Skip to main content

CROMIS ESR (1.2083 ESR, X42Cr13, 4Cr13, SUS420J2, 420S45, 420 ESR, 40KH13, Z40C13)

Nerezová ocel na formy zajišťující dobrou odolnost proti korozi a výborné mechanické vlastnosti s nejvyšší leštitelností

CROMIS ESR je elektrostruskově přetavená (ESR) nerezová ocel, kterou lze používat k výrobě malých a středně velkých forem na vstřikování plastů, u nichž je je třeba dobrá odolnost proti korozi se zrcadlovou úrovní leštění.

Použití

CROMIS ESR se vyznačuje velmi vysokou odolností proti opotřebení, vynikající odolností proti korozi, vynikající leštitelností (hodí se v oblastech, kde je požadavek na zrcadlovou úroveň leštění) i náležitou obrobitelností.

CROMIS ESR lze používat na vstřikovací formy na korozivní plasty (PVC, recyklované plasty apod.), formy na plasty vyztužené abrazivními plnivy, vytlačovací šneky a válce do extrudérů, formy na potravinářská, lékařská a optická zařízení a na všechny formy s požadavkem na zrcadlovou úroveň leštění. Materiál CROMIS ESR se dodává v žíhaném stavu a při použití musí být tepelně zpracován na tvrdost 52 HRC.

Hlavní vlastnosti

  • Dobrá odolnost proti korozi
  • Velmi dobrá leštitelnost
  • Dobrá odolnost proti opotřebení
  • Vysoká prokalitelnost

Chemické složení (typické)

C Mn Si P S Cr Mo
0.40 0.30 Max 0.3 < 0.015 < 0.005 14.0 0.20

Označení

Č. materiálu ISO Čína GB JIS Japonsko UK AISI USA Rusko Gost AFNOR Jiné / speciální
1.2083 ESR X40Cr14 4Cr13 SUS420J2 420S45 420 ESR 40CH13 Z40C13 –

Struktura

Struktura materiálu CROMIS ESR je jemná a homogenní, bez bez vyloučených karbidů nebo jejich shluků.

CROMIS ESR, což je elektrostruskově přetavená ocel (ESR), s velmi vysokou mikročistotou hodnocenou podle ASTM E 45-95 metoda A se rovná nejvýše: tenké: A0.5 – B0.5 – C0 – D1.5 /
silné: A0.5-B0.5-C0-D1 a B + C + D menší než 2.5. Tato úroveň čistoty zaručuje nejvyšší leštitelnost materiálu CROMIS ESR.

Tvrdost při dodání

Žíhání na max. 230 HB.

Typické mechanické vlastnosti v kaleném stavu (výsledky interních zkoušek, které nejsou uvedeny v certifikátech)

TS MPa YS 0.2% MPa Prodloužení % Tvrdost HRC KU J à 20°C
≥ 1700 ≥ 1300 ≥ 12 ≥ 50 ≥ 18

Fyzikální vlastnosti

Teplota 20°C 200°C 400°C
Objemová hmotnost kg/m³ 7800 7750 7700
Youngův modul N/mm² 215000 202000 190000
Tepelná vodivost W/m.K 22 24 27
Koeficient lineární roztažnosti 10-6/K 10.5 10.9 11.5

Tepelné zpracování

Měkké žíhání

Teplota: 760 – 790°C, doba trvání 1 h + 1 h pro tloušťku 25 mm. Pomalé chlazení v peci (10 až 20°C/h). Atmosféra v peci musí být redukční, aby nedošlo k oduhličení oceli.

Odstranění pnutí

Po opracování se doporučuje provést odstranění pnutí při teplotě 650°C po dobu minimálně 2 hodiny, s následným pomalým ochlazením v peci na teplotu 450°C.

Austenitizace

Aby se předešlo riziku popraskání, doporučuje se předehřívat ve 2 krocích.

  • 1. krok předehřevu: teplota: 600°C čas: 30 s/mm tloušťky
  • 2. krok předehřevu: teplota: 850°C čas: 30 s/mm tloušťky

Doporučená teplota austenitizace: 1000 – 1050°C. Doba výdrže nesmí být příliš dlouhá, aby se předešlo riziku hrubnutí zrn a ztrátě houževnatosti. Jakmile teplota povrchu dosáhne teploty austenitizace, doporučuje se udržovat díl při teplotě austenitizace 30 minut na palec tloušťky.

Kalicí médium

Olej při 80°C, vakuum (tlak > 6 barů), solná lázeň 500 – 550°C.
Pro zajištění dobré houževnatosti je vhodnější zpracování za použití oleje nebo solné lázně.

Popouštění

Aby byl obsah zbytkového austenitu co nejnižší a zároveň byla zajištěna větší stabilita nástroje je nezbytné provést dvojí popouštění. Po každém popouštění následuje ochlazení pod 100°C.

Doba každého popouštění musí být nejméně 1 h + 1 h na 25 mm tloušťky zpracovávaného dílu (ekvivalentní tepelná tloušťka).

Teplota popouštění a odolnost proti korozi:
Pro dosažení lepší odolnosti proti korozi velmi doporučujeme vyhnout se teplotám popouštění v rozmezí 400 až 550°C. Při nich totiž dochází k vylučování karbidů chromu na hranicích zrn, což zintenzivňuje lokální korozi na těchto místech.

Pro vyšší tvrdost (lepší odolnost proti opotřebení) jsou doporučeny teploty popouštění nižší než 400°C a pro nižší tvrdost (lepší houževnatost) teploty popouštění vyšší než 550°C.

CROMIS ESR popouštěcí křivka: tvrdost (HRC) v závislosti na teplotě popouštění (0 až 800 °C), asi 56 HRC do 150 °C, minimum kolem 51 HRC při 400 °C, druhé maximum kolem 52 HRC při 500 °C a prudký pokles na asi 40 HRC při 600 °C

Povrchová úprava

Nitridace

CROMIS ESR lze nitridovat při teplotách nižších nebo rovných 20°C pod teplotou popouštění bez rizika zhoršení mechanických vlastností. Nitridace při teplotě vyšší než 550°C je doporučena, aby se zabránilo riziku vylučování karbidů na hranicích zrn.

PVD, CVD

CROMIS ESR se hodí pro všechny druhy úprav PVD a CVD, pokud je teplota zpracování o 30°C nižší než teplota posledního popouštění.

Leštění

Materiál CROMIS ESR se hodí k leštění v tepelně zpracovaném stavu a lze ho používat v oblastech s požadavkem na zrcadlové leštění (Rt ≤ 0,25 µm, úroveň CNOMO 1, Rugotest N1).

Optimálního leštění se dosahuje provedením po sobě následujících kroků s podobnou drsností a zastavením každého z nich, jakmile zmizí poslední škrábanec z předchozího kroku.

Texturování

CROMIS ESR se hodí k chemickému nebo laserovému texturování.

Obrábění

Níže uvedené parametry obrábění jsou pouze informativní a musí být upraveny v závislosti na zařízení a obvyklých podmínkách obrábění.

Soustružení

Karbidový nástroj Nástroj z HSS
Hrubé obrábění Dokončovací práce Dokončovací práce
Řezná rychlost m/min 160 – 200 210 – 250 17 – 22
Posuv mm/r 0.2 – 0.4 0.1 – 0.2 0.1 – 0.3
Hloubka řezu mm 2 – 4 0.5 – 2 0.5 – 2

Frézování: povrchová úprava

Frézování s karbidovými nástroji
Hrubé obrábění Dokončovací práce
Řezná rychlost m/min 160 – 200 250 – 280
Posuv mm/r 0.2 – 0.4 0.1 – 0.2
Hloubka řezu mm 2 – 4 0.5 – 2
Označení karbidu ISO P20-P40 potažený karbid P10-P20 potažený karbid nebo cermet

Konečné frézování

Frézování s karbidovými nástroji HSS frézovací nástroj
Slinutý karbid Karbidový indexovatelná vložka
Řezná rychlost m/min 120 – 150 160 – 210 25 – 29
Posuv mm/zub 0.02 – 0.2 0.07 – 0.2 0.01 – 0.3
Označení karbidu ISO NA P20 – P30 NA

Vrtání: spirálový vrták z HSS

Průměr vrtáku mm Řezná rychlost m/min Posuv mm/t
< 5 14 – 16 0.05 – 0.15
5 – 10 14 – 16 0.15 – 0.20
10 – 15 14 – 16 0.20 – 0.25
15 – 20 14 – 16 0.25 – 0.30

Vrtání: karbidový vrták

Typ karbidu
Indexovatelná vložka Slinutý karbid Karbidový hrot
Řezná rychlost m/min 210 – 230 80 – 100 70 – 80
Posuv mm/t 0.05 – 0.10 0.10 – 0.25 0.15 – 0.25

Jemné broušení

Obecné pokyny k použití brusných kotoučů na CROMIS ESR po tepelném zpracování. Obvykle se používají spíše měkké brusné kotouče z vitrifikovaného oxidu hlinitého (třídy G pro rovinné broušení až K pro broušení válcových ploch).

Zvláštní pozornost je třeba věnovat účinnému chlazení povrchu během broušení, aby se předešlo degradaci povrchu materiálu.

Elektrojiskrové obrábění

CROMIS ESR se hodí také k elektrojiskrovému obrábění (EDM) (drát nebo elektroda). Přednostně se obrábění provádí při nízké proudové hustotě a vysoké frekvenci, aby se co možná nejvíce omezila tloušťka bílé vrstvy.

Potom je nutné odstranit pnutí při teplotě 25°C pod posledním popouštěním, aby se snížila úroveň zbytkových napětí (která by mohla vést k riziku vzniku trhlin), a leštění, aby se zcela odstranila bílá vrstva vzniklá během procesu elektrojiskrového obrábění.

Svařování

Materiál CROMIS ESR není doporučeno svařovat, ale pokud je to nezbytné, lze ho svařovat buď v žíhaném stavu (lepší), nebo ve stavu tepelně zpracovaném.

  • Metoda: TIG
  • Přívodní drát: AISI 420
  • Předehřívání: 250°C. během svařování udržujte teplotu 200°C
  • Následná úprava:
    • V tepelně zpracovaném stavu: popouštění po dobu minimálně 2 hodiny při teplotě o 20°C nižší, než je počáteční teplota popouštění.
    • V žíhaném stavu: proveďte měkké žíhání za obvyklých podmínek: teplota: 840 – 870°C, doba trvání 1 h + 1 h na 25 mm tloušťky. pomalé chlazení v peci (10 až 20°C/h).