La Vostra Linea diretta con Innovazione e...

MARLOK® C1650 è un acciaio maraging ad elevatissimaresistenza, progettato per essere utilizzato in applica-zioni come acciaio da stampi, specialmente per matricidi lunga durata ed alta finitura superficiale in operazio-ni di pressofusione leghe d’alluminio che richiedanoun'alta resistenza alla fatica termica.

PERCHÈ USARE MARLOK®?

MARLOK® C1650 possiede numerosi vantaggi rispettoai tradizionali acciai per lavorazione a caldo.

✔ MAGGIOR VITA MATRICI –minori cricche da faticatermica

✔ ECCELLENTE QUALITA' SUPERFICIALE - nessuncarburo nella struttura martensitica.

✔ FACILE TRATTAMENTO TERMICO - semplice, unasola sosta a bassa temperatura.

✔ FACILE LAVORABILITA' - nessun carburo duro.✔ FACILE EDM - nessuna "coltre bianca " dura.✔ ECCELLENTE SALDABILITA’ – materiale a conte-

nuto di carbonio bassissimo.

QUANDO USARE MARLOK® ?

MARLOK® C1650 diventa un'eccellente scelta quando…

✔ VOI AVETE PROBLEMI CON CRICCHE DA FATI-CA TERMICA.

✔ NECESSITIATE DI UNA ECCELLENTE QUALITA'SUPERFICIALE DEL GETTO.

✔ NECESSITIATE DI MINIMO DUE STAMPI PERCOMPLETARE LA PRODUZIONE.

✔ NECESSITIATE DI UN ELEVATO NUMERO DIPEZZI IN UN BREVE PERIODO.

✔ NECESSITIATE DI UNA ECCELLENTE STABILI-TA' DIMENSIONALE.

✔ NECESSITIATE DI MODIFICARE TRAMITE SAL-DATURA LE VOSTRE MATRICI.

Note. Le proprietà mostrate in quest’opuscolo sono valori tipici.Normali variazioni nelle dimensioni e condizioni di trattamentotermico possono causare differenze da questi valori. Per eventua-li informazioni aggiuntive Vi preghiamo di contattare il ns. ser-vizio tecnico.

Analisi Chimica MediaCarbonio < 0.01%Nickel 14.00%Molibdeno 4.50%Cobalto 10.50%Titanio 0.25%

MARLOK C 1650®

M.Z.F. srl Tel. 02.26263092 Fax 02.26226919 - E-mail: [email protected] - Web: www.mzf.it

La Vostra Linea diretta con Innovazione e QualitàLa Vostra Linea diretta con Innovazione e Qualità

RESISTENZA E TENACITÀ

Le proprietà meccaniche del Marlok a temperaturaambiente ed ad alta temperatura sono indicate di segui-to. Il MARLOK® C1650 possiede valori di resistenzameccanica superiori del 20% dei normali acciai per lavo-razione a caldo AISI H 11 , AISI H13 , ecc.Più impressionante è il confronto tra i valori di tenacitàdel MARLOK® C1650, che supera di ben due volte ivalori dei migliori acciai da pressofusione rifusi di ulti-ma generazione.

Proprietà Meccaniche a temperatura ambiente.

Proprietà Valori Minimi Valori tipiciDensità δ 8,09 g/cm3

Resistenza a trazione Rm 1450 MPa 1500 MPaLimite di snervamento Rp 0,2 1400 MPa 1500 MPaModulo d’elasticità E 186 GPaAllungamento A5 5% 8 – 12%Strizione Z 20% 35 – 45%Tenacità-Charpy V CVN 20 J 25 – 35 JFrattura Tenace KIC 100 MPa√mDurezza HRC 47 - 51Dilatazione Termica α 10 x 10e-6 m/m °KConducibilità Termica K 26 – 34 W/m°K

Proprietà Meccaniche ad elevate temperature.

Proprietà T° Ambiente + 200° C + 400° CResistenza a trazione 1600 MPa 1460 MPa 1240 MPaLimite di snervamento 1500 MPa 1300 MPa 1150 MPaAllungamento, A5 10% 11% 14%Strizzone, Z 40% 45% 64%Tenacità-Charpy V 25 Joule 35 Joule 45 Joule

Applicazioni Tipiche:

Matrici pressofusione Stampi materie plasticheleghe d’alluminioMatrici pressofusione Inserti per pressofusioneleghe di Zinco lavorati d’EDMParticolari sottoposti Stampi che necessitanoad elevate sollecitazioni alta indeformabilità

danilo

Nuovo timbro

danilo

MZF TEL SITO

danilo

Timbro

ELETTROEROSIONE (EDM) DI MARLOK®COMPARAZIONE DELLE PROCEDURE

MARLOK® C1650• La quantità di EDM può essere ridotta, grazie alle

variazioni dimensionali prevedibili durante il tratta-mento di invecchiamento. EDM lascia la superficie incondizioni di solubilizzazione, la quale è molto dutti-le (durezza 28 - 32 HRC) e totalmente esente da cric-che.

• Nessuna lavorazione meccanica è necessaria, il tratta-mento di precipitazione indurisce la superficie per lecondizioni di esercizio.

Acciai per Lavorazioni a Caldo (H11-H13)• Eccessivi sovrametalli devono essere lasciati necessa-

riamente a causa delle variazioni dimensionali edistorsioni non prevedibili durante il trattamento ter-mico.

• EDM forma uno strato "temprato"( coltre bianca) sullasuperficie, il quale è duro e fragile (Durezza 56 - 58HRC) e contiene cricche (2-4 per cm.) La coltre bian-ca è dura e fragile e deve essere rimossa meccanica-mente con spreco di tempo e talvolta è impossibile daeliminare su particolari complessi lasciando microcric-che pericolosissime

Trattamento termico di precipitazione dopoelettroerosione (EDM):

Se MARLOK®è in condizioni di solubilizzazione (= stato di fornitura),

un normale trattamento termico di precipitazionea 525°C per 6 ore è sufficiente.

Se MARLOK®è stato già invecchiato (=Hrc 47-50) e viene eseguita

una lavorazione di elettroerosione (EDM), un corto trattamento di precipitazione

a 500°C per 3 oredeve essere tassativamente eseguito.

Trattamento termico di precipitazione dopo SaldaturaUsare esclusivamente elettrodi TIG Marlok

dia. 1,2-2,4mmSe MARLOK®

è in condizioni di solubilizzazione (= stato di fornitura),un normale trattamento termico di precipitazione

a 525°C per 6 ore è sufficiente.Se MARLOK®

è stato già invecchiato (=Hrc 47-50) e deve essere salda-to, nessun preriscaldo deve essere eseguito, (max 150°C)

un corto trattamento di precipitazionea 500°C per 3 ore

deve essere tassativamente eseguito.Durezza zona saldata HRC 48-50

MARLOK C 1650®

La Vostra Linea diretta con Innovazione e Qualità

TRATTAMENTO TERMICO DEL MARLOK®Trattamento d’Invecchiamento per precipitazione

Il solo trattamento per indurire uno stampo in MARLOK®prima dell’uso consiste in un singolo trattamento termi-co di precipitazione. Il trattamento di invecchiamento per precipitazioneconsiste nel:• Riscaldare fino a 525°C con una salita massima non

superiore a 150°C/ora• Mantenimento per 6 ore per pezzi con spessore fino a

70 mm. Aggiungere 1 minuto per ogni mm di spesso-re in più.

• Raffreddamento in aria o in forno con un raffredda-mento corrispondente a 1 bar.

Nessun forno in atmosfera protettiva o in sottovuotosono necessari per l’indurimento del MARLOK® perchéquesto acciaio non contiene carbonio e quindi la decar-burazione sulla superficie non è un problema. Dopo indurimento la durezza del MARLOK® è di 47 - 51HRC.

Le variazioni dimensionali sono prevedibili durante l’o-perazione d’invecchiamento. Nessuna deformazione.(ritiro massimo. -0.0005 mm/mm, -0.05%)Riducendo la quantità di materiale da lavorare dopo trat-tamento termico. Le operazioni finali di finitura possono essere facilmen-te eseguite nelle condizioni indurite.

M.Z.F. srl Tel. 02.26263092 Fax 02.26226919 - E-mail: [email protected] - Web: www.mzf.it

POLI

GRA

FIC

A S

. FA

UST

INO

TEL

. 030

/704

9300

.M. 9

5601

18 M

.Z.

0

10

20

30

40

50

60

Temperatura °C di Invecchiamento

525° C x 6 ore

Hrc

danilo

Nuovo timbro

danilo

MZF TEL SITO

La Vostra Linea diretta con Innovazione e Qualità 1 (2)

M.Z.F. srl Via Venezia , 3/7 - 20099 Sesto S

SALDATURA MARLOK ®

GENERALE

Poiché l’acciai per lavorazioni a caldo al cromo MARLOK® è essenzialmente senza Carbonio, questo gli conferisce un’eccellente saldabilità. MARLOK® viene saldato con il processo GTAW (gas tungsten. arc welding, TIG). La procedura di saldatura è facile da seguire poichè nessun preriscaldo è necessario, non occorre mantenere temperature elevate durante il processo di saldatura e nessun speciale tipo di raffreddamento dopo saldatura è necessario.

Va notato che la saldatura e la zona termicamente alterata (HAZ) del MARLOK® sono molli dopo saldatura, pertanto deve essere tassativamente eseguito un trattamento termico di precipitazione.

Su materiale già indurito:

Saldatura + invecchiamento in forno salita max: 150°C /ora a 500°C per 3 ore -raffreddamento in aria

PARAMETRI E PRO

Metodo di SaldPosizione di SGas ProtettivoFlusso Gas : Tipo di SaldatuCordoni di SalElettrodo Sing

BacchettØ 1.2 mm 3/64" 2.4 mm 3/32"

☺Nessun pre

☺ Non occodurante la sa

☺Nessuna ricdopo saldatu

☺La saldatura

☺Il detensionatrattamento d

☺Le proprietà

Comparazioni di procedimenti di saldatura tra Marlok e Acciai tipo H11-1.2343 – H13-1.2344 -1.2367

MARLOK® ACCIAIO AL CROMO PER LAVORAZIONI A CALDO

riscaldo ☻ Il preriscaldo è tassativo

rre mantenere la temperatura ldatura

☻La temperatura durante la saldatura deve essere mantenuta

hiesta per il raffreddamento ra

☻Raffreddamento molto lento è richiesto dopo saldatura

è dolce e facile da lavorare ☻La saldatura è dura e difficile da lavorare

mento viene eseguito con il i post saldatura

☻Rinvenimenti di distensione sono richiesti dopo saldatura

del materiale sono simili tra il ☻Le proprietà del materiale sono considerevolmente

Tel:02-26263092 Telefax: 02-26226919 .Giovanni (Mi) e-mail: [email protected]

CEDURE

atura: aldatura: :

ra:

Gas tungsten arc welding (GTAW) (Tig) 1G, 2G Argon SR, 99.99% Ar 8 - 12 litri/min. manuale

datura olo, passate multiple.

a Corrente A

Voltaggio V

DC/AC Polarità

Velocita di passata

120 - 140 15 - 17 DC +

7 - 10 cm/min 2 3/4 - 4 inc/min

190 - 210 17 - 19 DC +

12 - 18 cm/min 4 3/4 - 7 inc/min

web:www.mzf.it

La Vostra Linea diretta con Innovazione e Qualità 2 (2)

M.Z.F. srl Tel:02-26263092 Telefax: 02-26226919 Via Venezia , 3/7 - 20099 Sesto S.Giovanni (Mi) e-mail: [email protected]

Procedura di Saldatura per MARLOK® C1650

Note: No preriscaldo

1. Rimuovere completamente le cricche prima della saldatura. Usuare liquidi penetranti o polveri magnetiche per ispezionare che la cricca sia stata rimossa. Pulire la zona di saldatura da grassi, sporco o ossidazioni.

2. Usare solamente elettrodi in MARLOK® C1650. ricordarsi di rimuovere il rivestimento protettivo dalle bacchette TIG, usando carta vetrata o acetone

3. Rimuovere il film di ossido che si forma dopo saldatura tra una passata e l’altra usando un utensile in carburo o una smeriglio.

4. Non superare i 150°C durante la saldatura

5. Evitare correnti d’aria durante la saldatura e mantenere il flusso di protezione dell’Argon

Dopo Saldatura di stampi gia Invecchiati eseguire trattamento di invecchiamento a:

500° C per 3 ore OTTIMI RISULTATI SI OTTENGONO UTILIZZANDO ELETTRODI DI MARLOK PER

SALDARE STAMPI USURATI IN ACCIAI H11 – 1.2343 H13 - 1.2344- 1.2367

web:www.mzf.it

MARLOK® C1650ACCIAIO PER MATRICI

MARLOK® C1650 è un acciaio maraging ultraresistente progettato esclusivamente per l’utilizzo in applicazioni di pressofusione alluminio, specialmente dove si richiedano alta resistenza alla fatica termica, lunghe produzioni, e una superficie di finitura molto elevata.MARLOK® C1650 è fornito allo stato solubilizzato. L’indurimento avviene tramite un singolo trattamento a bassa temperatura di invecchiamento.L’acciaio dopo invecchiamento mostra una struttura totalmente martensitica attraverso tutto lo spessore dello stampo. Stampi di notevoli dimensioni possono essere uniformemente induriti semplicemente aumentando il tempo di invecchiamento ottenendo caratteristiche di isotropicità elevatissime,eliminando altresì il problema delle distorsioni e deformazioni causate dal trattamento termico quando si utilizzano gli acciai Aisi H11 o H13.

MARLOK® microstruttura è completamente martensitica indipendentemente dallo spessore trattato.Fini componenti intermetallici (precipitati) si formano nella matrice martensitica con un semplice trattamento termico aumentando le caratteristiche di resistenza dell’acciaio.

M.Z.F. srl LA VOSTRA LINEA DIRETTA CON INNOVAZIONE E QUALITA' M.Z.F. srl

M.Z.F. srl web: www.mzf.it tel: 039 - 2913539 - 039 - 2913540 e-mail : [email protected]

MARLOK C 1650

MARLOK ® C1650acciaio per utensili principalmente utilizzato nell’industria della pressofusione delle leghe di alluminio. per inserti e stampi per materie plastiche



RICHIESTE A UN BUON ACCIAI0 DA STAMPI PER PRESSOFUSIONE

Alto limite di snervamento Rp02 con la più bassa possibile tendenza alla temperatura

• resistenza alla fatica termica (heat - checking)• resistenza all’usura a liquida a caldo

(washout)Basso modulo di elasticità.

• Abbassamento tensioni termiche (heat checking)

Alta conducibilità termica• riduce tensioni e cambi micro-strutturali (heat

checking)Dilatazione termica

• Basse tensioni termiche (heat checking)Altissima tenacità

• Resistenza alle cricche da fatica termica e alla rottura.

Microstruttura Omogenea

• proprietà isotropicheSmall diffusion coefficient of the matrix

• decreases the creep rate (heat checking)Bassa solubilità degli elementi di lega con l’alluminio.

• Riduzione del washoutPrecipitati stabili,di piccole dimensioni e ben distribuiti.

• Riduzione del “ over-ageing “ e della riduzione di durezza durante l’uso a alte temperature

Stabilità della matrice dell’acciaio• La trasformazione di fase da martensite ad

austenite riduce le proprietà meccanicheBasso livello di impurità e inclusioni.

• Inizio rotture (heat checking)



HISTORY OF MARLOK®

MARLOK® fù usato come primo impiego nella costruzione dei sommergibili per alta profondità MIR-1 and MIR-2

I dati tecnici di questi batiscafi sono sottoindicati:Operatività a profondità di 6000 metri

Diametro sfera principale di 2.1 metriLunghezza 7.8 m, larghezza 3.6 m, altezza 3.0 mCrew 3Peso a secco 18.6 tPartenza costruzione Maggio 1985Accettazione Dicembre 1987Builder Rauma-Repola (Finland)Prove Oceanografiche (Profondità)

MIR-1 6170 mMIR-2 6120 m



ELEMENTI DI LEGA DEL MARLOK®

MARLOK® La sua composizione chimica è sostanzialmente differente dai tipici acciai per pressofusione.

Le maggiori differenze sono il carbonio (C) molto basso, l’alto contenuto di nickel (Ni), molibdeno (Mo) e cobalto (Co) contenuti nel MARLOK®.

Carbonio è attualmente considerato un’impurità negli acciai del tipo maraging, nickel, molibdeno e cobalto sono necessari per aumentare la resistenza durante il trattamento di invecchiamento.

MARLOK® ha le caratteristiche basi simili degli acciai maraging con il 18% di Ni. Ma poiché MARLOK® è stato appositamente studiato per le applicazioni da pressofusione le sue caratteristiche in esercizio sono notevolmente superiori agli acciai maraging.

Marlok® C 1650

1.2343 AISI H11

1.2344 AISI H13

Ni 13 - 16Mo 3 - 5 1.25 - 1.75 1.25 - 1.75C o 10 - 13Ti < 0.30C < 0.01 0.30 - 0.40 0.10 - 0.40Si < 0.10 0.80 - 1.20 0.80 - 1.20Mn < 0.10 0.20 - 0.40 0.20 - 0.40

Le maggiori differenze del MARLOK®

comparati con i tradizionali acciai maraging sono il più basso contenuto di Ni e il suo contenuto di Ti.Basso contenuto di Ni ritarda la formazione di austenite nella struttura martensitica. Dall’altra parte il basso contenuto di Ti incrementa la duttilità e la tenacità.



ELEMENTI DI LEGA NEL MARLOK®

NICKEL

Il basso contenuto di nickel (Ni) ritarda la formazione di austenite (austenitizzazione).

In quanto l’austenite ha inferiori proprietà meccaniche, l’austenitizzazione è una delle principali cause di rotture sugli stampi costruiti in acciaio maraging.

350

400

450

500

550

600

Dur

ezza

[HV3

0]

18% Ni 14% Ni

525°C / 72 h

600°C / 72 h

Durezza di due acciai Maragingdopo ricottura di solubilizzazione



PROPRIETA’ MECCANICHE DI MARLOK®

Modulo di Elasticità E 186 GPa

Allungamento A5 8 - 12 %

Strizione Z 35 - 45 %

Impact Energy min. CVN 20 J

Fracture Toughness min. KIC 100 MPa√m

Durezza HRC 47 - 51

Dilatazione termica α 10 x 10-6

35-400°C, 95-750°F m/m °K

Conducibilità Termica K 26 - 34200-600°C, 400-1100°F W/m °K

VALORI TIPICI A TEMPERATURE ELEVATERoom +200°C +400°C

temperature (390°F) (750°F)Limite di Rottura 1600 MPa 1460 MPa 1240 MPaRm (232 ksi) (212 ksi) (180 ksi)

Limite di snervamento 1500 MPa 1300 MPa 1150 MPa

Re (218 ksi) (189 ksi) (166 ksi)

Allungamento 10% 11% 14%A5

Reduction of Area 40% 45% 64%Z

Impact Energy 25 J 35 J 45 JCVN (19 ft lb) (26 ft lb) (33 ft lb)



TENSIONI TERMICHE DEL MARLOK®

( )

( )2

6

2

6

0

0

0

55.2103.12,207

13

86.1100.10,186

,,

mmNTKmmmmGPaE

HAISI

mmNTKmmmmGPaE

MARLOK

LLEE

TLLTTT

eTermicaDilatazionitàodielasticModulETensioni

toAllungamenLdifferenzaaTemperaturT

rmicheTensioniTe

rmicheTensioniTe

Δ×=⎯⎯⎯⎯⎯ →⎯

⋅==

Δ×=⎯⎯⎯⎯⎯ →⎯

⋅==

Δ==

Δ=Δ−=Δ

===

=Δ=Δ

−

−

σ

α

σ

α

εσ

α

ασ

o

o

Questo calcolo schematico basato sui valori del modulo di elasticità e di dilatazione termica illustra l’influenza delle tensioni termiche causate dall’alluminio fuso sul MARLOK® e AISI H13.

200 700

MARLOK

AISI H13

0

250

500

750

1000

1250

Tens

ioni

term

iche

sul

laSu

perf

icie

del

lo s

tam

po [M

Pa]

TEMPERATURA SULLA SUPERFICIE DELLO STAMPO(°C)Cuore temperatura stampo 200 °C



CONDUCIBILITA’ TERMICA DEL MARLOK®

600

Cond

ucib

ilità

Ter

mic

a (W

/mK

)

20 22 24 26 28 30 32 34

0 100 200 300 400 500 Temperatura (°C)

MARLOK® C 1650

AISI H 13

La conducibilità termica del MARLOK® è generalmente migliore comparata ai tradizionali acciai per lavorazione a caldo usati in pressofusione come AISI H13 e H11.

Ciclo di Pressofusione

Tempo

Temperatura Superficiale dello

Stampo

Bassa conducibilità

Alta conducibilità

ΔT

ΔT

Miglior conducibilità termica significa ridurre la temperatura di lavoro specialmente sulla superficie dello stampo. Questo è molto importante per la durata delle matrici da pressofusione.



TRATTAMENTO TERMICO DEL MARLOK®

RICOTTURA DI SOLUBILIZZAZIONE

Ciclo di Ricottuta di Solubilizzazione:Riscaldare sino a 820 - 850°C con una velocità di riscaldo non superiore a 150°C/ora Mantenimento per 3 ore a cuore per pezzi fino a 70 mm. Aggiungere un minuto per ogni mm in aggiunta.Raffreddare in aria o in forno con una velocità di raffreddamento corrispondente ad 1bar.

0200

400600

8001000

0 5 10 15Tempo [ore]

Tem

pera

tura

[°C]

02505007501000125015001750

TEM

PER

ATU

RE

[°F]

Solubilizzazione del MARLOK®

MARLOK® è fornito allo stato solubilizzato, una nuova ricottura di solubilizzazione è necessaria quando si eseguono grosse asportazioni di truciolo.

Dopo trattamento di solubilizzazione la durezza del MARLOK® è solamente di 28 - 32 HRC.

Durante la solubilizzazione avviene una variazione dimensionale di ± 0.0025 mm/mm (0.25 %).




Trattamento di Invecchiamento per precipitazione

Il solo trattamento per indurire le matrici in MARLOK®

prima dell’uso, prevede una singola stasi come trattamento termico di invecchiamento.

Trattamento termico di invecchiamento:Riscaldo fino a 525°C ,non superando il

gradiente di 150°C/h Mantenere per 6 ore per un blocco sino a 70 mm. Aggiungere 1 minuto per ogni millimetro oltre i 70 mm.Raffreddare in aria o in forno con un raffreddamento pari all’aria.

Le variazioni dimensionali sono prevedibili durante il trattamento di invecchiamento. (restringimento max.-0.0005 mm/mm, -0.05%) potendo così ridurre al minimo il sovrametallo.Il Marlok dopo trattamento di invecchiamento con una durezza di HRC 47-51 è facilmente lavorabile.

20

25

30

35

40

45

50

55

Dur

ezza

[HR

C]

1 m

in

4 m

in

10 m

in

30 m

in 1 h

2 h

6 h

18 h

72 h

Durezza del MARLOK® dopo INVECCHIAMENTO a 525°C

Nessun trattamento sottovuoto o con speciali atmosfere è necessario durante il trattamento di invecchiamento. Siccome il MARLOK® non contiene carbonio, la decarburazione della superficie non è un problema.Dopo trattamento di invecchiamento la Durezza del MARLOK® è di 47 - 51 HRC.




Trattamento di Invecchiamento per precipitazione

Il solo trattamento per indurire le matrici in MARLOK®

prima dell’uso, prevede una singola stasi come trattamento termico di invecchiamento.

Trattamento termico di invecchiamento:Riscaldo fino a 525°C ,non superando il

gradiente di 150°C/h Mantenere per 6 ore per un blocco sino a 70 mm. Aggiungere 1 minuto per ogni millimetro oltre i 70 mm.Raffreddare in aria o in forno con un raffreddamento pari all’aria.

Le variazioni dimensionali sono prevedibili durante il trattamento di invecchiamento. (restringimento max.-0.0005 mm/mm, -0.05%) potendo così ridurre al minimo il sovrametallo.Il Marlok dopo trattamento di invecchiamento con una durezza di HRC 47-51 è facilmente lavorabile.

20253035404550

Dur

ezza

[HR

C]

6 h

Durezza del MARLOK® dopo INVECCHIAMENTO a 525°C

Nessun trattamento sottovuoto o con speciali atmosfere è necessario durante il trattamento di invecchiamento. Siccome il MARLOK® non contiene carbonio, la decarburazione della superficie non è un problema.Dopo trattamento di invecchiamento la Durezza del MARLOK® è di 47 - 51 HRC.



Trattamento termico del MARLOK®

TRATTAMENTO DI INVECCHIAMENTOIndurimento per precipitazione

-0.08 -0.07 -0.06 -0.05 -0.04 -0.03 -0.02

Res

trin

gim

ento

%

500 513 525 538 550

Temperatura di Precipitazione°C

Trasversale LongitudinaleTrasversale Corto

MARLOK® C1650,Tempo di Invecchiamento 6 ore

Durante il trattamento di precipitazione, un piccolo e uniforme restringimento su tutte le dimensioni avviene nel MARLOK®.

La variazione di restringimento dopo invecchiamento è -0.0003 mm/mm (-0.03 %). La massima è -0.0005 mm/mm, (-0.05 %).



TEST: STABILITY OF DIMENSIONSDURING THE MANUFACTURING PROCESS

MACHINING

Cut-outs: Milling with ∅ 10 mm HitachiEPOCH 21 hard metal end milling head

Holes: Drilling with ∅ 9.9 mm Titex Plus HSS high speed steel drillReaming with Titex Plus F1352 x MM10H7 HSS-E high speed steel reamer

HEAT TREATMENT AFTER MACHININGMARLOK® C1650

Ageing at 525°C (980°F) for 6 hoursfollowed by air cooling

1.2344 (AISI H13)Austenizing in vacuum furnace at 1040°C (1904°F) followed by quenching in nitrogen atmosphere in furnace, and tempering at 610°C (1130°F) and 400°C (750°F) followed by free air cooling

The magnitude of the dimensional changestaking place in a die during the machining and heat treating was studied. The test materialsused in the die were MARLOK® C1650 and 1.2344 (AISI H13, “Orvar Supreme®”).

A test piece (37 mm x 200 mm x 300 mm)




Circle 1

Circle 2

Circles 3 - 9 min

Circles 3 - 9 max 0,11 %0,24 %

-0,06 %0,00 %

-0,02 %-0,02 %

-0,03 %-0,06 %

-0,15 % -0,05 % 0,05 % 0,15 % 0,25 %

Circle 1

Circle 2

Circles 3 - 9 min

Circles 3 - 9 max

DIAMETERS

Marlok1.2344 (H13)

Line 1 and 3

Line 2 and 4

Line 8 and 10

Line 9 and 11 -0,02 %0,05 %

-0,03 %-0,02 %

0,00 %0,07 %

-0,02 %-0,01 %

-0,10 % -0,05 % 0,00 % 0,05 % 0,10 %

Line 1 and 3

Line 2 and 4

Line 8 and 10

Line 9 and 11

DISTANCE BETWEEN LINES

Marlok1.2344 (H13)

Circle 3 and 9

Circle 8 and 9

All others min

-0,03 %0,09 %

-0,02 %-0,02 %-0,02 % 0,09 %-0,02 % 0,04 %-0,02 %

0,01 %-0,02 % 0,02 %

-0,10 % -0,05 % 0,00 % 0,05 % 0,10 % 0,15 %

Circle 3 and 9

Circle 8 and 9

All others min

DISTANCE BETWEEN CIRCLES

Marlok1.2344 (H13)




0,005

0,1577

0,002

0,2167

0 0,1 0,2 0,3mm

Upper surface

Bottom surface

VARIAZIONE DELLA PLANARITA'

Marlok1.2344 (H13)

-0,02%

0,10%

-0,02%

0,02%

-0,10% -0,05% 0,00% 0,05% 0,10% 0,15%

Line 1 and Circle2

Line 4 and Circle2

DISTANZA TRA LINEE E CERCHI

Marlok1.2344 (H13)



ELECTRICAL DISCHARGE MACHINING (EDM) OF MARLOK®

COMPARISON OF THE PROCEDURE

MARLOK® C1650

Amount of EDM can be minimized due to the predictable dimension changes during the precipitation HT.

EDM leaves the die surface in the solutionannealed condition, which is very ductile(hardness 28 - 32 HRC) and free of cracks.

No mechanical work is needed in the surface, a precipitation heat treatment hardens the surface into a operational condition.

Chromium hot work steel

Large tooling allowances needed because the dimensional changes are unpredictable duringheat treatment.

EDM forms an “as quenched” material layer(“white layer”) on the surface, which is hard and brittle (hardness 56 - 58 HRC) and usuallycontains cracks.

Hard and brittle surface layer has to beremoved mechanically which is very time consuming and expensive and sometimeseven impossible in complex dies.

Precipitation heat treatment after EDM:If MARLOK® is in solution annealing condition (= soft condition), a normal precipitation heattreatment at 525°C (980°F) for 6h is enough.If MARLOK® has already been precipitation heat treated before the EDM (= hard condition), a shortened precipitation heat treatment at 500°C (930°F) for 3h has to be performed.



ELETTROEROSIONE (EDM) DEL MARLOK®

DUREZZA SUPERFICIALE DOPO DIFFERENTI TRATTAMENTI

MARLOK® : Solution annealing + EDM

MARLOK® : Solution annealing + EDM + 525°C/6 ore

Superficie Risolidificata Strato Ri-solubilizzato

MaterialeBase

HRC 20

HRC 60

Profilo di Durezza


HRC 20

HRC 60

Profilo di Durezza

MARLOK® : 525°C/6ore + EDM


MaterialeBase

HRC 20

HRC 60

Profilo di Durezza

MARLOK® : 525°C/6ore + EDM + 500°C/3ore


MaterialeBase

HRC 20

HRC 60

Profilo di Durezza

MaterialeBase



LAVORAZIONE DI ELETTROEROSIONE (EDM) SU MATRICI IN MARLOK®

Frequency converter housingMatrice: MARLOK® C1650

Ditta: Laihian Metalli Oy, Laihia, Finland

Inserto per cambio automatico.Materiale:

MARLOK® C1650



SALDATURA DI MARLOK®

MARLOK® è essenzialmente esente da carbonio ,perciò possiede una eccellente saldabilità. Il preriscaldo prima della saldatura non deve essere assolutamente effettuato.Le saldature sono allo stato solubilizzato quindi “morbide” e facilmente lavorabili.

Il trattamento di Invecchiamento dopo saldatura è tassativo (post weld heattreatment PWHT) . Dopo l’invecchiamento la zona saldata ha le stesse proprietà meccaniche del materiale base.

MARLOK C1650INVECCHIATO (525°C/6h),SALDATO TIG (NO PWHT)LINE A

300

400

500

600

700

800

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55DISTANZA [mm]

DU

REZ

ZA [H

V10

]

LINEA DI FUSIONE

LINEA DI FUSIONE

LINE A

LINE B

1025

3

MARLOK C1650INVECCHIATO (525°C/6h),SALDATO TIG + PWHT (500°C/3h)LINE A

300

400

500

600

700

800

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55DISTANZA [mm]

DU

REZ

ZA [H

V10

]

FUSION LINE FUSION LINE

LINE A

LINE B

1025



Saldatura del MARLOK®

PROCEDURA

Le cricche devono essere interamente rimosse prima della saldatura. Usare solamente elettrodi in MARLOK® C1650 ricordandosi di rimuovere il film di ossidazione dagli elettrodi con tela o acido.Il processo di saldatura da usare è il GTAW (TIG)

• Posizione di Saldatura: 1G, 2G• String Bead• Gas protettivo: Argon SR, 99.99% Ar• Quantità di Gas: 8 - 12 litri/minuto• Tipo saldatura: Manuale• Singolo elettrodo,Passate multiple

Nessun Preriscaldo. Evitare correnti d’aria che possono interrompere il flusso protettivo del gas Argon. Rimuovere l’ossido formatosi prima di procedere al successivo riporto.La temperatura per ogni passata non deve superare i 150°C.

Un trattamento termico di Invecchiamento dopo saldatura è tassativo.

Precipitation heat treatment after welding(PWHT):

Se MARLOK® è in condizioni di solubilizzazione (stato di fornitura), è sufficiente eseguire un trattamento di precipitazione a 525°C per 6 ore.

Se MARLOK® è in condizioni indurite 48-50 HRC dopo saldatura è tassativo eseguire un breve trattamento a 500°C per 3 ore.



SALDATURA DI MARLOK®

COMPARAZIONE DELLE PROCEDURE DI SALDATURA

MARLOK® C1650

Nessun preriscaldo.

Non necessita di mantenere la temperatura di saldatura. Miglior vita per il saldatore meno calore.

Nessun tipo raffreddamento lento dopo saldatura è necessario.

Le saldature sono dolci e facili da lavorare.

Distensione avviene durante il susseguente trattamento di precipitazione.

Acciaio per lavorazioni a caldo(e.g., AISI H13 -H11)

Preriscaldo e.g., 350-400°C è tassativo.

Temperatura di Saldatura deve essere mantenuta.

Raffreddamento lento dopo saldatura deve essere effettuato.

Saldature sono dure e difficili da lavorare.

Rinvenimento a 550 - 650°C è necessario.



RISULTATI REALI DI MARLOK®

NORTH AMERICA

Vacuum cleaner part

Outboard motorpropeller

Outdoor light fixture

Video guncomponent

100000350000

8000

60000

0 100000 200000 300000 400000

Pezzi

Vacuum cleaner part

Outboard motorpropeller

Outdoor light fixture

Video guncomponent

ALTRI

Marlok

AISI H13

50000, no repairs

40000, several repairs

80000

5000

Throttle body core

Valve cover

Transmission ring

Transmission part

Water pump

40000180000

50000100000

80000200000

200000290000

55000160000

0 50000 100000 150000 200000 250000 300000

Pezzi

Throttle body core

Valve cover

Transmission ring

Transmission part

Water pump

AUTOMOBILISTICO

Marlok

AISI H13

Risultati ottimi sono stati ottenuti con MARLOK® in varie applicazioni su stampi da pressofusione di alluminio.L’aumento della vita dello stampo è stata dall’1.5 a 3 volte. La riduzione di costi del rifacimento stampi del 50% è stata raggiunta.



CASE HISTORIES OF MARLOK®

NORTH AMERICA

AISI H13 (1.2344)

MARLOK C1650

70000

230000

0 50000 100000 150000 200000 250000

SHOTS

AISI H13 (1.2344)

MARLOK C1650

WHEEL CHAIR FOOT RESTLAWNMOVER ENGINE HOUSING

AISI H13 PQ

MARLOK C1650

200000

400000

0 100000 200000 300000 400000

SHOTS

AISI H13 PQ

MARLOK C1650

Stampo a due impronte con richiesta di alta finitura del

pezzo pressofuso.Dimensioni matrici: 76 x 229 x 280 mm

Aluminium alloy 383 modified with 12% Si wasused for the manufacturing. Marlok® C1650 exhibited very little wear or heat checking. Major engineering modifications were made with Marlok® welding wire, which performed aswell as the surrounding base material




EUROPE

30000

50000

78500

0 25000 50000 75000 100000Pezzi

1.2344 (H13)

1.2367

MARLOK C1650

Matrici per componenti di un labirinto per cambio automatico prodotto in pressofusione alluminio

Ditta: Julius Schüle, Schwäbisch Gmünd, Germany

1.2344 (H13)

1.2799 (maraging)

MARLOK C1650

40000

35000

100000

0 25000 50000 75000 100000SHOTS

1.2344 (H13)

1.2799 (maraging)

MARLOK C1650

Upper and lower die inserts of a four-cavity aluminium pressure casting die for steam cushioning cover component of a Daimler-Benz car engine

Firm: Ritter-Alu, Wendlingen, Germany




JAPAN

SKD61 #1

SHO

TS TOTAL AMOUNTOF SHOTS

SHOTS BEFOREFIRST REPAIR

20852

1896

16494 16566

23239 22817

2367 2749 3873 3803

SKD61 #2 SKD61 #3MARLOK #1 MARLOK #2

Aumento dei pezzi prima della prima saldatura ∼ 164 %Totale aumento di pezzi ∼ 128 %

Risparmio su pezzo pressofusousandor MARLOK®

~ JPY 90 / pezzo

V6-CYL ENGINE BLOCK DIE (ISUZU)



ELETTROEROSIONE (EDM) DI MARLOK®

La lavorazione di elettroerosione (EDM) di acciai da stampi al Cr-Mo, per lavorazione a caldo come AISI H13 o AISI H11 causa considerevoli danni superficiali.La cosiddetta “coltre bianca”sulla superficie dello stampo è molto fragile e contiene cricche che fanno da punti di innesco e accelerano le cricche da fatica termica.

La corrispondente “coltre bianca” bianco in uno stampo in MARLOK® ha totalmente opposte caratteristiche. EDM lascia sulla superficie del Marlok una struttura di solubilizzazione con una durezza di 28 - 32 HRC. Questa è essenzialmente la stessa del materiale allo stato di fornitura. Invece di essere dura e fragile,la superficie dello stampo in MARLOK® è molto duttile e libera da cricche dopo finitura di EDM. Un breve trattamento di precipitazione deve essere tassativamenteeseguito per ripristinare la durezza dello strato elettroeroso.

RESOLIDIFIED SURFACE RESOLUTIONED LAYER

BULKMATERIAL

HRC 20

HRC 60

Hardness profile

RESOLIDIFIED SURFACE RESOLUTIONED LAYER

MaterialeBase

HRC 20

HRC 60

Profilo di Durezza

AISI H11-H13:Durezza superficiale dopo EDM

MARLOK® C1650:Durezza superficiale dopo EDM




JAPAN

Marlok #1

Marlok #2

SKD61 #1

SKD61 #2

TOTAL AMOUNT OF SHOTS

CRAC

K L

ENG

HT

(mm

)

V6-CYL ENGINE BLOCK DIE (ISUZU)



COST STRUCTURE

600 kg 1320 lbs

2600 kg5730 lbs

6000 kg13230 lbs

3

97

5

95

7

93

0

25

50

75

100

%

600 kg 1320 lbs

2600 kg5730 lbs

6000 kg13230 lbs

Insert steel Other costs

SOURCE: BCG INTERVIEWS

H13 Marlok* Marlok**

1010

8080

280

80

256

0255075

100125150175

H13 Marlok* Marlok**

Material Heat treatment Machining

*savings in machining not included**savings in machining included

Par t produced byT win C ity Die C asting C o., U SA

MARLO K PQ H13Acciaio stampo $ 920 $ 210lavorazione e tratt.termico $ 2.500 $ 2.500Layout $ 180 $ 180campionatura $ 600 $ 600TO TALE $ 4.200 $ 3.490

Die life, shots 230000 70000C osts at 210000 parts $ 4.200 $ 10.470C osts per part $ 0,02 $ 0,05



COST STRUCTUREMATERIA L COSTS

Pos Description Dimensions Weight H-13 Marlok®mm kg GBP GBP

1 Insert Inside 290x140x290 95 205 24492 Insert Inside 280x140x290 91 197 23463 Insert Outside 290x145x290 98 212 25264 Insert Outside 260x145x290 94 203 24235 Ingate insert rd115x95 10 22 2586 Ejector 125x105x290 30 65 7737 Ejector 125x105x290 30 65 7738 Core Pin rd45x230 3 6 779 Core Pin rd45x230 3 6 77

Total material costs: 981 11702

MANUFA CTURING COSTS Heat treatment costs: 968 360Machining costs: 23239 16267

Total manufacturing costs: 24207 16627

TOTA L DIE MAKING COSTS: 25188 28329

PRODUCTION COSTS H-13 Marlok®GBP GBP

Stress relieving at 1000, 5000,15000, 30000 and 50000 shots 300kg x 0.38GBP/kg x 5 = 570 Not

applicableUninstallation/Re-installation ofthe die: 8 hours per die change 8h x 55 GBP/h x 5 = 2200 Not

applicableTotal production costs 2770 0

H-13 Marlok®GBP GBP

TOTAL COSTS: 27958 28329ACTUAL DIE LIFE (SHOTS): 220000 330000

ACTUAL DIE COSTS PER SHOT: 0,13 0,09



PRODUZIONE DEL MARLOK®

BARRE FUCINATE E FRESATE

SCELTA ACCURATA DEL ROTTAME DI PARTENZA

VIM (VACUUM INDUCTION MELTING)

VAR (VACUUM ARGON REMELTING)

FORGIATURA E TRATTAMENTO TERMICO

LAVORAZIONI, CONTROLLI E PROVE

ALTERNATIVE

Near Net Shape (NNS) fusioni

Near Net Shape (NNS) matrici costruite con il metodo della metallurgia delle polveri (P/M)



MARLOK® FOR NEAR NET SHAPE CASTINGSGENERAL

Near Net Shape (NNS) casting is a right solution when the price of the pattern and casting is lower that the price of the neededblock material and rough machining or severaldies will be manufactured

MARLOK® is readily castable and the quality of NNS castings is excellent. Near net shapemanufacturing method enables considerablematerial and machining savings.

Material: Cast Marlok C1650 (NNS)Heat Treatment: solution annealing 850°C/3h

precipitation 525°C/6h

Tensile Strength: Rm 1535 MPa 22.3 x 104 psiYield Strength: RP0.2% 1410 MPa 20.5 x 104 psiFracture Elongation: A5 12 %

Reduction of Area: Z 55 %Impact Energy: CVN 41 J 30 ft lb

Enginefront cover, NNS castMARLOKFirm: Doehler & Jarvis



MARLOK® FOR NEAR NET SHAPE CASTINGSDIMENSIONS

WATER JACKET INSERTSDifference in Inside CirclesBetween Two Inserts

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0 146 0 146 0 146 0 146

Diff

eren

ce in

Circ

le

Surf

ace

Allo

wan

ce [m

m]

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

Diff

eren

ce in

Cen

ter (

X, Y

) [m

m]C ircle Surface

Circle Center XCircle Center Y

Z , C Y L#1 Z , CY L#2 Z , C Y L#3 Z , CY L#4

CYL#1

CYL#2CYL#3

Y

X

6 mm

Z

CYL#4

WATER JACKET INSERTSDifference inOutside DimensionsBetween Two Inserts

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

-200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200Y

Diff

eren

ce in

Wor

king

Al

low

ance

[mm

]

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

Z = 0 mm

Z = 145,78 mm

CYL#1

CYL#2CYL#3

Y

X

6 mm

Z

CYL#4NNS water jacket inserts made ofMARLOK® C1650



P/M MARLOK® FOR NEAR NET SHAPE DIES

Powder metallurgically (P/M) producedMARLOK® is an ideal solution for the die where the internal cooling lines are difficult or even impossible to situate to the optimum places.

Near Net Shape (NNS) manufacturing methodenables also considerable material and machining savings.

Ruota per un veicolo militareMateriale stampo: MARLOK® C1650 P/M

Ditta: Laihian metalli, Laihia, Finland



VANTAGGI DEL MARLOK®

SULLE PROPRIETA’ RICHIESTE AD UN ACCIAIO PER MATRICI

CRICCHE DA FATICA TERMICA (HEAT CHECKING)Altissima resilienzaCVN > 20 J (15 ft lb)

Altissima frattura tenaceKIC > 100 MPa√m (90 ksi√in)

Basso coefficiente di dilatazione termicaα = 10 x 10-6 m/m °K (5.6 x 10-6 in/in°F)

Ottima conducibilità termicaK = 26 - 34 W/m °K (180 - 235 BTUin/ft2

h°F)

ROTTURE (GROSS CRACKING)Altissima resilienza

CVN > 20 J (15 ft lb)Altissima frattura tenaceKIC > 100 MPa√m (90 ksi√in)

Bassissimo modulo di elasticitàE = 186 GPa (27.0 x 106 psi)

Eccezionale risposta in trattamento termico a 525°C, nessun raffreddamento rapido richiesto.

EROSIONE E CORROSIONE (WASHOUT)Ottima conducibilità termicaLa resistenza all’ossidazione e alla corrosione del MARLOK® è migliore a causa del suo alto contenuto degli elementi di lega.

ADESIONE (SOLDERING)Ottima conducibilità termicaK = 26 - 34 W/m °K

MARLOK® possiede una bassa tendenza all’adesione con l’alluminio.MARLOK® non contiene carburi e la superficie dello stampo è esente da particelle dure.



VANTAGGGI USANDO MARLOK®

LONGER DIE LIFE50 % to double, even triple, die life comparedto that of the traditional hot working tool steels

⇒ longer series with a single component⇒ series can be completed with a smaller

number of diesGood surface quality can be maintained longer during production (no carbides !)

⇒ better polishability⇒ better aesthetic parts over the die life

EASY MACHININGMARLOK® is delivered in soft annealed condition (hardness HRC 28 - 32)MARLOK® contains no hard carbides

⇒ Machining costs of MARLOK® can be up to 30 % lower than that of 1.2344 (AISI H-13)

Spark erosion (EDM) is easy both in soft and hard conditions

FACILE TRATTAMENTO TERMICOIndurimento con una singola sosta di trattamento

termico (525°C per 6 ore)• piccoli, uniformi e prevedibili variazioni

dimensionali (ritiro max. 0.05 %)• nessuna decarburazione (nessuna necessità

di usare sottovuoto o atmosfere protettive)• nessuna distorsione• Eccessivi sovrametalli di lavorazione dopo

trattamento termico possono essere ridotti o addirittura eliminati

FACILE MANUTENZIONENessuna periodica distensione dopo produzioneFacile saldabilità.(dovuto al basso contenuto di C )Miglior resistenza alla corrosione



QUANDO MARLOK® E’ SPECIALMENTE INDICATOCOME MATERIALE PER MATRICI DA PRESSOFUSIONE?

Quando il Vostro problema sono le cricche da fatica termica.

Quando necessitiate di più di uno stampo nuovo per completare la produzione !

Quando un elevato numero di pezzi deve essere prodotto in un periodo di tempo ridotto !

Quando eccezionali doti di stabilità dimensionale durante il trattamento termico sono richieste.

Quando necessitiate di modificare lo stampo esistente tramite saldatura, usando elettrodi Marlok.!

Quando la qualità del pezzo prodotto richieda elevate caratteristiche di finitura superficiale !



La Vostra Linea diretta con Innovazione e...

Documents

Transcript of La Vostra Linea diretta con Innovazione e...