MITEN TYÖVÄLINEEN TERÄSVALINTA
VAIKUTTAA LUJIEN MATERIAALIEN
LEIKKAUTUMISEEN
Työväline- ja Muoviteollisuuden neuvottelupäivät 2017
Lars Lindfors
Uddeholm Oy Ab
UDDEHOLM OY AB
Kuulumme Itävaltalaiseen voestalpine AG – konserniin
Päätuoteryhmät: Työvälinemateriaalit, konerakennusteräkset, kulutusosat ja tieterät
Myymme ruotsalaisen Uddeholms Ab:n valmistamia työvälinemateriaaleja
Konttori ja varasto Vantaalla
Uddeholms Ab, työvälinemateriaalien valmistusprosessit
Perinteinen senkkametallurgia
Teräslajit kuten Arne, Rigor, Sverker 21, Sleipner, Calmax,
Impax Supreme, Nimax, Ramax HH, RoyAlloy jne
Senkkametallurgia + ESR / VAR
Teräslajit kuten Unimax, Caldie, Orvar Supreme, Stavax ESR,
Mirrax ESR, Mirrax 40, jne
Jauhemetallurgia
Superclean teräslajit kuten Vanadis 4E,
Vanadis 8, Vancron 40, Elmax, jne
Lujien materiaalien käyttö erilaisissa rakenteissa lisääntyy,
ja vaatimukset työvälineiden kestävyyteen suhteen
kasvavat jatkuvasti.
- lujemmat tuotantomateriaalit edellyttävät puristimilta
suurempia puristusvoimia, ja tukevaa rakennetta
- työvälineet altistuvat voimakkaammalle kulumiselle,
suuremmille puristusrasituksille, sekä vaihto- ja
väsymiskuormille
- vaatimukset sekä tuotteen että työvälineen
pinnanlaadun suhteen ovat suuremmat
Auton korirakenteen osa, valmistettuna
800 MPa lujuusluokan teräksestä
LEIKATTAVAT / MUOVATTAVAT MATERIAALIT
-
Hiiliteräs, kaikki lujuusluokat (250 – 1500 MPa)
Ruostumaton teräs
Alumiinit
Kuparimetallit
Muovit
Puu
Tuotantoprosessin tärkeät vaiheet
Työvälineen materiaalin
valinta
Työvälineen valmistus
Työvälineen suunnittelu
Työvälineen
lämpökäsittely
Työvälineen
kunnossapito
Tuotanto olosuhteet
Tuotantomateriaali
1400 MPa
800 MPa
500 MPa
280 Mpa
Voima, N
Pinnoitettu pistin
Pinnoittamaton pistin
Muotoiltu pistimen pää
Muotoiltu pistimen pää
Pistimeen kohdistuvat puristus- ja liikevoimat
Väsymismurtumat
Kun pistin lävistää työstettävän aineen,
pistimeen kohdistuu rekyylimäinen
vaihtokuormitus joka voi aiheuttaa
väsymismurtumia.
Työvälineen mikrorakenteen puhtaus, ja
raerakenne, sekä työkalun pinnanlaatu ovat
tekijöitä jotka vaikuttavat sen kestävyyteen ja
käyttöikään.
Suositeltava leikkausvälys
Leikkausvälyksen vaikutus mahdollisiin työkaluvaurioihin
Leikkausvälyksen vaikutus leikkauskohdan pinnanlaatuun
KOLME ERITYYPPISTÄ TYÖVÄLINEIDEN
MATERIAALIPERHETTÄ
Lohkeilukestävyys
Pinnoitus
teknologia
ESR
lajikkeet
Kovuus/Kulumiskestävyys
TYÖVÄLINEMATERIAALIEN ERITYYPPISET MIKRORAKENTEET
Terästyyppi
Mikrorakenne
Edut
Rajoittavat
tekijät
Esimerkkejä
kehityssuunnasta
Perinteiset,
runsas-seosteiset
kylmätyöteräkset
Suuri kovuuden ja
kulumiskestävyyden
yhdistelmä
Karbidikoko
Sleipner
Perinteisesti
sulatetut matrix
tyyppiset
kylmätyöteräkset
Kovuuden ja sitkeyden
hyvä yhdistelmä
Puhtausaste
+ ESR
Jauhemetallurgiset
kylmätyöteräkset
Kovuuden, kulumiskestävyyden ja
sitkeyden optimaalinen
yhdistelmä
Karbidikoko ja
karbidien
määrä
Unimax, Caldie
+ Supercleanprosessi.
Vanadis 4 Extra
ja Vanadis 8
Suositeltavat työvälinemateriaalit erityyppisille tuotantoaineille ja vauriotyypien
ehkäisyyn
TYÖKALUMATERIAALI
SUOSITUKSET
ABRASIIVINEN KULUMINEN
Kuumavalssatut levyt
TYÖSTETTÄVÄ
MATERIAALI / HAASTEET Runsashiiliset levyt
SOPIVA
TYÖVÄLINEMATERIAALI
VAIHTOEHTOISET
RATKAISUT
ADHESIIVINEN KULUMINEN /
TAHMAANTUMINEN
PLASTINEN DEFORMAATIO
Ruostumattomat levyt
Lujat levyt
Pinnoitetut levyt
Paksut levyt
LOHKEILU
Monimuotoinen
tuotegeometria
MURTUMAT
Ohuet seinämät
Monimuotoinen
tuotegeometria
Pitkät pistimet
Muuntajalevyt
Paksut levyt
Uddeholm Vanadis® 8
Uddeholm Vancron® 40
Uddeholm Vanadis®8
Uddeholm Unimax®
Uddeholm Caldie®
Uddeholm Vanadis® 4 E
Uddeholm Vanadis® 8
Uddeholm Vanadis® 4 E
Uddeholm Calmax®
Uddeholm Caldie®
Uddeholm Sleipner®
Uddeholm Caldie®
Uddeholm Vanadis® 4 E
Uddeholm Caldie®
Uddeholm Sleipner®
Uddeholm Caldie®
Uddeholm Caldie®
Uddeholm Vanadis® 4 E
Uddeholm Calmax®
Uddeholm Vanadis® 4 E
Esimerkki pinnoitteen hyödyistä leikkain/muovaustyökalussa.
Käyttökohde
Osa
Tuotantomateriaali
Vauriotyyppi /
Korjaavat
toimenpiteet
Työvälinemateriaali ja
kovuus
Pinnoitus ja
viimeistely
Lopputulos /
havaintoja
Leikkain/
Muovaustyökalu.
Iskunvaimetimen
kiinnitysosa
Pistin
DP-W 700,
4 mm
Kiillotus tehtävä 8.00010.000 iskun jälkeen /
Hyvä pinnanlaatu
minimoi
tahmaantumisongelmat
Uddeholm
Vanadis 4 Extra
PM teräs
60 – 62 HRC
Aktivipintojen
kiillotus +
PVD-DuplexVARIANTIC pinnoite
Pinnat
käyttökunnossa
ilman uudelleen
kiillotusta: 3-4 sarjaa
à 15.000 iskua,
Vähäisemmät
irroitusvoimat
Edut:
Pitempi työvälineen käyttöikä,
vähäisempi tahmaantuminen,
pienemmät irroitusvoimat
Lujien materiaalien työkaluilta vaadittavia ominaisuuksia:
-
Riittävä kovuus, yleensä yli 58 HRC. Tällöin saavutetaan hyvä
kulumiskestävyys, tahmaantuminen vähenee ja puristuslujuus paranee.
-
Riittävä päästönkestävyys, mikäli työkalu on tarkoitus pinnoittaa.
- Hyvä pinnalaatu, pinnankarheus Ra-arvo alle 0,2 µm.
- Lankasahauksen / kipinätyöstön jälkeisen pintakerroksen poisto,
ja/tai vähintään ylimääräinen päästö.
- Työvälineen säännöllinen kunnossapito.
Hyviä tietolähteitä työvälineiden suunnittelijoille
TRUST IS SOMETHING YOU EARN, EVERY DAY.
Kiitos !