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1 UDDEHOLM VANCRON 40

2 Ces informations sont basées sur l état actuel de nos connaissances et sont destinées à donner des indications générales sur nos produits et leurs utilisations. Elles ne peuvent en aucun cas être considérées comme une garantie de propriétés spécifiques du produit décrit, ni une garantie qu ilsoit adapté à une application spécifique. Classement selon la Directive EU 1999/45/EC Pour plus d information, voir nos fiches de données de sécurité (MSDS) Edition: 3, Il arrive fréquemment que la version la plus récente des brochures soit en anglais ; elles sont disponibles sur notre site SS-EN ISO 9001 SS-EN ISO 14001

3 UDDEHOLM VANCRON 40 L Uddeholm Vancron 40 est un acier à l azote obtenu par la métallurgie des poudres à «revêtement de surface» intégré. La surface de l outil présente par conséquent un très faible coefficient de frottement qui permet de réduire l adhésion et le collage des matériaux mous. Dans le cas de travail à froid sévère tel que l emboutissage d aluminium, d aciers inoxydables ou d aciers doux, l outil est principalement confronté à des problèmes de collage et d usure adhésive. C est aussi parfois le cas lors d opérations de compactage de poudres, d extrusion à froid ou de découpage/cisaillage de matériaux variés. Pour faire face à ce genre de problèmes, on a souvent recours à différents types de dépôts tels que les CVD, les PVD ou les TD (Toyota Diffusion). L Uddeholm Vancron 40 permet de supprimer ces revêtements coûteux et de gagner un temps précieux. En effet, nous avons ajouté au processus habituel d élaboration de l acier une opération supplémentaire d enrichissement en azote. Grâce à un effort important de développement, Uddeholm est aujourd hui en mesure de proposer un acier à outils fritté radicalement nouveau, doté d un revêtement interne très particulier. Les pièces produites à partir d outils réalisés en Uddeholm Vancron 40 seront de qualité supérieure et constante, particulièrement au niveau des surfaces. Le rendement des équipements de production, moins touchés par les incidents et les arrêts, sera amélioré et les délais fiabilisé. D autres améliorations sont également appréciables, telles qu une maintenance allégée, possible en interne, et une augmentation de la durée de vie totale de l outil. Par ailleurs, l outilleur pourra réaliser un outil de haute qualité qui ne nécessite aucun traitement de surface, ce qui signifie des délais de livraison plus courts et une plus grande liberté pour les mises au point après le traitement thermique. Globalement, un outil réalisé en Uddeholm Vancron 40 offre la possibilité d une qualité constante de la première à la dernière pièce produite tout en facilitant le respect des délais de livraison. 3

4 Propriétés essentielles d un acier à outillage Pour obtenir de bonnes performances Dans de nombreuses applications de travail à froid, les outillages subissent un traitement de surface de façon à éviter l écaillage et l usure adhésive. De plus, il est important d avoir une dureté adaptée aux applications, de même qu une ductilité et une ténacité suffisantes pour éviter une détérioration prématurée en raison d un écaillage ou de fissurations. Le Uddeholm Vancron 40 est un acier à outil dopé à l azote obtenu par la métallurgie des poudres qui présente une excellente combinaison de résistance à l écaillage et de résistance à l usure adhésive. Pour fabriquer l outillage Usinabilité Traitement thermique Rectification Stabilité dimensionnelle au traitement thermique Traitement de surface La fabrication d un outillage à partir d aciers fortement alliés reste souvent plus problématique pour l usinage et le traitement thermique qu avec des nuances plus faiblement alliées. Bien sûr, cela peut augmenter le coût de fabrication de l outillage. Obtenu par la métallurgie des poudres lors de son élaboration, le Uddeholm Vancron 40 présente une usinabilité bien supérieure à celle de nuances identiques fabriquées par des moyens conventionnels et à celle de certains aciers d outillage fortement alliés pour travail à froid. La stabilité dimensionnelle du Uddeholm Vancron 40 lors du traitement thermique est excellente et constante en comparaison des aciers fortement alliés élaborés de façon traditionnelle. Par sa forte teneur en nitrures de vanadium à bas coefficient de frottement, le Uddeholm Vancron 40 (acier dopé à l azote) a été conçu pour être utilisé sans aucun revêtements de surfaces. Applications Le Uddeholm Vancron 40 est un acier d outillage pour travail à froid qui présente d excellentes qualités de résistance à l écaillage et à l usure par adhérence, ce qui le rend particulièrement bien adapté à des conditions de fabrication sévères et/ou à de longues campagnes de fabrication. Les matériaux pour ces applications sont souvent tendres/adhérents, comme l acier inoxydable austénitique ou ferritique, l acier doux, le cuivre, l aluminium, etc. Le Uddeholm Vancron 40 s impose dans toutes les applications de travail à froid pour lesquelles les mécanismes de détérioration sont principalement l usure par adhérence et l écaillage. Parmi les applications courantes, on peut citer : découpage et formage extrusion à froid emboutissage profond compression des poudres une alternative aux revêtements de surface une alternative aux métaux durs et aux Ferro-TiC (lorsqu on les utilise pour éviter le collage). Généralités Le Uddeholm Vancron 40 est un acier allié au Cr-Mo-W-V-N pour l outillage à froid qui se caractérise par : une résistance très importante à l usure adhésive une résistance élevée à l écaillage une excellente résistance à l écaillage et à la fissuration une forte résistance à la compression d excellentes propriétés pour la trempe à cœur une très bonne stabilité dimensionnelle à la trempe une excellente résistance au revenu des propriétés adaptées à l usinage par électro-érosion Analyse C N Si Mn Cr Mo W V chimique % 1,1 1,8 0,5 0,4 4,5 3,2 3,7 8,5 Spécification normalisée Aucune Etat de livraison Recuit doux à approximativement 300 HB Code couleur Or/bleu foncé 4

5 Propriétés Propriétés physiques Après trempe et revenu à une dureté de 61 HRC. Température 20 C 200 C 400 C Densité kg/m Module d élasticité MPa Coefficiente de dilatation thermique par C à partir de 20 C 11,1 x ,9 x 10 6 Conductivité thermique W/m C 21 ±2 25 ±0,5 Chaleur spécifique J/kg C 460 Résistance à la compression La valeurs approximatives de résistance à la compression en fonction de la dureté sont données dans le tableau ci-dessous. Résilience sur éprouvette non entaillée Les valeurs de résilience sur éprouvettes non entaillées pour les Uddeholm Vanadis 6, Uddeholm Vancron 40, Uddeholm Vanadis 10 et AISI D2 sont données ci-dessous. Résilience sur éprouvette non entaillée, J Dureté Limité de résistance à la compression HRC Rc0,2 (MPa) HRC Traitement thermique Recuit doux Protéger l acier et chauffer à cœur à 900 C. Refroidir ensuite dans le four à raison de 10 C/h jusqu à 650 C, puis à l air libre. Recuit de détente Après ébauche, l outil doit être chauffé à cœur à C pendant 2 heures. Refroidir lentement jusqu à 500 C, puis à l air libre. Trempe La trempabilité du Uddeholm Vancron 40 est identique à celle du Uddeholm Vanadis 23, ce qui garantit d excellentes propriétés de trempe à cœur lors d une trempe en bain de sel ou d une trempe au gaz en four sous vide Pré-chauffe en deux étapes : C et C. Température d austénitisation : C, généralement 1020 C. Temps de maintien à température : 30 minutes (10 minutes à 1100 C. L outil devra être protégé de la décarburation et de l oxydation lors de la trempe. Le Uddeholm Vancron 40 offre une large plage de duretés après traitement thermique. Pour obtenir une dureté entre HRC, la température d austénitisation est comprise entre 950 à 1100 C. La température recommandée pour l austénitisation est de 1020 C avec un temps de maintien de 30 minutes suivi d une trempe et de 3 revenus d une heure à 560 C, ce qui donne une dureté d environ HRC. Dureté, HRC 66 Temps à température = 560 C / 3 x 1h Température d austénitisation C VANADIS 6 VANCRON 40 VANADIS 10 AISI D2 5

6 COURBE TRC (REFROIDISSEMENT EN CONTINU) Température d austénitisation 1050 C. Temps à température 30 minutes. C M s 1 Carbides Carbures Martensite Perlite Pearlite 5 Austenitizing temperature 1050 C Holding time 30 min. Bainite 6 7 Ac 1f = 880 C Ac 1s = 830 C Courbe de refroidissement Dureté T N HV 10 sec Coolin Curve No Secondes Seconds Minutes Heures Hours Refroidissement à Air cooling of l air bars, de barres Ø mm Ø mm COURBE TTT (TRANSFORMATION ISOTHERMIQUE) Température d austénitisation 1050 C. Temps à température : 30 minutes. C Austenitizing temperature 1050 C Holding time 30 min. 900 Ac 1f = 880 C Carbures Carbides Perlite Pearlite Ac 1s = 830 C Temp. Temps Dureté C Heures HV Martensite Bainite 750 4, , , , , , , , , , Secondes Seconds Minutes Heures Hours 6

7 Milieu de trempe Four sous vide avec surpression de gaz suffisante (2 5 bar) Trempe étagée martensitique ou lit fluidisé à environ 550 C Air/gaz forcé Remarque 1 : Le refroidissement devra s effectuer en continu jusqu à ce que la température de l outil atteigne environ 50 C. L outil devra ensuite être soumis immédiatement à un revenu. Remarque 2 : Pour les applications pour lesquelles une ténacité maximale est nécessaire, utiliser une trempe étagée martensitique ou un four avec une surpression suffisante. Revenu Pour les applications de travail à froid, les revenus devront toujours être réalisés à 560 C quelle que soit la température d austénitisation. Effectuer trois revenus successifs de une heure. L outillage devra être refroidi à température ambiante entre les revenus. La teneur en austénite résiduelle sera inférieure à 3% après ce cycle de revenu. Changements dimensionnelles Changements dimensionnels après trempe et revenu. Traitement thermique : Austénitisation C / 30 minutes et revenu 3 x 1 h à 560 C. Dimension des échantillons : 50 x 50 x 50 et 100 x 40 x 20 mm. Changements dimensionnels : augmentation en longueur, largeur et épaisseur +0,04% à +0,20%. Passage au froid Les outils qui nécessitent une stabilité dimensionnelle maximale en service peuvent être traités par le froid de la façon suivante : Pour les applications qui exigent une stabilité dimensionnelle absolue, nous recommandons un passage au froid dans l'azote liquide après la trempe et après chaque revenu à 560 C. Pour les cas ou la stabilité dimensionnelle est moins critique, l'outil pourra subir un passage au froid immédiatement après la trempe, à -70 / -80 C, pendant une durée de 1 à 3 heures, avant les 3 revenus à 560 C. Le passage au froid diminue la teneur en austénite résiduelle. En cas de trempe à haute température (> 1100 C), nous recommandons de pratiquer systématiquement un passage au froid, puis de procéder à 4 revenus successifs à 560 C, de façon à abaisser la teneur en austénite résiduelle et à augmenter la stabilité dimensionnelle de l'outil. Usure par adhérence. Collage. 7

8 Traitements de surface Remarque : Le Uddeholm Vancron 40 est conçu pour être utilisé sans revêtement de surface car il contient de l azote en quantité importante. Certains aciers d outillage à froid peuvent subir un traitement de surface de façon à réduire le frottement et à augmenter la résistance à l usure de l outillage. Les traitements le plus fréquemment utilisés sont la nitruration et les revêtement de surface antiusure en carbures de titane ou nitrures de titane (CVD, PVD). Habituellement, le Uddeholm Vancron 40 ne nécessite ni dépôts PVD/CVD, ni nitruration. Cependant, le Uddeholm Vancron 40 peut être revêtu comme les autres aciers frittés. Nitruration Une immersion brève en bain de sel spécial pour obtenir une zone de diffusion nitrurée de 2 20 µm est recommandée. Parmi d autres avantages, cela réduit le frottement des poinçons. PVD Dépôt physique en phase vapeur, le procédé PVD permet d appliquer des revêtements de surface résistant à l usure à des températures comprises entre 200 et 500 C. Compte tenu des températures de revenu élevées du Uddeholm Vancron 40 (560 C), il n y a aucun risque de changements dimensionnels lors d un traitement PVD. Résistance à l usure USURE ADHESIVE Comparaison de la résistance à l usure. Elément : feuillard d essai en laboratoire. Type d outil : poinçon de découpe. Dimension de l outil : 10 x 40 mm. Matériau utilisé : Acier inoxydable 18/8 SS 2331 d une épaisseur d 1 mm. Perte à l usure, µm UDDEHOLM UDDEHOLM VANADIS 4 VANCRON 40 UDDEHOLM VANADIS 4 CVD Dépôt physique en phase vapeur, le procédé CVD est utilisé pour appliquer des revêtements de surface à une température voisine de 1000 C. Toutefois, il est recommandé d effectuer la trempe et le revenu dans un autre four sous vide après le traitement de surface. UDDEHOLM VANCRON 40 8

9 Propriétés tribologiques RESULTATS Acier/ VANADIS VANADIS VANADIS VANCRON Revêtement de surface non revêtu non revêtu non revêtu non revêtu Quantité de pièces produites > Dureté HRC Mécanisme de détérioration Collage Fonctionne toujours Acier/ VANADIS 23 Revêtement Nitruration CVD de surface en bain de sels PVD TiN TiC/TiN Quantité de pièces produites Dureté HRC 62 Mécanisme de détérioration Collage Délaminage Conseils d usinage Les valeurs d usinage ci-dessous sont données à titre indicatif et doivent être adaptées aux conditions locales d usinage en vigueur. L usinabilité du Uddeholm Vancron 40 correspond à celle du Uddeholm Vanadis 23. Tournage Tournage carbures Tournage à l acier Paramètres rapide usinage Finition Ebauche Finition Vitesse de coupe (v c ) m/min Avance (f) mm/tour 0,2 0,4 0,05 0,2 0,05 0,3 Profondeur de passe (a p ) mm 2 4 0,5 2 0,5 3 Désignation ISO du carbure K20* K15* Carbure Carbure revêtu revêtu ou cermet *Utiliser un carbure revêtu Al 2 O 3 anti-usure Perçage FORET HELICOÏDAL EN ACIER RAPIDE Matrice de formage à froid pour la fabrication d un élément en acier inoxydable pour corps de pompe. Photo avec l autorisation de Grundfos A/S, Danemark Diamètre du foret Vitesse de coupe, v c Avance, f mm m/min. mm/tour * 0,05 0, * 0,10 0, * 0,20 0, * 0,25 0,35 * Pour les forets avec acier rapide revêtus v c = m/min FORETS CARBURE Type de foret Paramètres Plaquette Carbure Carbure d usinage amovible monobloc brasé ) Vitesse de coupe, v c m/min Avance, f mm/tour 0,05 0,15 2) 0,10 0,25 2) 0,15 0,25 2) 1) Forets à canal de refroidissement interne et embout carbure brasé 2) Selon le diamètre du foret 9

10 Fraisage DRESSAGE SURFAÇAGE Fraisage carbures Paramètres d usinage Ebauche Finition Vitesse de coupe (v c ) m/min Avance (f z ) mm/dent 0,2 0,4 0,1 0,2 Profondeur de passe (a p ) mm Electro-érosion Si l on a recours à l électro-érosion à l état trempé et revenu, terminer par une «érosion fine», c est-à-dire à courant faible et à haute fréquence. Pour un meilleur résultat, la surface usinée par électro-érosion devra ensuite être rectifiée/polie et l outil soumis à un revenu supplémentaire à environ 535 C. Désignation ISO K20* K15* du carbure Carbure revêtu Carbure revêtu ou cermet *Utiliser un carbure revêtu Al 2 O 3 anti-usure FRAISAGE EN BOUT Type de fraisage Plaquette Paramètres Carbure amovible d usinage monobloc carbure Acier rapide Vitesse de coupe (v c ) m/min ) Avance (f z ) mm/dent 0,01 0,2 2) 0,06 0,2 2) 0,01 0,3 2) Désignation ISO du carbure K15 3) 1) Pour fraise en bout en acier rapide revêtu v c = m/min 2) En fonction de la profondeur radiale d usinage et du diamètre de fraise 3) Utiliser un carbure avec revêtement Al 2 O 3 anti-usure Rectification Nous donnons ci-dessous des conseils d ordre général pour les meules de rectification. Pour de plus amples informations, consulter la brochure d Uddeholm «Rectification de l acier à outil». Type de rectification Etat recuit Etat trempé Meule tangentielle A 46 HV B151 R50 B3 1) de rectification plane A 46 HV Rectification plane à segments A 36 GV A 46 GV Rectification cylindrique A 60 KV B151 R50 B3 1) A 60 KV Rectification intérieure A 60 JV B151 R75 B3 1) A 60 IV Rectification de profils A 100 IV B126 R100 B6 1) A 100 JV 1) Utiliser si possible des meules CBN pour cette application 10

11 Comparaison des différents aciers à outils Uddeholm pour travail à froid Propriétés des matériaux et résistance aux mécanismes de détérioration Dureté/ Résistance à Résist. à la fissuration par fatigue Résistance Aptitude Stabilité Usure Résilience/ Ténacité/ Nuance à la déforma- à la dimen- Usure par adhésive/ Résistance à Résistance à Uddeholm tion plastique Usinabilité rectification sionnelle abrasion Collage l écaillage la rupture Aciers à outils conventionnels pour travail à froid ARNE CALMAX CALDIE (ESR) RIGOR SLEIPNER SVERKER 21 SVERKER 3 Aciers à outils obtenus par métallurgie des poudres VANADIS 4 Extra VANADIS 6 VANADIS 10 VANCRON 40 Aciers rapides obtenus par métallurgie des poudres VANADIS 23 VANADIS 30 VANADIS 60 Acier rapide conventionnel W. -Nr Pour de plus amples informations N hésitez pas à contacter votre agence Uddeholm locale sur le choix, les traitements thermiques, les applications et la disponibilité des aciers à outils Uddeholm. 11

12 Réseau d excellence Uddeholm est présent sur tous les continents. Vous avez ainsi la garantie de disposer partout dans le monde, d un acier suédois de qualité et d un service proche de vos activités. Notre filiale Assab est notre canal commercial exclusif et représente Uddeholm partout dans le monde. Ensemble, nous préservons notre position de leader mondial des matériaux d outillage.

13 HAGFORS KLARTEXT U / TRYCKERI KNAPPEN, KARLSTAD Uddeholm est le leader mondial des matériaux d outillage. C est en améliorant sans relâche la rentabilité de nos clients que nous avons pu atteindre cette position. Une longue tradition alliée à une recherche-développement intensive met Uddeholm en mesure de résoudre tous les problèmes d outillage. Les difficultés sont nombreuses, mais le jeu en vaut la chandelle : être votre principal fournisseur d acier d outillage. Notre présence sur tous les continents est pour vous une garantie de qualité supérieure quelle que soit votre situation géographique. Notre filiale Assab est notre canal commercial exclusif et représente Uddeholm partout dans le monde. Ensemble, nous préservons notre position de leader mondial des matériaux d outillage. Cette présence mondiale signifie qu il y a toujours un représentant Uddeholm/Assab à votre service dans votre région. Pour nous, c est une question de confiance, dans nos partenariats à long terme comme pour la mise au point de nouveaux produits. Et la confiance, cela se mérite jour après jour. Pour plus d informations, rendez-vous sur ou