Recente verspaanbare roestvast-staallegeringen
UGIMA® NSU (volgens Euronorm EN 10088-3: 1.4305; X8CrNiS18-9)
Warmtebehandeling
De legering wordt gegloeid bij een temperatuur tussen 1000 en 1100°C, gevolgd door snelle koeling in lucht of in water. In deze toestand beschikt de legering over de volgende eigenschappen:
- treksterkte: 500-750 MPa
- 0,2-rekgrens: 225 MPa
- rek bij breuk: 35%
Smeedbaarheid
De legering is slecht te smeden. De fabrikant adviseert om te verhitten tot 1180°-1210°C en te smeden tussen 1210° en 950°C.
Lasbaarheid
Lassen van roestvast staal met een hoog zwavelgehalte is niet aan te bevelen, in het bijzonder als er geen toevoegmetaal wordt gebruikt (met uitzondering van wrijvingslassen). Als er al moet worden gelast, dan
moet er gebruik worden gemaakt van austenitisch-ferritisch duplex roestvast staal van het type AISI 312, 1.4462 of een aangepast 22-8-3L als lastoevoegmetaal. Zelfs dan is een perfecte las niet te verwachten.
Een warmtebehandeling na het lassen is niet nodig.
Verspaanbaarheid
Dit roestvast-staaltype is uitstekend te verspanen. Er is zwavel aan toegevoegd, waardoor de verspaningsproductiviteit met 30 tot 40% is toe genomen. Tabel 1 geeft voor deze legering de verspaningsparameters en tabel 2 geeft snijsnelheden voor het gebruik van gecoate carbidepunten.
Corrosieweerstand
Zoals het geval is met alle roestvast-staaltypen waaraan zwavel is toegevoegd, moet er voorzichtigheid worden betracht bij het specificeren van dit type als er corrosieweerstand wordt gevraagd in zuur en gechloreerde media, waarin naar alle waarschijnlijkheid putcorrosie en spleetcorrosie kan optreden. Het ontwerp van het werkstuk moet het optreden van gebieden waar zich corrosieve producten kunnen verzamelen en waar zich stagnerende condities kunnen voordoen, uitsluiten. Deze verspaanbare legering is echter bruikbaar met smeermiddelen, oliën en vetten, die normaal gesproken worden gebruikt bij verspanende bewerkingen. Verder is de legering goed te gebruiken voor algemene mechanische toepassingen en voor gebruik in voertuigen.
Tabel 1 Aanbevolen snijparameters.
Tabel 2 Snijcondities voor een gereedschapsstandtijd van 30 minuten.
Algemene kenmerken
De legering bevat oxiden met een laag smeltpunt, die echter voldoende plastisch zijn dat ze kunnen vervormen
tijdens snijbewerkingen en zich uitrekken in het afschuifgebied van de spanen. Hierdoor ontstaan er spanen die kort zijn en makkelijk zijn af te voeren bij tal van verspaningscondities.
Levervormen
De legering is leverbaar als billets en staf, niet zacht gegloeid, zacht gemaakt voor koudsnijden met een treksterkte ≤ 850 MPa. Draad, zachtgegloeid, treksterkte ≤ 680 MPa. Warmgewalste en koudnabewerkte staf.
UGIIMA® 4570 (volgens Euronorm EN 10088-3:1.4570; X6CrNiCuS18-9-2)
Dit is een legering die behalve zwavel ook calcium bevat. Toename van de productiviteit bij verspanen met numerieke computergestuurde (CNC-) draaibanken bedraagt 25%. De legering is identiek aan UGIMA NSU, maar bevat ook koper.
Warmtebehandeling
De conditie waarin het staal beschikt over optimale eigenschappen wordt verkregen door middel van gloeien tussen 1000° en 1100°C, gevolgd door snelle koeling in lucht of in water. In de aldus verkregen toestand kunnen de volgende mechanische eigenschappen worden genoteerd:
- treksterkte: 500-715 MPa
- 0,2-rekgrens: 185 MPa
- rek bij breuk: 35%
Smeedbaarheid
De legering is slecht smeedbaar. De fabrikant adviseert verhitten tot 1180°-1210°C en smeden tussen 1210° en 950°C.
Lasbaarheid
Lassen van roestvast staal met een hoog zwavelgehalte is niet aan te bevelen, in het bijzonder als er geen toevoegmetaal wordt gebruikt (met uitzondering van wrijvingslassen). Als er al moet worden gelast, dan moet er gebruik worden gemaakt van austenitisch-ferritisch duplex roestvast staal van het type AISI 312, 1.4462 of een aangepast 22-8-3L als lastoevoegmetaal. Zelfs dan is een perfecte las niet te verwachten. Een warmtebehandeling na het lassen is niet nodig.
Verspaanbaarheid
De legering is een van de best verspaanbare die er te krijgen is. De fabrikant is erin geslaagd snijsnelheden te realiseren van meer dan 700 m/min op een CNC-bank. Ten opzichte van standaard roestvast staal 1.4305 of AISI 303 kunnen productiewinsten van meer dan 50% worden behaald. De snijparameters zijn opgesomd in tabel 3.
Corrosieweerstand
Zoals het geval is met alle roestvast-staaltypen waaraan zwavel is toegevoegd, moet er voorzichtigheid worden
betracht bij het specificeren van dit type als er corrosieweerstand wordt gevraagd in zuur en gechloreerde media, waarin naar alle waarschijnlijkheid putcorrosie en spleetcorrosie kan optreden. Het ontwerp van het werkstuk moet het optreden van gebieden, waar zich corrosieve producten kunnen verzamelen en waar zich stagnerende condities kunnen voordoen, uitsluiten. Deze verspaanbare legering is echter bruikbaar met smeermiddelen, oliën en vetten, die normaal gesproken worden gebruikt bij verspanende bewerkingen. Verder is de legering goed te gebruiken voor algemene mechanische toepassingen en voor gebruik in voertuigen.
Algemene kenmerken
UGIMA 4570 verschilt van UGIMA NSU in zijn kopergehalte. Het is het koper dat zorgt voor de nog betere verspaanbaarheid dan die van UGIMA NSU. Het kopergehalte draagt eveneens bij tot een groter vermogen om plastisch te deformeren, tot de mogelijkheid om het magnesiumgehalte te verlagen en om de legering geschikter te maken voor koudbewerking.
Levervormen
De legering is leverbaar als billets en staf, niet zachtgegloeid, zacht gemaakt voor koudsnijden met een treksterkte ≤ 850 MPa. Draad, zachtgegloeid, treksterkte ≤ 680 MPa. Warmgewalste en koudnabewerkte staf.
Projject 70//Projject 7000® Roestvast staaltype 304L; austenitisch roestvast staal met verbeterde verspaanbaarheid
Warmtebehandeling
Project 70 304L en Project 7000 304L zijn geen van beide hardbaar door middel van warmtebehandeling. Ze kun nen wel worden gehard door middel van koudbewerken. Om ze zacht te gloeien, moeten ze worden verhit tot 1010°-1121°C en worden afgeschrikt in water. De dan verkregen hardheid bedraagt ongeveer 150 HB. De mechanische eigenschappen bij kamertemperatuur in zachtgegloeide toestand zijn als volgt:
- treksterkte: 517 MPa
- 0,2-rekgrens: 193 MPa
- rek bij breuk: 60%
- Izod kerfslagwaarde: 149 J
Bewerkbaarheid
Project 70 304L en Project 7000 304L zijn goed te smeden, te nieten, warm en koud te stuiken. Er moet gelijkmatig worden verhit tot 1149°-1260°C. Er mag niet beneden 927°C worden gesmeed. Smeedstukken kunnen koelen aan lucht zonder gevaar voor scheuring, maar om te komen tot optimale corrosieweerstand, moeten de smeedstukken worden zachtgegloeid. Omdat ze buitengewoon taai en sterk zijn, kunnen beide legeringen heel goed worden koudbewerkt (dieptrekken, buigen, stampen, stuiken). De legeringen vertonen deformatieharding die gepaard gaat met stijging van zowel de treksterkte als de hardheid. Sterk koudvervormde werkstukken moeten worden zachtgegloeid.
Verspaanbaarheid
De legeringen zijn gemaakt met als doel het verkrijgen van optimale verspaanbaarheid bij een roestvast staal van het type AISI 304L, zonder gebruik te maken van toevoeging van zwavel zoals dat bij type AISI 303 is gedaan. De legeringen vertonen een verspaningsgedrag met spankarakteristieken die liggen tussen die van conventioneel AISI 304L en van AISI 303. Hoewel de spanen niet zo langgerekt zijn als die van conventioneel AISI 304L, wordt het gebruik van spaanbrekers aanbevolen. Daar austenitisch roestvast staal snel deformatieharding vertoont, moet flinke positieve voeding worden overwogen. Als er gebruik wordt gemaakt van carbidegereedschap, kan de snijsnelheid met een factor 2 tot 3 worden verhoogd. De voeding kan in dat geval tussen de 50 en 100% worden verhoogd. Voor bepaalde werkzaamheden kan de aard van het werkstuk aanpassingen vereisen van snelheid en voeding. Zulke aanpassingen moeten proefondervindelijk worden aangebracht in kleine stapjes.
Lasbaarheid
De beide legeringen kunnen bevredigend worden gelast met weerstandslassen en lassen onder schermgas. Daar austenitische lassen geen harding vertonen bij koeling aan lucht, zullen de lassen beschikken over goede taaiheid. Oxyacetyleenlassen wordt niet aanbevolen, omdat er koolstofopname in de las kan optreden. De legeringen kunnen worden gelast zonder verlies van corrosieweerstand die het gevolg is van interkristallijne carbide-uitscheiding. Gewoonlijk zijn de legeringen te gebruiken in de gelaste toestand. Voor gebruik onder zwaardere omstandigheden moet er na het lassen worden zachtgegloeid. Als er een lastoevoegmetaal wordt geëist, dan komt hiervoor een AWS E/ER308L of E/ER347 in aanmerking.
Corrosieweerstand
De legeringen zijn bestand tegen atmosferische corrosie, de inwerking van voedingsmiddelen, sterilisatieoplossingen, tal van organische chemicaliën en kleurstoffen en een breed scala van anorganische chemicaliën. Voor optimale corrosieweerstand moet het oppervlak vrij zijn van scale en vreemde deeltjes. Afgewerkte werkstukken moeten worden gepassiveerd. Een veilige gebruikstemperatuur in verband met scalevorming bij continu bedrijf is 871°C.
Toepassingen
De legeringen worden gebruikt voor tal van toepassingen in de verwerking van voedingsmiddelen, zuivel en kleurstoffen, zoals buisleidingen, emmers, sterilisatoren en andere soorten van procesapparatuur.
Algemene kenmerken
Project 70 304L vertoont 15% hogere verspanings snelheden, bij verbeterde finish en langere standtijd van het
gereedschap dan conventioneel 304L. Bij Project 7000 304L liggen deze verbeteringen nog hoger, tot wel 50%
hogere verspaningssnelheden ten opzichte van Project 70 304L. Het hoogste economische voordeel dat met Project 7000 304L te behalen valt is het gebruik in de vorm van grote hoeveelheden staf met kleine diameter bij lange productiereeksen van complexe onderdelen. Project 70 304L wordt aanbevolen voor toepassingen waarbij een gematigder verbetering wordt gevraagd van de verspaanbaarheid voor kortere productiereeksen van minder gecompliceerde werkstukken, met name bij grotere stafdiameters.
Levervormen
Staf, draad.