SE459421B

SE459421B - Anvaendning av ett verktygsstaal foer karosseriplaatpressningsverktyg

Info

Publication number: SE459421B
Application number: SE8704181A
Authority: SE
Inventors: B Johansson; L-Aa Norstroem
Original assignee: Uddeholm Tooling Ab
Priority date: 1987-10-28
Filing date: 1987-10-28
Publication date: 1989-07-03
Also published as: AU2603888A; SE8704181D0; DE3883990T2; SE8704181L; JPH03502589A; DE3883990D1; EP0388415B1; EP0388415A1; WO1989003898A1

Description

459 421 10 15 20 25 30 35 med god seghet i synnerhet i klippkanter, dvs egenskaper som karak- täriserar de två verktygsstål som för närvarande är de dominerande för karosseriplåtpressningsverktyg_ Verktygen skall kunna gjutas i stora dimensioner och skall kunna användas efter lämplig flamhärdning i gjutet tillstånd. Flamhärdningsegenskaperna skall vara gynnsamma, vilket innebär en jämförelsevis låg flamhärdningstemperatur och ett brett flamhärdningstemperaturintervall som med hög noggrannhet ger önskad hårdhet åt ytskiktet på verktyget.

Dessutom skall stålet ha en god härdbarhet, dvs kunna genomhärdas även i grova dimensioner, och den maximala härdningstemperaturen bör helst understiga lO20°C. Förutom att kunna flamhärdas är det även önskvärt att stålet kan induktionshärdas och helst även kunna CVD-beläggas och/eller nitrerhärdas. Goda flamhärdningsegenskaper är emellertid viktigare än möjligheten att CVD-belägga verktyget eller att kunna nitrerhärda det. Ännu ett syfte är att stålet och det av stålet framställda verktyget har god formbeständighet och att den dimensionsförändring som äger rum vid konventionell härdning innebär att verktyget ej krymper. Ännu ett syfte är att stålet har en god svetsbarhet, så att det av stålet tillverkade verktyget kan svetslagas utan förvärmníng.

Förutom ovanstående syften skall stålet,av bl a kostnadsskäl även ha en totalt måttlig halt av legeríngsämnen.

Dessa och andra syften och fördelar med uppfinningen kan uppnås genom att uppfinningen kännetecknas av vad som anges i de efterföljande patentkraven samt i följande beskrivning av en föredragen utförings- form samt redogörelse för uppnådda resultat. 10 15 20 25 30 35 459 421 BESKRIVNING Av FöREnRAGEN uTFöRINGsFoRM oca REnoGönELsE FÖR UPPNÅDDA RESULTAT De studerade stålen hade följande nominella sammansättningar (rest järn samt föroreningar och accessoriska element i normala halter) TABELL 1 Sammansättning, vikts-% Stål nr C Si Mn Cr Ni Mo V 1 0.64 1.0 0.50 5.7 - 1.2 0.34 2 0.60 0.4 1.0 4.5 - 0.5 0.30 3 0.60 0.4 1.0 4.0 1.0 0.5 0.00 4 0.55 0.4 1.0 3.0 ~ 0.5 0.30 5 0.50 0.4 1.0 6.0 - 0.5 0.30 6 1.00 0.2 0.5 5.3 - l.l 0.20 7 0.48 0.4 0.9 1.5 - - - Av stål l-5 med ovanstående nominella sammansättningar framställdes femtiokílos göt och av dessa göt uttogs provstavar. Dessa härdades genom uppvärmning i 30 min vid olika temperaturer mellan 900 och lO50°C och avkyldes i luft, varvid hårdheter erhölls vilka grafiskt illusteras i diagrammet i figuren. Härdningsförfarandet kan sägas ge ett mått på flamhärdningsegenskaperna på grund av provstavarnas små dimensioner, vilka kan sägas motsvara förhållandena vid flamhärdning.

Bäst värden i detta avseende erhölls med stål nr 2, som även till- fredsställer övriga önskvärda egenskaper hos stålet enligt uppfin- ningen. Sammansättningen hos stål nr 2 motsvarar därför riktanalysen hos stålet enligt uppfinningen. I diagrammet har även inlagts mot- svarande kurvor för de kommersiella referensstålen 6 och 7.

Ett utmärkande drag hos stålet enligt uppfinningen, representerat i första hand genom stål nr 2, är att man erhåller en hög och väsent- ligen konstant hårdhet inom ett brett temperaturintervall. Närmare bestämt uppnås en hårdhet mellan 61 och 63 HRC från härdníng inom hela temperaturintervallet 950-l050°C. Utan att binda uppfinningen till någon särskild teori beträffande anledningen till de uppnådda resultaten kan man antaga att resultaten åstadkommits genom att: 459 421 10 15 20 25 30 35 - man åstadkommit en jämförelsevis låg karbidstabilitet, vilket medger en snabb karbidupplösning och en hög hårdhet vid låg austenitise- ringstemperatur; . man har låg halt karbidbildande element och en därtill anpassad kolhalt, som bör ligga mellan 0.5 och 0.7 %, företrädesvis mellan 0.55 och 0.65 %, så att en jämförelsevis hög halt kol finns i fast lösning efter härdning; Om kolhalten är för låg, uppnås inte till- räcklig hårdhet, och om kolhalten är för hög, blir stålet alltför hårt och därmed sprött, samtidigt som hårdheten blir starkt beroende av flamhärdningstemperaturen, dvs man får ett alltför smalt tempera- turintervall, där man kan uppnå önskad hårdhet; man har en jämförelsevis låg halt av starkt ferritbildande element (Si och Mo) och en jämförelsevis hög halt av de austenitstabilise- rande elementen (Mn och/eller Ni), som jämte främst kol sänker Al-linjen och därmed ökar austenitområdet jämfört med de konventio- nella stålen 6 och 7 i Tabell l. Ä andra sidan bör Si-halten vara tämligen hög för att ge god flytbarhet vid gjutning, dock inte högre än 1.0 %. Mo-halten bör inte vara högre än 0.8 %, medan Ni +EE 2 %. Dock bör stålet, såsom är konventio- nellt, innehålla lägst 0.5 % Mn. Även kväve är en stark austenit- bör ligga mellan 0.3 och 1.8 bildare men bör inte förekomma i halter över 0.1 % för att inte_göra stålet sprött. Även stål nr 4 har goda flamhärdningsegenskaper, men hårdhetsnivån är inte så hög som för stål nr 2. Stål nr 3 har också god flamhärdnings- förmåga såtillvida att en hårdhet över 60 HRC uppnås redan vid härd- ning från 950 å 1000°C. Däremot sjunker åter hårdheten vid härdning från högre temperaturer, vilket är ogynnsamt. En nackdel hos stål nr 4 är emellertid att genomhärdningsförmågan är sämre på grund främst av den lägre halten krom. Detta gäller i viss mån även stål nr 3. Stål nr 6, som motsvarar SIS 2260, är mycket hårt men har dåliga flamhärd- ningsegenskaper, vilket avslöjas genom diagrammet i figuren, och stål nr 7, som motsvarar det konventionella stålet UHB FERMO, har låg hårdhet men bättre flamhärdningsegenskaper, vilket också framgår av diagrammet.

Claims

10 15 20 25 30 35 459 421 PATENTKRAV

1. Användning av ett stål med följande kemiska sammansättning uttryckt i vikts-% 0.5 - 0.7 c ~ » 0.1 - 1.0 Si 3.5 - 5.5 cr ' 0.8 - 1.3 Mn max 1.0 Ni, ' varvid Ni + gg = 0.3-1.8 0.2 - 0.8 M0 0.1 - 0.4 V rest väsentligen endast järn samt föroreningar och accessoriska element i normala halter, för karosseriplåtpressningsverktyg.

2. Användning enligt krav 1, varvid stålet innehåller, uttryckt i vikts-%, 0.55-0.65 C och 0.2-0.8 Si.

3. Användning enligt krav 1, varvid stålet innehåller, uttryckt i vikts-%, max 0.5 Ni.

4. Användning enligt krav 1, varvid stålet innehåller. uttryckt i vikts-%, 4.0~5.0 Cr.

5. Användning enligt krav 1, varvid stålet innehåller, uttryckt i vikts-%, 0.3-0.7 MO Och 0.15-0.3 V.

6. Användning av ett stål enligt något av kraven 1-5, vilket stål har den nominella sammansättningen 459 421 0.6 C 0.6 Si 1 Mn 4.5 Cr' 5 0.5 Mo 0.25 V rest väsentligen endast järn samt föroreningar och accessoríska element i normala halter. 10

7. Användning av ett stål enligt något av kraven 1-6 i stålets gjutna tillstånd.

8. Användning av ett stål enligt något av kraven 1-8 för gjutna, flamhärdade verktyg för pressning av zinkbelagd karosseríplåt. 15 20 25 30 35