1 Холодноштамповые стали Bo Johansson, Менеджер по продажам

2 Виды холодноштамповых операций Причины выхода инструмента из строя Холодноштамповые стали Uddeholm

3 Холодноштамповые операции Под холодноштамповыми операциями мы понимаем обработку материалов, находящихся при комнатной темпереатуре.

4 Классификация х\ш опреций Мы можем разделить х\ш операции на 5 основных групп в зависимости от способа производства изделия.

5 Классификация х\ш опреций Резание Обрезка и вырубка Формование Вытяжка и экструзия Прокат

6 Резание Это наиболее применяемый способ обработки металлов, но поскольку в данном случае в основном применяется быстрорежущие стали и твердый сплав, то для нас это не основной бизнес.

7 Обрезка Параллельная обрезка (одно движущееся лезвие) Циркулярная обрезка (два вращающихся лезвия)

8 Обычное перфорирование и вырубка Если целью технологической операции является производство заготовки, то эта операция называется вырубка (blanking) Если целью технологической операции является производство отверстия, то эта операция называется перфорирование (punching)

9 (Фото: Feintool) Точно обрезанная кромка Обычно обрезанная кромка Точная вырубка (fine blanking)

10 Формовка – придание материалу необходимой формы при прессовании его между пуансоном и матрицей Формовка

11 Формовка При холодной формовке пуансон передает давление на заготовку, что приводит к течению заготовки в требуемом направлении. Ни инструмент, ни заготовка не подвергаются предварительному нагреву. (Фото: Hatebur, Switzerland) Заготовка

12 Чеканка Чеканка монет Штутгартский монетный двор, Bad Canstatt, Германия

13 Схема процесса глубокой вытяжки (Схема: Schuler) Вытяжка на прессе (Глубокая вытяжка)

14 Прокат пластин / листов / ленты

15 Формующий прокат Является разновидностью плоского проката, но при формующем прокате ролики имеют необходимую форму. Изделия - профили, трубы, уголки

Основные причины выхода из строя холодноштампового инструмента

17 The Cold Work Failure Mechanisms Абразивный, адгезивный или смешанный Трение Превышение предела текучести Давление Износ Пластическая деформация

18 Трещины на режущей кромке и поверхности Усталость Полная поломка инструмента Усталость Налипание материала – те же причины, что при адгезивном износе Трение между инструментом и заготовкой Налипание Разрушение Сколы The Cold Work Failure Mechanisms

Холодноштамповые стали Уддехольм

20 Позиционирование холодноштамповых сталей Порошковые стали Стали обычной выплавки Обычная выплавка + ЭШП Порошковые стали +легирование азотом Износостойкость Устойчивость к сколам SVERKER 21 SVERKER 3 VANADIS 10 RIGOR VANADIS 6 SLEIPNER CALMAX ARNE CALDIE VANADIS 4 Extra UNIMAX Устойчивость к налипанию VANCRON 40

21 Холодноштамповые стали Уддехольм UDDEHOLM ARNE Типовой хим. анализ% C 0,95 Si 0,3 Mn 1,1 Cr 0,6 Mo 0,6 W 0,1 Соответствие стандартам SS 2140, AISI O1, BO1,W.-Nr (1.2419) Твердость в состоянии поставки Мягкий отжиг примерно 190 HB Цветовой кодЖелтый Uddeholm Arne – универсальная инструментальная сталь, пригодная для широкого спектра холодноштамповых операций. Основные характеристики: Очень хорошая обрабатываемость Хорошая комбинация высокой поверхностной твердости и устойчивости к сколам после закалки и отпуска Эти характеристики обеспечивают применяемость стали Uddeholm Arne для мелкосерийного производства, а также в качестве материала для обечаек и плат. Исполнение: Горячекатаная Черновая обработка Чистовая обработка Точная обработка

22 UDDEHOLM RIGOR Типовой хим. анализ% C 1,0 Si 0,3 Mn 0,6 Cr 5,3 Mo 1,1 V 0,1 Соответствие стандартам SS 2260, AISI A2, BA2, W.-Nr Твердость в состоянии поставки Мягкий отжиг примерно 215 HB Цветовой кодКрасно - зеленый Uddeholm Rigor характеризуется: Хорошей обрабатываемостью Высокой прочностью на сжатие Хорошей закаливаемостью Удовлетворительной устойчивостью к сколам Средней износостойкостью (смешанный вид износа) Эти характеристики обеспечивают применение Uddeholm Rigor для среднесерийного производства Исполнение: Горячекатаная Черновая обработка Точная обработка Холодноштамповые стали Уддехольм

23 Холодноштамповые стали Уддехольм UDDEHOLM CALMAX Типовой хим. анализ % C 0,6 Si 0,35 Mn 0,8 Cr 4,5 Mo 0,5 V 0,2 Соответствие стандартам W.-Nr Твердость в состоянии поставки Мягкий отжиг примерно 200 HB Цветовой кодБело - фиолетовый Uddeholm Calmax характеризуется: Высокой прочностью на сжатие Хорошей закаливаемостью Очень хорошей обрабатываемостью Очень высокой устойчивостью к сколам Хорошей износостойкостью (адгезивной) Хорошей пламенной, лазерной и индукционной закаливаемостью Хорошей свариваемостью Эти характеристики обеспечивают применение Uddeholm Calmax для широкого диапазона холодноштамповых операций средне серийного производства в случаях доминирования адгезивного вида износа и высокого риска сколов и полного разрушения оснастки, например высоконагруженных операций вырубки и формовки. Исполнение: Горячекатаная Черновая обработка Чистовая обработка Сварочные электроды (TIG и покрытые) Carmo/Calmax гранулы

24 Холодноштамповые стали Уддехольм UDDEHOLM CALDIE Типовой хим. анализ % C 0,7 Si 0,2 Mn 0,5 Cr 5,0 Mo 2,3 V 0,5 Соответствие стандартам Специальный химический состав Твердость в состоянии поставки Мягкий отжиг примерно 215 HB Цветовой кодБело-серый Исполнение: Горячекатаная Черновая обработка Чистовая обработка Сварочные электроды (TIG и покрытые) Гранулы Caldie

25 Очень хорошая комбинация устойчивости к сколам и прочности на сжатие делает Caldie очень пригодным для вырубки и формовки тяжело обрабатываемых материалов. Очень хорошая способность сквозной прокаливаемости и возможность получения твердости 62 HRC после высокого отпуска Великолепная основа для всех типов поверхностного покрытия CALDIE UNIMAX VANCRON 40 VANADIS 4 Extra CALDIE CARMO/CALMAX SVERKER 21 SLEIPNER RIGOR Total Полная breakage поломка ChippingСколы Устойчивость к пластической деформации Трещиностойкость Адгезивная износо- стойкость Абразивная износо- стойкость UDDEHOLM Марка +

26 Холодноштамповые стали Уддехольм UDDEHOLM UNIMAX Типовой хим. анализ % C 0,5 Si 0,2 Mn 0,5 Cr 5,0 Mo 2,3 V 0,5 Соответствие стандартам Специальный химический состав Твердость в состоянии поставки Мягкий отжиг примерно 215 HB Цветовой кодКоричнево - серый Исполнение: Горячекатаный Черновая обработка Чистовая обработка Сварочные электроды (TIG и покрытые)

27 Великолепная устойчивость к сколам при твердости 58 HRC делает Unimax лучшим материалом в случаях сколов или разрушения инструмента Очень хорошая сквозная прокаливаемость и возможность достижения твердости 58 HRC после высокого отпуска Очень хорошая основа для нанесения поверхностного покрытия, если твердость 58 HRC обеспечивает достаточную прочность на сжатие для поддержки покрытия. UNIMAX VANCRON 40 VANADIS 4 Extra CALDIE CARMO/CALMAX SVERKER 21 SLEIPNER RIGOR Total Полная breakage поломка Сколы Устойчивость к пластической деформации Трещиностойкость Адгезивная износо- стойкость Абразивная износо- стойкость UDDEHOLM Марка +

28 The Uddeholm Steel Grades for Cold Work Tooling UDDEHOLM SVERKER 3 Типовой хим. анализ% C 2,05 Si 0,3 Mn 0,8 Cr 12,7 Mo - W 1,1 Соответствие стандартам SS 2312, AISI D6 (W.-Nr ) Твердость в состоянии поставки Soft annealed to approx. 240 HB Цветовой кодКрасный Uddeholm Sverker 3 характеризуется: Высокой прочностью на сжатие Хорошей закаливаемостью Очень высокой абразивной износостойкостью Эти характеристики обеспечивают применяемость Uddeholm Sverker 3 в условях крупносерийного или массового производства при работе с абразивными материалами и низкой вероятностью появления сколов, например при вырубке трансформаторных сталей и прессовании керамики. Исполнение: Горячекатаная Черновая обработка Чистовая обработка

29 The Uddeholm Steel Grades for Cold Work Tooling UDDEHOLM SVERKER 21 Типовой хим. анализ% C 1,55 Si 0,3 Mn 0,4 Cr 11,8 Mo 0,8 V 0,8 Соответствие стандартам SS 2310, AISI D2, BD2, W.-Nr Твердость в состоянии поставки Мягкий отжиг примерно 210 HB Цветовой кодЖелто - белый Uddeholm Sverker 21 характеризуется: Высокой прочностью на сжатие Хорошей закаливаемостью Высокой абразивной износостойкостью Достаточно низкой устойчивостью к сколам Эта марка инструментальной стали все еще является наиболее применяемой при изготовлении холодноштампового инструмента. Uddeholm Sverker 21 применяется в условиях крупносерийного и массового производства при преобладании абразивного износа и не высокой вероятности появления сколов или полного разрушения инструмента, например, вырубке и формовке тонких, труднообрабатываемых материалов. Исполнение: Горячекатаная Черновая обработка Чистовая обработка Полые заготовки Sverker 21 гранулы

30 SLEIPNER UNIMAX VANCRON 40 VANADIS 4 Extra CALDIE CARMO/CALMAX SVERKER 21 SLEIPNER RIGOR Total Полная breakage поломка ChippingСколы Устойчивость к пластической деформации Трещиностойкость Адгезивная износо- стойкость Абразивная износо- стойкость UDDEHOLM Марка Sleipner – универсальная холодноштамповая сталь с потенциалом замены AISI D2/ W.-Nr в качестве широко применяемой холодноштамповой стали. Меньший объем карбидов в сочетании с меньшим размером карбидов обеспечивают более широкий диапазон рабочей твердости по сравнению с Это позволяет использовать сталь в различных холодноштамповых операциях и ее лучшую обрабатываемость. Sleipner может быть закален до 64 HRC после высокого отпуска. Sleipner также очень хорошая основа для нанесения поверхностных покрытий.

31 The Uddeholm Steel Grades for Cold Work Tooling UDDEHOLM VANADIS 4 EXTRA Типовой хим. анализ% C 1,4 Si 0,4 Mn 0,4 Cr 4,7 Mo 3,5 V 3,7 Соответствие стандартам Специальный химический состав Твердость в состоянии поставки Soft annealed to approx. 215 HB Цветовой кодЗелено-белый с черной поперечной линией Исполнение: Горячекатаная Черновая обработка Чистовая обработка Тянутая/ шлифованная

32 Vanadis 4 Extra обладает повышенной стойкостью к сколампри обеспечении износостойкости. Сталь можно закалить до 64 HRC. При этом Vanadis 4 Extra – очень хорошая основа для нанесения покрытий. Vanadis 4 Extra имеет лучшую комбинацию износостойкости и устойчивости к сколам – универсальная порошковая сталь для вырубки и формовки. VANADIS 4 EXTRA UNIMAX VANCRON 40 VANADIS 4 Extra CALDIE CARMO/CALMAX SVERKER 21 SLEIPNER RIGOR Полная breakage поломка Сколы Устойчивость к пластической деформации Трещиностойкость Адгезивная износо- стойкость Абразивная износо- стойкость UDDEHOLM Марка Полная

33 Холодноштамовые стали Уддехольм UDDEHOLM VANADIS 10 Типовой хим. состав% C 2,9 Si 1,0 Mn 0,5 Cr 8,0 Mo 1,5 V 9,8 Соответствие стандартам Специальный химический состав Твердость в состоянии поставки Мягкий отжиг примерно 275 HB Цветовой кодЗелено - фиолетовый Uddeholm Vanadis 10 – порошковая сталь со следующими характеристиками : Очень высокой абразивной износостойкостью Высокой проочностью на сжатие Очень хорошей закаливаемостью Достаточно хорошей устойчивостью к сколам Очень хорошей размерной стабильностью при термообработке Эти характеристики обеспечивают применяемость Uddeholm Vanadis 10 в условиях массового производства при преобладании абразивного износа, например вырубке и формовке электротехнической стали, вырубке прокладок, бумаги и фольги, ножей измельчителеей, шнеков экструдеров, проч. Исполнение: Горячекатаная Черновая обработка Чистовая обработка Тянутая/ шлифованная

34 Холодноштамповые стали Уддехольм UDDEHOLM VANADIS 23 Uddeholm Vanadis 23 – порошковая сталь со следующими характеристиками: Высокой прочностью на сжатие Высокой абразивной и адгезивной износостойкостью Хорошей обрабатываемостью и шлифуемостью Очень хорошей закаливаемостью Хорошей устойчивостью к сколам Очень хорошей размерной стабильностью при термообработке Хорошей отпускной стойкостью Это обеспечивает применяемость Uddeholm Vanadis 23 для различных холодноштамповых операций в условиях массового производства при смешанном или абразивном виде износа и высоком риске пластической деформации. Например, вырубка холоднокатаных листов или твердых материалов. Это также великолепная основа для нанесения поверхностных покрытий. Исполнение: Горячекатаная Черновая обработка Чистовая обработка Тянутая / шлифованная Фиолетовый Цветовой код Мягкий отжиг примерно 260 HB Твердость в состоянии поставки AISI M 3:2, W.-Nr Соответстви е стандартам W 6,4 Mo 5,0 Cr 4,2 Mn 0,3 Si 0,5 C 1,28 Типовой хим. анализ% V 3,1

35 Холодноштамповые стали Уддехольм UDDEHOLM VANCRON 40 Исполнение: Горячекатаная Черновая обработка Чистовая обработка Золотой – темно синийЦветовой код Мягкий отжиг примерно 300 HB Твердость в состоянии поставки Специальный химический состав Соответстви е стандартам W 3,7 Mo 3,2 Cr 4,5 Mn 0,4 Si 0,5 C/N 1,1/1,8 Типовой хим. состав % V 8,5

36 VANCRON 40 UNIMAX VANCRON 40 VANADIS 4 Extra CALDIE CARMO/CALMAX SVERKER 21 SLEIPNER RIGOR Total breakage Chipping Plastic deformation resistance Cracking resistance Adhesive wear resistance Abrasive wear resistance UDDEHOLM grade Уникальный продукт со «встроенным» поверхностным покрытием Великолепная устойчивость к налипанию и адгезивному износу при достаточной абразивной износостойкости. Великолепная устойчивость к налипанию и адгезивному износу придает Vancron 40 свойства стали с нанесенным поверхностным покрытием. При обработке высокопрочных листов дополнительное поверхностное покрытие обеспечивает еще лучший результат. Но развитие продолжается!

37 Относительная устойчивость к различным механизмам разрушения холодноштамповых сталей

38 Свойства холодноштамповых сталей

39 Выбор инструментальной стали Необходимо учитывать: Использование инструмента применение/операция Тип обрабатываемого материала характеритики инструментальной стали Размер инструмента закаливаемость, размерная программа Конструкция инструмента простая/ сложная геометрия Объём производства износостойкость, обрабатываемость Обслуживание инструмента свариваемость, закалка пламенем, ТВЧ Результат: беспроблемное, экономное производствоРезультат: беспроблемное, экономное производство

40 Механизм разрушенияПроявлениеРешение ИзносНепрерывный рост Относительно дешево при правильном планировании обслуживания Деформации Спонтанно, но достаточно предсказуемо Необходимо избегать СколыСпонтанно Дорого при больших временных затратах Полная поломкаСпонтанно Наиболее дорогое + большие временные затраты НалипаниеНеппрерывный рост Относительно дешево при правильном планировании обслуживания Механизмы разрушения Выбор инструментальной стали

41 Определить основной механизм повреждения Выбрать инструментальную сталь с наилучшей устойчивостью к основному механизму повреждения Учесть необходимый объём производства Метод Цель Надежное, экономное производство Выбор инструментальной стали

42 1.Решите сначала основную проблему 2.Доводка По возможности базировать выбор стали на предыдущем опыте Сколы и поломки возникают спонтанно и не могут быть предсказаны Износ более предсказуем и на практике его ликвидации стоит относительно дешево. Поэтому пытайтесь сеначала решить проблемы сколов и поломки, даже если износ при этом растет. Затем пытайтесь уменьшить износ. Стратегия Выбор инструментальной стали

43 Выбор инструментальной стали для вырубных операций: * ) Пламенная / индукционная закалка TOOL STEEL SELECTION Выбор инструментальной стали Если нет опыта в выборе стали для конкретной операции, можно воспользоваться следующими рекомендациями, начиная от доминирующего вида износа

44 Марки обычной выплавки CALMAX SLEIPNER CALDIE CARMO Порошковый быстрорез VANADIS 23 VANADIS 30 VANADIS 60 Порошковые марки VANADIS 4 EXTRA VANADIS 6 VANADIS 10 VANCRON 40 ARNE RIGOR SVERKER 21 SVERKER 3 UHB 11 FORMAX Доп. продукты CARMO GRANSHOTS CALDIE GRANSHOTS FERMO GRANSHOTS SVERKER 21 GRANSHOTS CARMO /CALMAX WELD CALDIE WELD (TIG/MMA) AL-BRONZES Дополнительные марки CHIPPER/VIKING FERMO COMPAX SUPREME Программа холодноштамповых сталей 2008 Изменения в 2009: Carmo из нового производства Vancron 40 глобальный Глобальны продукты Локальные продукты Из нового производства

45 Стоимость инструментальной стали ОбработкаШлифовка ТермообработкаНаладка Поверхностные покрытия ПереточкаПереполировкаНаплавкаНаладкаКорректировки Инструментальная экономия Учитывайте все затраты! Время пролеживания Остановки Низкая производительность Задержки Смена инструмента

46 Tool Cost Considerations Если все производственные затраты – включая затраты на остановки и обслуживание – учтены для конкретного объёма производства, то использование более качественной инструментальной стали приведет к незначительному росту стоимости инструмента, но позволит получить значительную экономию других затрат…… Инструментальная экономия

47 Учет инструментальных затрат VANADIS Объём производства (шт.) Стоимость инструмента (SEK) Переточки Обычная сталь Порошковая сталь Точка перелома Новый инструмент Инструментальная экономия

W.- A2 /W.- Carmo Инструментальные затраты на производство деталей Объем производства Tooling cost (SEK) Сталь 1. Сталь 2 Сталь 3 Инструментальная экономия Стоимость инстр. стали Обработка Шлифовка ТО Переточки Ремонты Корректировки Пролеживание др. Пример компании VCC в Olofström, Швеция