Neuer Kunststoffformenstahl - thyssenkrupp Materials Schweiz AG

Corroplast 1.2294
Kunststoffformenstahl für korrosionsbeständige
Formrahmen
mit bester Bearbeitbarkeit
Status: März 2012
ThyssenKrupp Materials Schweiz
Neuer Kunststoffformenstahl
Grundlegendes Prinzip martensitaushärtbarer Stähle
Wärmebehandlung
• Lösungsglühen 850°C bis 1050°C
• Auslagern zwischen 480°C und 600°C
Legierungszusammensetzung
• geringer C-Gehalt
Hauptlegierungselement Ni, Cr
ausscheidungshärtende
Elemente Cu, Al, Mo
Schwefelzusatz
Mikrogefüge
PH
(precipitation
hardening)
Kunststoffformenstähle
• martensitisch-bainitisch
• geringer Carbidgehalt
• intermetallische Phasen
• Mangansulfid
Eigenschaften
• Härte, Druckfestigkeit, Zähigkeit, Polierbarkeit,
Schweiß- und Zerspanbarkeit, Korrosionsbeständigkeit
20. März 2012
Ph. Riedener
2
ThyssenKrupp Materials Schweiz
Neuer Kunststoffformenstahl
Chemische Zusammensetzung
Analyse CorroPlast 2294
C
0,05
Si
0,30
Mn
1,30
S
0,15
Cr
12,5
Lieferhärte ~ 300 HB
Alternative zu Werkstoff-Nr. 1.2085
20. März 2012
Ph. Riedener
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ThyssenKrupp Materials Schweiz
Nb
+
Neuer Kunststoffformenstahl
Vorteile
(im Vergleich zu Thyroplast 2085)
Verbesserte Zerspanbarkeit (Schwefelgehalt, Carbidausscheidungen
Verbesserte Beständigkeit gegen Schwitz- und Kühlwasser
Verbesserte Zähigkeit
Verbesserte Wärmeleitfähigkeit
Verbesserte Schweißbarkeit und Erodierbarkeit
Deutlich geringere Eigenspannungen (verzugsärmer)
20. März 2012
Ph. Riedener
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ThyssenKrupp Materials Schweiz
)
Neuer Kunststoffformenstahl
Gefügeausbildung
V=100:1
Thyroplast 2085
Hochangelassenes Vergütungsgefüge
Härte: 280 - 325 HB
CorroPlast 2294 Auslagerungsgefüge
Härte: ~300 HRC
V=500:1
20. März 2012
Ph. Riedener
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ThyssenKrupp Materials Schweiz
Neuer Kunststoffformenstahl
Zerspanbarkeit
CorroPlast 2294
0.20
0.20
0.16
0.16
Verschleiß in mm
Verschleiß in mm
Thyroplast 2085
0.12
0.08
0.04
0.12
Schnittgeschwindigkeit:
22,6 m/min
0.08
Vorschub:
0,033 mm/U
0.04
0.00
0.00
0
500 1000 1500 2000 2500 3000
Fräsw eg in mm
0
500 1000 1500 2000 2500 3000
Spantiefe 1,5 mm
Fräsw eg in mm
Werkzeugverschleiß beim Fräsen mit HSS-Einschneidfräsern
(Einschneidfräser 1.3207, Durchmesser: 10 mm)
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Ph. Riedener
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ThyssenKrupp Materials Schweiz
Neuer Kunststoffformenstahl
Zerspanbarkeit
Thyroplst
2085
Thyroplast
2085
CorroPlast
CorroPlast
PH2294
X FM
Schnittgeschwindigkeit:
12 m/min
Vorschub:
0,12 mm/U
Bohrtiefe 24 mm
mit Kühlung
Werkzeugverschleiß beim Bohren mit HSS-Bohrern
(Wendelbohrer 1.3343, Durchmesser: 8 mm)
20. März 2012
Ph. Riedener
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ThyssenKrupp Materials Schweiz
Neuer Kunststoffformenstahl
Zerspanbarkeit
Vorfräsen
Thyroplast 2085
325 HB
Fertigfräsen
CorroPlast 2294
300 HB
Schleifen
Bohren
geschätzte Zunahme
durch die heute
niedrigere Härte
Gewindeschneiden
80
90
110
120
130
140
100
Zerspanbarkeit in %
Ergebnisse aus Zerspanungsversuchen von Kunden
20. März 2012
Ph. Riedener
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Neuer Kunststoffformenstahl
Zerspanungsparameter
Zerspanungsparameter, Härte 290-332 HB
Variable Parameter
Werkzeug
Schneidstoff
Schnittgeschwindigkeit
Vc [m/min]
Kappa 90°
Wälz/Nutfräsen
Kappa 45°
Planfräsen
Rundplatte
Bohren
ø 25 mm
ø 120
ø 66
VHM
K 15
P 40 besch.
P 40 besch.
Ø 17,5
80
140
140
60
Zahnvorschub
fz [mm}
0,3
0,7
0,6
0,2
Schnitttiefe
ap [mm]
5,0
2,0
2,0
55,0
Schnittbreite
ae [mm]
25,0
100,0
45,0
17,5
+++
+++
+++
+++
Stabilität von Maschine,
Einspannung und Werkstück
Gemittelter Verschleißunterschied nach der
Bearbeitung von
CorroPlast 2294 und 1.2085
(ermittelt mit den o. g. Parametern)
1.2085 = 100 %
CorroPlast
= ~ 50%
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Ph. Riedener
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ThyssenKrupp Materials Schweiz
Neuer Kunststoffformenstahl
Korrosionswiderstand
Thyroplast 2085
CorroPlast 2294
Eintauchversuch, 6 Zyklen, 3% NaCl-Lösung
(1 Zyklus: 6h Tauchen, 6h Trocknen an Luft)
20. März 2012
Ph. Riedener
10
ThyssenKrupp Materials Schweiz
Neuer Kunststoffformenstahl
Korrosionswiderstand
CorroPlast 2294
Thyroplast 2085
geschliffen
500er Korn
poliert
geschliffen
500er Korn
Schwitzwassertest, 16 Zyklen, destilliertes Wasser
(1 Zyklus: 8h Warmphase 40°C, 16h Trockenphase RT)
20. März 2012
Ph. Riedener
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ThyssenKrupp Materials Schweiz
poliert
Neuer Kunststoffformenstahl
Wärmeleitfähigkeit
28
Wärmeleitfähigkeit in W/mK
26
CorroPlast 2294
24
22
20
18
Thyroplast 2085
16
14
12
10
0
100
200
300
400
Prüftemperatur in °C
20. März 2012
Ph. Riedener
12
ThyssenKrupp Materials Schweiz
500
Neuer Kunststoffformenstahl
Schweißbarkeit
Schweißzone
Wärmeeinflusszone
Unbeeinflusste Zone
1.2085
C = 0,33 %
HRC:
Eigenspannungen
(Druck- / Zug, schematisch)
20
54
50
48
35
35
σ
20. März 2012
Ph. Riedener
13
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Neuer Kunststoffformenstahl
Schweißbarkeit - CorroPlast
Schweißzone
Wärmeeinflusszone
Unbeeinflusste Zone
CorroPlast
2294
C = 0,05 %
HRC:
Eigenspannungen
(Druck- / Zug, schematisch)
35
35
35
35
σ
20. März 2012
Ph. Riedener
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Neuer Kunststoffformenstahl
Zusammenfassung - Vergleich 2294 zu 1.2085 resp. 1.2316S
erhöhte Korrosionsbeständigkeit (in unterschiedlichen Säurelösungen)
deutlich verbesserte Bearbeitbarkeit
vergleichbare Wärmeleitfähigkeit
bessere Formbeständigkeit
deutlich verbesserte Schweissbarkeit
geringer Carbidgehalt
verbesserte Zähigkeit
20. März 2012
Ph. Riedener
15
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