Melegmunkaacél

Szerszámacélok nyomásos öntéshez

A nyomásos öntés gazdaságos eljárás bonyolult alakú, nagypontosságú alkat-részek nagysorozatgyártására alumínium-, magnézium-, horgany- és rézötvözetekből. A nyomásos öntést egyre szélesebb körben alkalmazzák az autóiparban, ahol a súlycsökkentés növekvő jelentőséggel bír. A nagy gyártási sorozatok miatt a nyomásos öntőformák élettartama meghatározó tényező.

Az UDDEHOLM Tooling AB vezető szerepet játszik a nyomásos öntés szerszámaihoz alkalmazott melegmunkaacélok fejlesztésében, melynek eredménye a VIDAR SUPREME, ORVAR SUPREME és a QRO90 SUPREME.

Ezek a nagyértékű szerszámacélok megfelelően hőkezelve jelentős mértékben csökkentik a termelési- és szerszámköltségeket.

A nyomásos öntvényekkel szemben támasztott követelmények

A termékekkel szemben támasztott növekvő követelmények a fejlesztéseket az ötvözetek szilárdságának, szívósságának növelése, forgácsolhatóságának, hegeszthetőségének, korrózióállóságának javítása irányába terelik.

A gyártmánytervezésben felismerhető trendek :
        Nagyobb méretű alkatrészek
        Vékonyabb falak
        Bonyolult formák
        Szűk tűrések

Nyomásos öntőformák tervezése

A szerszámtervezés során elsősorban a kész termék alakja mértékadó. Vannak azonban olyan tényezők, melyeket a tervezés során figyelembe kell venni, és amelyek az öntőforma élettartamát befolyásolják.

FORMAÜREG

A nagyszilárdságú acélok különösen bemetszésérzékenyek, ezért nagyon fontos, hogy a formaüreg egyenletes átmenetekkel és a lehető legnagyobb lekerekítési sugarakkal rendelkezzen.

A kimosódás és a melegrepedések elkerülése érdekében falakat és magokat lehetőleg a beömlőtől távol helyezzük el.

HŰTŐCSATORNÁK

A hűtőcsatornákat úgy kell elhelyezni, hogy a teljes formaüregben lehetőleg egyenletes hőmérséklet alakuljon ki.

Nyomásos öntőformák gyártása

A szerszámgyártás során az alábbi tényezőknek van nagy jelentősége :
        Forgácsolhatóság
        Szikraforgácsolási tulajdonságok
        Hőkezelési tulajdonságok
        Mérettartósság
        Felületi kezelések
        Hegeszthetőség

FORGÁCSOLHATÓSÁG

A martenzites melegmunkaacélok forgácsolhatóságát jelent ős mértékben befolyásolja a nemfémes zárványok mennyisége és az acél keménysége.
A nyomásos öntőszerszámok élettartama növelhető, ha a szennyezők mennyisége (kén, oxigén, stb.) az anyagban csökken. Ezért a VIDAR SUPREME, ORVAR SUPREME és QRO 90 SUPREME acélok rendkívül alacsony kén- és oxigéntartalommal rendelkeznek. Ezen anyagoknál az ún. Microdizing eljárással kb. 180 HB keménységű, homogén szövetszerkezetet állítanak elő, amely egy egyenletes forgácsolhatóságot biztosít.

SZIKRAFORGÁCSOLÁS

A szikraforgácsolás kedvez őtlen körülmények között hátrányosan befolyásolhatja a szerszám élettartamát, ezért az alábbiak szerint célszerű szikraforgácsoláskor eljárni :

Edzett-megeresztett acél szikraforgácsolásának sorrendje

1. Hagyományos forgácsoló megmunkálás

2. Edzés, megeresztés

3. Nagyoló szikraforgácsolás, melynek során a nagy íveket, fogyási sebességet kerülni kell, majd a

4. készreszikrázás alacsony áramerősséggel és nagy frekvenciával.

5. A szikrázott felület csiszolása vagy polírozása, ill. az acél megeresztése 30°C -al az eredeti megeresztési hőmérséklet alatt.

Lágyított acél szikraforgácsolásának sorrendje

1. Hagyományos forgácsoló megmunkálás

2. Nagyoló szikraforgácsolás, melynek során a nagy íveket, fogyási sebességet kerülni kell, majd a

3. készreszikrázás alacsony áramerősséggel és nagy frekvenciával.

4. A szikrázott felület csiszolása vagy polírozása. Ez csökkenti a repedésveszélyt a hevítés és az edzés során.

5. Lassú hevítés, ajánlatos a lépcsőzetes melegítés az edzési hőmérsékletre.

6. Edzés, megeresztés

HŐKEZELÉS

A melegmunkaacélok általában lágyított állapotban kerülnek szállításra, ezért a megmunkálás után hőkezelni szükséges, hogy a szerszám optimális melegszilárdságát, megeresztésállóságát, szívósságát biztosítani lehessen.

A hőkezelésre, megmunkálásra vonatkozó információkat az egyes szerszámacélokra vonatkozó részletes ismertetők tartalmazzák.

Nyomásos öntőformák élettartama

A nyomásos öntőformák élettartama jelentős mértékben függ az öntött termék méretétől, alakjától, anyagától, valamint az öntőforma kezelésétől és karbantartásától. Az öntőforma élettartamát növelő tényezők :

Gondos előmelegítés
Előírásszerű hűtés
Felületkezelés
Feszültségmentesítő izzítás

Öntéskor a hideg szerszámacél és az olvadt anyag első érintkezésekor erőteljes hősokk lép fel, már az első lövéskor is felléphetnek repedések.

Az optimális előmelegítési hőmérséklet 150°C - 350°C között van.

Nyomásos öntőformák élettartamát befolyásoló tényezők

A nyomásos öntőszerszámok ciklikusan intenzív termikus és mechanikus igénybevételnek vannak kitéve.

Az élettartamot befolyásoló paraméterek :

Termikus kifáradás (melegrepedések)
  Erózió, korrózió
  Repedések (teljes törés)
  Benyomódások

A törési ill. repedési szívósság egy olyan mérőszám, amely egy anyagnak a repedés terjedésével szembeni ellenállására utal.

Az ábra a VIDAR SUPREME, ORVAR SUPREME, QRO90 SUPREME anyagok törési szívósságát ábrázolja különböző megeresztési hőmérsékletek esetén.

Nyomásos öntéssel feldolgozandó ötvözeteknél bizonyos hőmérsékleten eróziós veszély lép fel. A horgany kb. 480°C-on, az alumínium ötvözetek kb. 720°C-on reakcióba lépnek az acéllal.