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SS-EN ISO 9001SS-EN ISO 14001
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Edición: 3, 05.2013La última edición revisada de éste catálogo es de la versión inglesa, lacual siempre está publicada en nuestra web www.uddeholm.com
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UDDEHOLM VANADIS 4 EXTRA
Análisis C Si Mn Cr Mo Vtípico % 1,4 0,4 0,4 4,7 3,5 3,7
Estado desuministro Recocido blando a aprox. 230 HB
Códigode color Verde/Blanco con línea negro transversal
AplicacionesUddeholm Vanadis 4 Extra es un acero espe-cialmente adecuado en aplicaciones en las queel desgaste adhesivo y/o melladuras son losmecanismos de fallo dominantes, es decir:
• Con materiales blandos/adherentes como elacero inoxidable martensítico, acero dulce,cobre, aluminio, etc , como material detrabajo
• Con material de trabajo grueso
• Materiales de trabajo de alta resistencia
Uddeholm Vanadis 4 Extra es también unacero adecuado para corte y conformado dechapa de acero de alta resistencia, UHSS, éstosmateriales exigen grandes requisitos al aceropara utillajes, tanto en resistencia al desgasteabrasivo como en ductilidad.
Algunos ejemplos
• Corte y conformado• Corte fino• Utillajes para extrusión en frío• Compactación de polvo• Embutición profunda• Cuchillas• Substrato para recubrimiento de superficie
Propiedades críticasdel acero para obtenerUn buen rendimiento del utillaje• Dureza correcta para la aplicación concreta• Alta resistencia al desgaste• Alta ductilidad
La alta resistencia al desgaste se asocia habi-tualmente con la baja tenacidad y ductilidad yvice-versa. En muchos casos la alta resistenciaal desgaste y la resistencia a las melladuras oroturas es esencial para obtener un rendimien-to óptimo del utillaje.
Uddeholm Vanadis 4 Extra es un aceropulvimetalúrgico para trabajo en frío queofrece una combinación extremadamentebuena de resistencia al desgaste y ductilidadpara utillajes de alto rendimiento.
Fabricación del utillaje• Buena aptitud de mecanizado• Tratamiento térmico• Estabilidad dimensional durante el trata- miento térmico
La fabricación de utillajes con aceros de altaaleación ha creado tradicionalmente problemascon el mecanizado y el tratamiento térmico,comparado con las calidades de baja aleación,habitualmente ello conlleva un incremento delos costos de fabricación del utillaje.
Gracias al cuidadoso equilibrio en su aleacióny el proceso de producción pulvimetalúrgicoempleado, Uddeholm Vanadis 4 Extra cuentacon una mejor capacidad de mecanizado que lacalidad de acero 1.2379 (AISI D2).
Una gran ventaja con Uddeholm Vanadis 4Extra es que la estabilidad dimensional despuésdel temple y revenido, es mucho mejor que lade todos los aceros conocidos de alto rendi-miento para trabajo en frío. Ello significa porejemplo, que Uddeholm Vanadis 4 Extra es unacero muy adecuado para el recubrimientoCVD.
Información generalUddeholm Vanadis 4 Extra es un acero aleadoal cromo-molibdeno-vanadio que se carac-teriza por:
• Muy buena ductilidad
• Alta resistencia al desgaste abrasivo–-adhesivo
• Alta resistencia a la compresión
• Buena estabilidad dimensional durante eltratamiento térmico y en servicio
• Buenas propiedades de temple
• Muy buena resistencia contra la pérdida dedureza durante el trabajo
• Buena aptitud de mecanizado y rectificado
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UDDEHOLM VANADIS 4 EXTRA
•
Tratamiento térmicoRecocido blandoProteger el acero y calentar en toda su masahasta alcanzar los 900°C. Luego enfriar en elhorno a 10°C por hora hasta alcanzar los750°C, después dejar enfriar libremente al aire.
Liberación de tensiones –estabilizadoUna vez realizado el mecanizado de desbaste elutillaje deberá calentarse en toda su masa a650°C, tiempo de mantenimiento 2 horas.Enfriar lentamente hasta alcanzar los 500°C,luego libremente al aire.
TempleTemperatura de precalentamiento: 600–700°CTemperatura de austenización: 940–1150°C,normalmente 1020°C. Para grandes secciones>70mm utilizar 1060°C.Tiempo de mantenimiento: 30 minutos hasta1100°C, y 15 minutos por encima de 1100°C.
Tiempo de mantenimiento = tiempo a tempe-ratura de temple una vez el utillaje ha sidocalentado en toda su masa. Un tiempo demantenimiento inferior al recomendadoanteriormente puede resultar en una pérdidade dureza.
Proteger la pieza contra decarburación y oxida-ción durante el proceso de templ
Medios de enfriamiento• Vacío (gas a alta velocidad con suficiente
presión positiva).• Baño de martemple, o lecho fluidizado a
500–550°C.• Baño de martemple, o lecho fluidizado a
200–350°C.
Nota 1: Revenir el utillaje tan pronto sutemperatura alcance los 50–70°C.
Nota 2: A fin de obtener las óptimas propieda-des para el utillaje, el nivel de enfriamientodebería ser lo más rápido posible dentro delos límites aceptables de distorsión.
Nota 3: El martemple debería estar seguidopor un enfriamiento por aire forzado si elespesor de la pared excede los 70 mm.
Energía al impacto sin muesca, J100 90 80 70 60 50 40 30 20 10
54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 Dureza, HRC
Resistencia al impactoResistencia al impacto aproximada a tempera-tura ambiente a distintas temperaturas derevenido.Dimensión original de la barra: Ø 105 mm, lasprobetas son tomadas del centro de la barra yprobadas en dirección transversal.Tamaño de la probeta: 7 x 10 x 55 mm sinmuesca.
Templado a una temperatura entre 940°C y1150°C. Tiempo de mantenimiento 30 minu-tos a temperaturas hasta 1100°C, y paratemperaturas por encima de ésta, 15 minutos.
Enfriamiento al aire. Revenido 2 x 2h entre525°C y 570°C
DIFERENCIA EN DUCTILIDAD ENTREUDDEHOLM VANADIS 4 EXTRA Y 1.2379 (D2) ADISTINTOS NIVELES DE DUREZA
VANADIS 4 EXTRA
D2
PropiedadesPropiedade físicasMaterial templado y revenido a 60 HRC.
Temperatura 20°C 200°C 400°C
Densidadkg/m3 7 700 – –
Módulo de elasticidadN/mm2 206 000 200 000 185 000
Coeficiente deexpansión térmicapor °C a partirde 20°C – 10,9 x 10–6 11,7 x 10–6
Conductividad térmicaW/m • °C _ 30 30
Calor específicoJ/kg °C 460 – –
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UDDEHOLM VANADIS 4 EXTRA
Dureza HRC
66
64
62
60
58
56
54
52
50
48
46
400 450 500 550 600°C
Temperatura de revenido (2 x 2 horas)
Austenita retenida1100°C
Austenita retenida %
35
30
25
20
15
10
5
Dureza HRC
66
64
62
60
58
56
54
52
50
48
46
400 450 500 550 600°C
Temperatura de revenido (2 x 2 horas)
GRÁFICOS DE REVENIDO
RevenidoLa temperatura de revenido puede seleccio-narse de acuerdo con la dureza requeridaempleando como guía el gráfico de revenidoque se muestra a continuación.
Revenir dos veces con un enfriamientointermedio hasta alcanzar la temperaturaambiente.
La temperatura mínima de revenido quedebería utilizarse es de 525°C, y tiempomínimo de mantenimiento a temperatura,2 horas. A fin de no reducir la tenacidad, norevenir por debajo de 525°C.
Para evitar un contenido demasiado elevadode austenita retenida se recomienda unatemperatura de revenido por encima de los525°C
Austenita retenida1020°C
Austenita retenida %
35
30
25
20
15
10
5
980°C
940°C
1100°C
1060°C
1150°C
1020°C
Austenita retenida %50
40
30
20
10
Austenita retenida
Dureza
Dureza, HRC68
66
64
62
60
58
56
54 980 1000 1020 1040 1060 1080 1100 1120 1140°C
Temperatura de austenización
DUREZA Y AUSTENITA RETENIDA EN FUNCIÓNDE LA TEMPERATURA DE AUSTENIZACIÓN
Acerca de las curvas de revenido estan obtenidas tras el tratamiento térmico de probetas de tamaño de 15x15x40 m.m.enfriadas mediante aire forzado. Bajas durezas pueden ser encontrar tras el tratamiento térmico de moldes y matricesdebido a dos factores como el tamaño de la herramienta y/o los parámetros del tratamiento térmico.
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UDDEHOLM VANADIS 4 EXTRA
1 10 100 1 000 10 000 100 000 Seconds
1 10 100 1 000 Minutes
1 10 100 Hours
1100
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
°C
Timehours
Hardn.HV 10
Temp.°C
Acf = 880°C (1615°F)
= 815°C (1500°F)
Austenitizing temp. 1020°C (1870°F)Holding time 30 min
Carbides
Bainite
Pearlite
Martensite
Acs
23,0
3.0
65,0
19,8
70,9
3,1
19,4
26,2
750
700
650
600
350
300
250
200
240
327
322
835
824
548
592
642
1100
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
°C
CoolingCurveNo.
Hard-ness
HV 10
1 10 100 1 000 10 000 100 000 Seconds
Air cooling ofbars, Ø mm
1 10 100 1 000 Minutes
1 10 100 Hours
0.2 1.5 10 90 600
1
53
139
415
700
2077
3500
7000
Austenitizing temp. 1020°C (1870°F)Holding time 30 min
1 2 3 4 5 6 7 8
Bainite
Carbides Pearlite
1
2
3
4
5
6
7
8
858
858
858
858
858
649
548
519
MartensiteMs
= 815°C (1500°F)Acs
= 880°C (1615°F)Ac f
sec800–500T
GRÁFICO CCT
Temperatura de austenización 1020°C. Tiempo de mantenimiento 30 minutos.
Perlita
Bainita
Martensita
CarburosCurva
N°Dureza
seg.
Segundos
Minutos
Horas
Refrigeración al airede barras Ø mm
Bainita
PerlitaCarburos
Tiempoh
GRÁFICO TTT
Temperatura de austenización 1020°C. Tiempo de mantenimiento 30 minutos.
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UDDEHOLM VANADIS 4 EXTRA
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4
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NitruraciónLa nitruración aporta en una capa dura en lasuperficie que es muy resistente al desgaste y ala erosión.
Normalmente Uddeholm Vanadis 4 Extra sereviene a alta temperatura, a 525°C. Ello signi-fica que la temperatura de nitruración utiliza-da no debería exceder los 500–525°C. La ni-truración iónica a una temperatura inferior a latemperatura de revenido utilizada es la másrecomendable.
La dureza de la superficie después de reali-zada la nitruración es de aproximadamente de1150 HV0,2kg. El espesor de la capa deberáseleccionarse según la aplicación en cuestión.
PVDLa deposición física de vapor, PVD, es el méto-do que consiste en aplicar un recubrimientoresistente al desgaste a temperaturas entre200–500°C.
CVDLa deposición química de vapor (CVD) se utili-za par aplicar un recubrimiento resistente aldesgaste a una temperatura aproximada de1000°C.
Es recomendable que los utillajes se templenpor separado en un horno de vacío una vezrealizado el tratamiento de superficie.
Capacidad de mecanizadoCapacidad relativa de mecanizado y rectificadopara AISI D2 (1.2379) , PM 23 y UddeholmVanadis 4 Extra. Un alto valor indica buenacapacidad de mecanizado y rectificado.
AISI D2 (1.2379) PM 23 VANADIS 4 EXTRA
Tratamiento sub-ceroLas piezas que rerquieran la máxima estabilidaddimensional pueden ser tratadas mediante elmétodo sub-cero en la forma siguiente:
Inmediatamente después del enfriamiento lapieza debe ser tratada sub-cero de –70 a –80°C, tiempo de inmersión de 3–4 horas,seguido de un revenido. La temperatura derevenido debe reducirse 25°C a fin de obtenerla dureza deseada cuando se realiza un reveni-do a alta temperatura. Evitar las formas compli-cadas puesto que implica riesgo de roturas.
Cambios dimensiónales durante eltemple y revenidoLos cambios dimensionales han sido medidosdespués de la austenización y revenido.Austenización: 1020°C/30 min , enfriamiento enhorno de vacío a 1,1°C/s entre 800°C y500°C.Revenido: 2 x 2 h a varias temperaturas.Tamaño de la probeta: 80 x 80 x 80 mm
CAMBIOS DIMENSIONALES EN LARGO, ANCHOY ESPESOR DURANTE DE TEMPLE Y REVENIDO,EN LARGO, ANCHO Y ESPESOR.
Cambios dimensionales, %0,12
0,10
0,08
0,06
0,040,02
0
-0,02
-0,04-0,06
500 510 520 530 540 550 560 570 °C
Temperatura de revenido
LargoEspesor
Ancho
Tratamientosde superficieA algunos aceros para trabajo en frío se lesaplica una tratamiento de superficie a fin dereducir la fricción e incrementar la resistenciaal desgaste. Los tratamientos de superficie máscomunes son la nitruración y los tratamientosde superficie con recubrimientos resistentes aldesgaste producidos mediante PVD o CVD.
La alta dureza y tenacidad juntamente conuna buena estabilidad dimensional hacen queUddeholm Vanadis 4 Extra sea un acero subs-trato ideal para distintos tipos de recubrimien-tos de superficie.
Capacidad relativa de mecanizado/rectificado,( 1=peor 5=mejor)
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UDDEHOLM VANADIS 4 EXTRA
RectificadoA continuación ofrecemos unas recomendacio-nes generales de rectificado. Pueden obtenermás información en la publicación de Udde-holm «Rectificado de Acero para Utillajes».
Estado CondiciónTipo de rectificado recocido blando templada
Rectificado frontal A 46 HV B151 R50 B31)
muela plana A 46 HV2)
Rectificado frontal A 24 GVpor segmentos A46 FV2)
Rectificado cilíndrico A 60 KV B151 R75 B31)
A 60 KV2)
Rectificado interno A 60 JV B151 R75 B31)
A 60 KV2)
Rectificado de perfil A 100 LV B126 R100 B61)
A 80 JV2)
1) Si es posible utilizar muelas CBN para ésta aplicación2) Se recomienda utilizar muelas de rectificado que contengan abrasivo del tipo sinterizado
FresadoFRESADO FRONTAL Y AXIAL
Fresado con herramientas de metal duro
Fresado deParámetros de corte desbaste Fresado fino
Velocidad de corte (vc)m/min. 110–150 150–200
Avance (fz)mm/diente 0,2–0,4 0,1–0,2
Profundidad de corte (ap)mm 2–4 – 2
Designación ISO K20, P20 K15, P15Carburo Carburo
revestido* revestido*
* Utilizar metal duro resistente al desgaste con recubrimiento CVD
FRESADO DE ACABADO
Tipo de fresa
Parámetros Metal durode corte Metal duro insertado Acero rápido1)
Velocidadde corte (vc)
m/min. 60–80 110–160 8–12
Avance (fz)mm/diente 0,03–0,202) 0,08–0,202) 0,05–0,352)
DesignaciónISO – K153) –
1) Para fresas de acero rápido con recubrimiento vc = 18–24 m/min.2) Dependiendo de la profundidad radial y diámetro de corte3) Utilizar metal duro resistente al desgaste con recubrimiento
CVD
Recomendacionesde mecanizadoLos parámetros de corte de los cuales infor-mamos a continuación, deberán considerarsecomo valores guía, que deberán adaptarse a lascondiciones locales existentes.
Estado de suministro: recocido blando a ~230 HB
Torneado
Torneado con herramientas Torneadode metal duro con acero
Parámetros Torneado Torneado Torneado decorte de desbaste de acabado acabado
Velocidadde corte (vc)
m/min. 120–170 170–220 15–20
Avance (f)mm/r 0,2–0,4 0,05–0,2 0,05–0,3
Profundidad decorte (ap)
mm 2–4 0,5–2 0,5–3
Designaciónbroca ISO K20*, P20* K15*, P15* –
* Utilizar metal duro resistente al desgaste con recubrimiento CVD
TaladradoTALADRADO CON BROCAS ESPIRALES DEACERO RÁPIDO
TALADRADO CON BROCAS DE METAL DURO
Tipo de broca
BrocaParámetros Metal duro Metal duro conde corte insertado sólido refrigeración1)
Velocidad decorte (vc)
m/min. 140–160 80–100 50–60
Avance (f)mm/r 0,05–0,152) 0,08–0,203) 0,15–0,254)
1) Broca con punta reemplazable o de carburo soldada2) Avance diámetro de la broca 20–40 mm3) Avance diámetro de la broca 5–20 mm4) Avance diámetro de la broca 10–20 mm
Diámetrode la broca Velocidad de corte (vc) Avance (f)
mm m/min mm/r
– 5 12–14* 0,05–0,15 5–10 12–14* 0,15–0,2510–15 12–14* 0,25–0,3015–20 12–14* 0,30–0,35
*Para brocas de acero rápido con recubrimientovc = 22–24 m/min
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UDDEHOLM VANADIS 4 EXTRA
ARNE
CALMAX
CALDIE (ESR)
RIGOR
SLEIPNER
SVERKER 21
SVERKER 3
VANADIS 4 EXTRA
VANADIS 6
VANADIS 10
VANCRON 40
VANADIS 23
VANADIS 30
VANADIS 60
AISI M2
Acero rápido pulvimetalúrgico
Acero pulvimetalúrgico
Acero convencional para trabajo en frío
Acero rápido convencional
Comparación relativa de los acerosde Uddeholm para aplicaciones de trabajo en fríoPropiedades del material y resistencia a los mecanismos de fallo
EDM Mecanizadopor electroerosiónSi se realiza el mecanizado por electroerosiónen condición templado y revenido, acabar conuna «electroerosión fina», es decir a baja co-rriente y alta frecuencia.
Para obtener un rendimiento óptimo, la su-perficie electroerosionada deberá rectificarse /pulirse, y el utillaje revenirse de nuevo aproxi-madamente 25°C por debajo de la temperatu-ra original de revenido. Al electroerosionarpiezas grandes o formas complicadas, Udde-holm Vanadis 4 Extra deberá revenirse a altastemperaturas, por encima de los 500°C.
Dureza/ Resistencia a la fatiga –rotura
Resistencia Resistencia al Ductilidad/ Tenacidad / Calidad a la deforma- Mecani- Rectifica- Estabilidad desgaste desgaste Resistencia a grandes Uddeholm ción plástica bilidad bilidad dimensional abrasivo adhesivo las melladuras rotura
www.assab.com www.uddeholm.com
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