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UDDEHOLM VANADIS ® 4 EXTRA

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UDDEHOLM VANADIS®4 EXTRA

SS-EN ISO 9001SS-EN ISO 14001

Esta información se basa en nuestro presente estado de conocimientos y está dirigida aproporcionar información general sobre nuestros productos y su utilización. No deberápor tanto ser tomada como garantía de unas propiedades específicas de los productosdescritos o una garantía para un propósito concreto.

Clasificado de acuerdo con la Directiva 1999/45/EC.Para más información, consultar nuestras «Hojas informativas de Seguridad del Material».

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

© UDDEHOLMS ABQueda prohibida la reproducción total o parcial, así como la transferencia de esta publicación

con fines comerciales sin el permiso del titular del copyright.

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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

4

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 – –

5

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

5

4

3

2

1

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

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UDDEHOLM VANADIS 4 EXTRA

www.assab.com www.uddeholm.com

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podrá encontrar nuestro acero para utillajes y un servicio de asistencia

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nuestra posición de liderazgo mundial en el suministro de material para

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UDDEHOLM es el primer proveedor mundial de material para utillajes. Hemos logra-

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tradición, en la investigación y en desarrollo de productos, Uddeholm es una compa-

ñía equipada para hacer frente a cualquier problema que se presente relacionado con

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Estamos presentes en todos los continentes, lo que garantiza un mismo nivel de alta

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UD

DEH

OLM

130503.50 / STR

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