0,03-0,5 %, och än mer föredraget 0,1~0,2 %, varvid mangan förenar sig med svavel och bildar ovan nämnda mangansulfider. Företrädesvis tillsätts även kalcium och syre vilka åstadkommer en globulisering av mangansulfiderna och en bildning av kalcium- manganoxysulfider istället. Om även kalcium och syre tillsätts kan svavelhalten minskas till 0.035 - 0.25 % S i kombination med 3 - 100 ppm Ca, företrädesvis 5 - 75 ppm Ca, lämpligen max. 40 ppm Ca, och 10 - 100 ppm O. Dessa kalciumrnanganoxysulfider är inte lika långsträckta som mangansulfiderna och härigenom kan en förbättring av duktiliteten erhållas. Dessutom uppvisar detta stålmaterial ett högt varmtörslitningsmotstånd och en god kombination av andra egenskaper, såsom anlöpningsresistens, värmelednings-fiårrnåga, härdbarhet och hållfasthet.

Stålmaterialet år avsett att användas för bearbetning av arbetsmaterial i varmt tillstånd.

Typiska exempel på stålets användning är verktyg för strängpressning och pressgjutning av lättrnetaller, främst aluminium. En annan slags användning är smidesverktyg. Vanadin ska ingå i stålet i en halt av minst 0.4 % och max 1,3 %. Vanadin bidrar till att ge stålet gott anlöpningsmotstånd, god nötningsbeständighet och bidrar till god hållfasthet genom att bilda vanadinkarbider som medverkar till att skapa en relativt fm kristallsnuktur. 10 15 20 21 REDOVISNING AV UTFÖRDA FÖRSÖK Med hänvisning till de bifogade ritningsfigtlrerna skall nu de utförda försöken beskrivas.

I tabell 4 nedan framgår sammansättningarna för ett antal försökslegeringar. Stål 1-3 utgör jämiörelsematerial medan stål 4 och 5 utgör exempel på stålmaterial som framställts enligt det uppfinningsenliga förfarandet. Stål 1 är ett kommersiellt stålmaterial som framställts på konventionellt vis via götgjutning. Stål 2 är ett kommersiellt stålrnaterial som framställts via pulvennetallurgisk tillverkning. Stål 3 är ett kommersiellt stålmaterial som framställts via sprayformning. Stål 4 och stål 5 är båda kommersiella sammansättningar med vilka försök har utförts med tillverkning enligt det uppfmningsenliga förfarandet. Stål 5 är ett stålmaterial med i huvudsak samma sammansättning som stål 3. Referensmaterialen stål 1 och stål 2 har inte analyserats avseende' samtliga ingående element men det skallförstås att stålen förutom de angivna elementen innehåller oundvikliga föroreningar i normala halter vilka härrör från stålet framställning.

Tabell 4, Kemisk sammansättning hos iörsökslegeringarna Stål nr C Si Mn P S Cr Ni Mo W Stål 1 1,5 0,3 0,3 12,0 1,0 Stål 2 2,9 0,5 0,5 8,0 1,5 Stå13 2,80 0,78 0,64 0,030 0,016 6,91 0,16 2,23 0,15 Stål4 1,42 0,32 0,32 0,022 0,0032 12,0 0,23 0,89 0,019 Stål5 2,71 0,70 0,65 0,028 0,019 6,97 0,15 2,18 0,44 Stålnr Co V Ti Cu- Al N O Ar(ppm) Stål 1 1,0 Stål2 9,8 Stål3 0,02 9,20 0,003 0,08 0,001 0,09 Stål4 0,031 0,97 0,008 0,055 0,009 0,051 0,0650 Stål5 0,020 8,44 0,007 0,062 0,001 rest väsentligen endast järn. 0,12 Av två stålsmältor om vardera 4 ton med en sammansättning enligt tabell 4 nedan fram- ställdes granuler enligt den inledningsvis beskrivna metoden. Kapslar fylldes med vardera 25 kg av granulat varefter kapslarna förslöts, evakuerades på luft och kompakterades genom hetisostatisk pressning.. Därefter varmbearbetades materialet genom smidning vid 1150°C till ämnen med en storlek i tvärled av 70x50 mm. De smidda ämnena härdades genom austenitisering vid 1025 °C under 30 min i vakuumugn varefter de svalnades med en 10 15 20 25 30 22 svalningshastighet tg-5 av cirka 100s. Därefter anlöptes ämnena genom uppvärmning två gånger till 525 °C under 2h med mellanliggande svalning till rumstemperatur.

Mikrostruktur och hårdhet De erhållna ämnenas mikrostruktur och hårdhet analyserades och järnfördes med referensmaterialen i härdat och anlöpt tillstånd. De uppfinningsenliga stålen 4 och 5 härdades i vakuumugn med en svalningshastighet, tg.5, på ca 100s. Värmebehandlingsdata och uppmätt hårdhet framgår av tabell 5.

Tabell 5, Värmebehandlingsdata och hårdhet i härdat och anlöpt tillstånd Stål Austenitisering (°C/ 3 Omin) Anlöpning (°C/2x2h) Hårdhet (HRC) stål 1 iozs i 525 ._ 60 Stål 2 1020 200 60 Stål 3 1025 525 63 Stål 4 1025 525 58 Stål 5 1025 525 62 Mikrostrukturen hos stål l framgår av det ljusoptiska fotot i figur l. Stålet uppvisar den för götgiutna material typiska inhomogena rnikrostrukttlren med förhållandevis grova, i smidesriktningen utsträckta karbider vilka bildar längsgående stråk i materialet. Merparten av karbiderna är mellan 10 och 20 um men stålet innehåller även karbider med en längd uppemot 50 um. Stålet innehåller omkring 13 % MyCg-karbider i en grundmassa som utgörs av martensit.

Mikrostrulcturen hos stål 2 framgår av figur 2. I en grundmassa av martensit ses en jämn fördelning av förhållandevis runda MX- och MyCg-karbider med en storlek av 1-3 um i sin längsta utsträckning. Karbidinnehållet uppgår till omkring 15 vol-% MX-karbider och 7 vol-% MyCg-karbider. Som framgår av figiiren är MX-karbiderna något finare än M7C3- karbider vilka är färre till antalet men i gengäld något större.

Figur 3 visar rnikrostrulcturen hos stål 3 vilket är ett sprayformat stålmaterial. I en grund- massa av martensit ses en jämn fördehring av förhållandevis runda, l-7 um stora MX- och MyCg-karbider. En förhållandevis stor andel av MX-karbiderna har storlekar omkring 5 um medan merparten av M7C3-karbider uppvisar storlekar mindre än 5 um. Den rikliga förekomsten av större MX-karbider är en anledning till att detta stål uppvisar mycket god abrasiv nötningsbeständighet vilket redovisas nedan. 10 15 20 25 30 35 23 Figur 4 visar mikrostrukturen hos stål 4 vilket är tillverkat enligt ett uppfinningsenligt förfarande i varmbearbetat, härdat och anlöpt tillstånd. I en grundmassa av martensit finns en jämn fördelning av förhållandevis runda, mycket fina, ca 1-2 um i sin längsta utsträck- ning, kromrika MyCg-karbider vilka skiljts ut i restsmältaområden i grundmassan under stelningen av smältadropparna vid granuleringen. Mikrostrilktiiren påminner en hel del om den mikrostruktur som erhålls i pulvermetallurgiskt tillverkade material vilket får betraktas som en överraskning med tanke på det förhållandevis mycket enklare tillverkningsför- farandet. Mängden karbider uppgår till omkring 13 vol-% och genom hetisostatisk kompaktering, varmbearbetníng och efterföljande härdning och anlöpning återfinns merparten av karbiderna som diskreta partiklar eller som mindre karbidaggregat.

Sarnmanhängande större karbidnätverk saknas. En viss förekomst av mycket små, avrundade ytoxider kan också ses.

Figur 5 och 6visar mikrostrulcturen hos stål 5 vilket är tillverkat enligt ett uppfinningsenligt förfarande i varmbearbetat, härdat och anlöpt tillstånd. I Figur 5 ses en jämn fördelning av något oreglebundna men förhållandevis avrundade MX- och M-fC3-karbider med en storlek av 1-10 um i en grundmassa av martensit. Det totala karbidinnehållet i stål 5 uppgår till 21 vol-% varav 16 vol-% är lvDš-karbider och 5 vol-% är M7C3-karbider. I jäinförelse med stål 3, som har i huvudsak samma sammansättning som stål 5 men som tillverkats med sprayformningsteknik, uppvisar stål 5 en mer fndispers fördelning av karbidema, mer att likna vid den karbidstruktur som återfinns i pulverinetallurgiskt tillverkade material, t.ex. stål 2. Viss förekomst av större, oregelbundna, uppemot 10 um stora MX-karbider återfinns i grundrnassan. Dessa större karbider kan på ett mycket positivt sätt bidra till att stålet erhåller en mycket god abrasiv nötnirigsbeständighet. I figuren ses också en viss förekomst av uppbrutna ytoxider.

I figur 6 ses ytterligare ett exempel på mikrostrukturen för stål 5. Där ses att stålet har en likartad karbidfördelning med om möjligt ännu något mer avrundade karbider än vad som visades i figur 5.

Abrasiv nötningsbeständighet De uppfinningsenliga stålens nötningsbeständighet jämfördes med referensmaterialens genom pinne mot skiva-test med A120; som slipmedel. Resultatet fiarngår av tabell 6 nedan där stålens abrasiva nötningsbeständighet redovisas som mängd bortnött material per tidsenhet (mg/min). Stål 3 uppvisar den bästa nötningsbeständigheten medan stål 5 som tillverkats enligt ett uppfinningsenligt förfarande uppvisar en förhållandevis mycket god nötningsbeständighet, avsevärt mycket bättre än stål 2 vilket är ett pulvermetallurgiskt 10 15 20 25 30 24 tillverkat material. Stål 4, som tillverkats med ett uppfirmingsenligt förfarande, uppvisar en nötningsbeständighet som är i nivå med det konventionellt tillverkade stål l.

För resultatet spelar även hårdheten in på så sätt att hårdare material har en bättre nötnings- beständighet vilket är en bidragande orsak till det något lägre resultatet för stål 4. Typen av karbider samt storleken på dem i materialet inverkar på resultatet. Genom en högre halt av vanadin i stålmaterialet fås en större andel hårda MX-karbider på bekostnad av en mindre andel mindre hårda M7C3- eller MóC-karbider vilket ger en ökad nötningsbeständighet. Stål 1 och stål 4 med cirka 13 vol-% MyCg-karbider har förhållandevis låg nötningsbeständighet i jämförelse med t.ex. stål 5 vilket innehåller omkring 21 vol-% karbider fördelat på 16 vol- % MX karbider och 5 vol-% M7C3-karbider. Beträffande stål 2 är det i forsta hand den mindre storleken på karbiderna som resulterar i att den abrasiva nötningsbeständigheten inte är lika bra som hos stål 3 och 5.

Tabell 6, Abrasiv nötningsbeständighet, (mg/min) Stål Stål 1 Stål 2 Stål 4 Stål 3 Stål 5 D2 konv. Vanadis 10 PM Sverker granul Weartec Weartec 60 HRC 60 HRC 58 HRC Sprayformad granul 63 HRC 63 HRC A120; 69 17 74 3,5 8,7 800 mesh INDUSTRIELL TILLÄM1°N1NG Förfarandet enligt uppfinningen är avsett att komma till användning där pulverrnetallurgisk tillverkning eller sprayformning inte låter sig göras av kostnadsskäl. Genom förfarandet fås en processgång som även är mer rationell, enklare och tillförlitligare än den idag potentiella tekniken med sprayfonnning. Stålmaterialet enligt uppfinningen är avsett att komma till användning i tillämpningar där höga krav ställs på nötningsbeständighet hos komponenter formning och klippning av olika arbetsmaterial som stålplåt, aluminium, textil, papper, kerambelagt arbetsmaterial m.m., dvs. konventionella kallarbetsapplikationer. Vidare vid formning eller klippning av plastgranulat eller i forminsatser, skruvar, munstycken, rör vid plasttillverkning enligt t.ex. principen extrusion, formsprutning, tryckformning. Hög nötningsbeständighet krävs också vid konstruktionsdetaljer som t.ex. pumpdelar, ventildelar, slagor, mothåll, fragmenteringsknivar för däck, papper, trä, metall etc., slitdetalj er eller knivar inom förpackningsindustrirl, livsmedelsindustrín, massaindustrin, gruv- och mineralindustrin eller annan processindustri, och nötningsutsatta delar i transmissioner och motorer i fordonsindustrin. 10 15 20 25 30 35 25 DISKUSSION Genom det uppfinningsenliga förfarandet, där processgången är mer rationell, robustare, enklare, tillförlitligare och billigare än den idag potentiella tekniken med sprayformning eller pulvermetallurgisk framställning, kan stålmaterial framställas med en mer homogen hårdfasfördelning än i götgjutet och varmbearbetat material. Med det uppfmningsenliga förfarandet är det möjligt att tillverka stålmaterial, även höglegerade, som efter HIP och varmbearbetning har en mikrostruktur som har en jämn fördelning av ca 1-50 tim stora, företrädesvis 1-10 pm stora, olikformiga, men även runda MX-, M7C3- och MóC-karbider.

Eftersom man tack vare snabbkylningen får en betydligt mindre dendritstorlek för stål som granulerats, erhålls en karbidstorlek som ej är för fin för att ge god nötningsbeständighet, såsom är fallet i pulvermetallurgiskt tillverkat material, och ej heller är segrat, som i konventionellt götgj utna eller med elektroslaggraffinering tillverkat material. Med detta nya förfarande erhålls även för material utan delvis primärt utskilda karbider innehållande V eller Nb en jämn fördelning av adekvat stora karbider av M7C3- eller MGC -typ. Förutom en lika eller bättre abrasiv nötningsbeständighet har produkter från denna nya framställnings- metod en möjligt lägre duktilitet än pulvermetallurgiskt tillverkat material. Värmebehand- lingsrespons är annars lika, vilket också övriga egenskaper Även i jämförelse med pulvennetallurgiskt tillverkade material märks en förbättrad abrasiv nötningsbeständighet medan duktiliteten är bättre hos PM-stålen.

Tack vare det uppfmningsenliga förfarandet kan stålmaterial som götgjuts idag, vilka ej är tillräckligt sofistikerade för att tillverkas genom sprayformning eller pulvermetallurgi på grund av att de blir för dyra, ges avsevärt förbättrade egenskaper till en rimlig kostnad.

Vidare kan den typiska lamellära stehiingsstrukturen av M7C3 som uppkommer i konventionellt eller med elektroslaggraffinering tillverkade legeringar av typ AISI D2 undvikas, vilken vid varmbearbetning ger en stråkighet som ger anisotropa egenskaper i längs- och tvärrilctníngen. För konventionellt götgj utna stål erbjuder det uppfinningsenliga förfarandet således en möjlighet att tillverka ett stålmaterial med förbättrade och avsevärt mer homogena egenskaper i längd- och tvärriktning.

ALTERNATIVA UTFÖRINGSFORMER Det är tänkbart att låta tillverka stålmaterial där granuler med olika sammansättning blandas för att på så sätt kombinera materialens olika egenskaper. Det kan lämpligtvis göras på så sätt att granuler med en viss fraktionsstorlek blandas med granuler med en annan, mindre fiaktionsstorlek. Genom ett lämpligt förfaringssätt i samband med placering av granulernai behållaren för HIPning kan man försäkra sig om att de mindre granulerna fördelar sig i mellanrummen mellan de större granulerna och genom att välja lämpliga fraktionsstorlekar blir det på detta sätt möjligt att på ett bestämt sätt jämnt fördela ut en bestämd mängd av de 10 15 20 26 mindre granulerna bland de större. På likartat sätt är det även tänkbart att blanda granuler och pulvermetalliskt framställt metallpulver i samma behållare för HIPning. Fackmannen inser att tekniken även kan nyttjas till att framställa HIPade ämnen där vissa områden givits en inblandning av granuler/pulver av ett andra material medan övriga områden enbart består av granuler av det första materialet. Det inses vidare att mer än två material kan sarnrnanblandas på detta sätt.

Det inses att andra kylmedier än vatten kan användas vid granuleringsprocessen.

Exempelvis är det tänkbart att använda ett 'kolväte såsom fotogen eller olja. Vidare är det tänkbart att använda flytande kvävqvvilken genom anpassning av trycket i behållaren skulle kunna tillåtas-att bilda- en kraftigt kylande gas ovanför kylbadet. Vidare kan man tänka sig att spraya in en. dimma av köldrnedium som kyler granulerna och att .man i en sådan lösning inte begagnar sig av något kylbad. Ytterligare ett tänkbart sätt är att anordna kyltanken med en fluidiserad bädd i botten med forcerad tillförsel av kylande gas. Det inses att användning av armat medium än vatten och syreinnehållande gas såsom luft medför att granulerna inte oxiderar. Detta skulle medföra att man eliminerar behovet av den oxidreducering som nu föreligger i vissa fall. Vidare inses att olika kyhnedier kyler granulerna olika snabbt varigenom det blir möjligt att påverka karbidstrukturen och storleken på karbiderna genom lämpligt val av kylmedium.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 27 PATENTKRAV 6. . Förfarande för tillverkning av ett stålmaterial, kännetecknat av följande steg: ~ framställning av en stålsmälta, - granulering av smältan genom att en stråle av smältan får träffa ett anslagselement och splittras till droppar, som får falla ned i en tank innehållande ett kylmedium, så att de snabbkyls till granulat med flikig till rund form och en storlek av fiån 0,5 mm till 30 mm, företrädesvis en storlek av från 1 mm till 10 mm, ~ fyllning av en kapsel med bildat snabbkylt granulat, och - hetisostatisk kompaktering eller varmextrusion av kapseln med granulatet till en åtminstone nära heltät kropp. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att ytoxider på granulatet reduceras före den hetisostatiska kompakteringen eller varmextrusionen. . Förfarande enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att den hetisostatiskt kompakterade kapseln varrnbearbetas för erhållande av en heltät kropp. Förfarande enligt något av kraven 1-3, kännetecknat av att den hetisostatiska kompakteringen genomförs vid en temperatur av 1000-1350 °C, företrädesvis 1150 °C, under en hålltid av 2-10 h. Förfarande enligt något av kraven 1-4, kännetecknat av att den heltäta kroppen bearbetas till en eller flera stålprodukter, som härdas och anlöps för att erhålla övervägande martensit samt en adekvat duktilitet/seghet. Förfarande enligt krav 1, kärmetecknat av att stålsmältan har en sammansättning som innefattar följande legeringselement i halter enligt nedan, vikt-%: CC+NSiMnCrMoV min 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 max 5 8 4 15 40 15 20 sarnt eventuellt ytterligare något eller nâgra av följ ande accessoriska element: Ni W Nb Co Ti Zr Cu Al S Ca(ppm) O(ppm) min 3 10 max40l51520555l175 100 rest väsentligen endast Fe samt eventuella föroreningar. 20 28 7. Förfarande enligt krav 6, kännetecknat av att stålsmältan har en sammansättning som innefattar följ ande legerin .selement i halter enligt nedan, vikt-%: C C+N Si Mn Cr Mo V Min 0,1 0,1 0,01 0,01 12 0,01 0,01 max 5 8 4 15 21 15 20 rest väsentligen endast Fe samt eventuella föroreningar och accessoriska element. 8. Förfarande enligt krav 7, kännetecknat av att stålsmältan har följande sammansättning i vikt-%: ' Cor-N si MncrNi M<>_W_v Nbcø Ti zr cuAi s Min 0,5 0,6' 0,1 0,1 13 0,01 3 " max 2,5 5 2,0 3,0 20 2,5 4 3 12 5 5 0,5 0,5 1 1 0,2 rest väsentligen endast Fe samt eventuella föroreningar. 9. Förfarande enligt krav 8, kännetecknat av att stålsmältan har följande sammansättning i vikt~%: C C+N Si Mn Cr Ni Mo W V Nb Co Ti Zr Cu Al S Min 0,65 0,75 0,1 0,1 15 0,01 0,01 max 1,20 1,5 1,0 1,0 19 1,2 1,5 1,5 1,5 0,5 2 0,1 0,1 0,5 1 0,1 rest väsentligen endast Fe samt eventuella föroreningar. 10. Förfarande enligt krav 8, kännetecknat av att stålsmältan har följ ande sammansättning i vikt-%: C C+N Si Mn Cr Ni Mo W V Nb Co Ti Zr Cu Al S Min 1,2 1,3 0,1 0,1 16 0,01 0,01 3 max 2,0 2,1 1,0 1,0 21 1,5 2,5 2,5 9 2 2 0,1 0,1 0,5 0,1 rest väsentligen endast Fe samt eventuella föroreningar. 10. Förfararide enligt krav 6, kännetecknat av att stålsmältan har en sammansättning som innefattar följ ande legeringselement i halter enligt nedan, vikt-%: C C-l-N Si Mn Cr Ni Mo W V Co Min 0,01 0,02 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 max 5 8 4 5 13 10 10 10 20 10 rest väsentligen endast Fe samt eventuella föroreningar och accessoriska element. 20 29 11. Förfarande enligt krav 10, kännetecknat av att stålsmältan har följande sammansättning ivikt-%: CC+NSiMnCrNiMoWVNbCoTiZrCu S Min 0,5 0,6 0,1 0,1 4 0,01 0,01 max 3 3,2 1,0 1,0 13 1,5 4,5 2,5 4 1,0 3 0,1 0,1 0,5 0,1 rest väsentligen endast Fe samt eventuella föroreningar. 12. Förfarande enligt krav 11, kännetecknat av att stålsmältan har följ ande sarnmansättrlíng ivikt-%: cc+Nsi1vLncrNiM0WWv Nbcorizrcu s Min 1,0 1,1 0,1 0,1 ll 0,01 0,01 max 2,0 2,2 1,0 1,0 13 1,5 1,5 1,5 1,5 0,5 2 0,1 0,1 0,5 0,1 rest väsentligen endast Fe samt eventuella föroreningar. 13. Förfarande enligt krav 10, kännetecknat av att stålsmältan har följande sammansättning ivikt-%: CC+NSiMnCrNiMoWVNbCoTiZrCu S Min 1,5 1,6 0,1 0,1 4 0,01 6 max 4 4,5 2,0 3,0 12 1,5 5 2,5 12 1,0 2 0,1 0,1 0,5 0,1 rest väsentligen endast Fe samt eventuella föroreningar. 14. Förfarande enligt krav 13, kännetecknat av att stålsmältan har följande sammansättning ivikt-%: CC-t-NSiMnCrNiMoW NbCoTiZrCu S Min 1,9 2,0 0,1 0,1 5 0,01 6 max 3,3 3,4 2,0 2,0 10 1,5 4,0 1,0 ll 1,0 2 0,1 0,1 0,5 0,1 rest väsentligen endast Fe samt eventuella föroreningar. 15. Förfarande enligt krav 14, kännetecknat av att stålsmältan har följande sammansättning ivikt-%: CC-l-NSiMnCrNiMoWVNbCoTiZrCu S Min 2,5 2,6 0,1 0,1 4 0,01 8 max 3,0 3,5 2,0 2,0 8 1,5 2,5 1,0 101,0 2 0,1 0,1 0,5 0,1 rest väsentligen endast Fe samt eventuella föroreningar. 10 15 20 30 16. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att stålsmältan har följ ande sammansättning i vikt-%: CC+NSiMnCrNiMoWVNbCoTiZrCu S Min 0,05 0,05 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 max 2,0 2,2 2 15 18 10 5 4 2 1 5 0,5 0,5 2 1 samt eventuellt 3-7 5 ppm kalcium och 10-100 ppm syre, rest väsentligen endast Fe samt eventuella föroreningar. 17. Stålmaterial, kännetecknat av att det har en sammansättning som innefattar följ ande legeringselement i halter enli nedan, vikt-%: cc+N siMncrr/ro v min 0,1 0,1 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 max 5 8 4 15 40 15 20 samt eventuellt ytterligare något eller några av följ ande element: Ni W Nh Co Ti Zr Cu Al S Ca (ppm) O (ppm) min 3 10 max40151520555ll 75 100 rest väsentligen endast Fe samt eventuella föroreningar. ~ att det är framställt genom hetisostatisk kompaktering eller varmextrusion av granuler med en storlek av 0,5-30 mrn erhållna genom snabbkylning av en sönderdelad smälta med den angivna sammansättningen, och - att stålet efter den hetisostatiska kompakteringen eller varmextrusionen och varmbearbetning till färdigt ämne har en mikrostrulctur som innehåller 3-40 vol-% jämnt fördelade upp till 50 um stora, företrädesvis upp till 10 um, olikforrriiga, men även runda MX-, M7C3-, och MóC-karbider, där merparten av dessa karbider, j nitrider och/eller karbonitrider har en storlek större än 0,1 um, företrädesvis större än 0,2 um. 18. Skärbarhetsförbättrat stålmaterial enligt krav 17, kännetecknat av att det har en sammansättning som innefattar följande legeringselement i halter enligt nedan, víkt-%: CC+NSiMnCrNiMoWVNbCoTiZrCu S Min 0,05 0,05 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 max 2,0 2,2 2 15 18 10 5 4 2 1 5 0,5 0,5 2 1 samt företrädesvis 3-75 ppm kalcium och 10-100 ppm syre, rest väsentligen endast Fe samt eventuella föroreningar, 31 - att det är framställt genom hetisostatisk kompaktering eller varmextrusion av granuler med en storlek av 0,5-30 mm erhållna genom snabbkylníng av en sönderdelad smälta med den angivna sammansättningen, och - att stålet efter den hetisostatiska kompakteríngen eller varmextrusionen har en 5 mikrostrulctur som innehåller en jämn fördelning av 0,1-30 pm stora, olikforrniga, men även väsentligen avrundade mangansulfider, MnS, och/eller kalciummangan- oxysulfider där merparten av dessa sulfider företrädesvis har en storlek av högstlO pm, än mer föredraget högst 0,l~3 pm i syfte att erhålla ett skärbarhetsforbättrat material med god duktilitet, seghet och varmhårdhet. 10 _' ' 19. Användning av ett stålmaterial enligt krav 17 för framställning av kallarbetsverktyg och slitgods, dvs. produkter som utsätts för stark abrasiv nötning. 20. Användning av ett stålmaterial enligt krav 18 för framställning av plastformnings- 15 verktyg, hållare och hållardetalj er för plastforrnningsverktyg dvs. produkter som utsätts för avancerad maskinbearbeming vid höga skärhastigheter i härdat och anlöpt tillstånd, varmarbetsverktyg t.ex. verktyg för varmextrusion, pressgjutning och strängpressning av lättmetaller , srnidesverktyg samt skärverktygshållare.