Specialstål

Generelt omfatter begrebet specialstål forskellige lavt legerede ståltyper, der har det til fælles, at de er blevet varmebehandlet eller kan varmebehandles for at opnå et flydespændingsniveau på 600 N/mm2 eller derover. Når vi hos Tibnor taler om specialstål, mener vi stål i form af stang eller rør, der uafhængigt af styrkeniveauet er blevet fremstillet ved SBQ-processer (“Special Bar Quality”).

Dette indebærer:

  • at stålproduktionen er blevet gennemført med så omhyggelig styring, at stålet er meget rent eller har en kontrolleret fordeling af slaggeindeslutninger, og
  • at færdige stang- eller rørprodukter har snævrere tolerancer, især hvad rethed angår, så de er velegnede til fremstilling af detaljer til maskiner og køretøjer.

Hos os omfatter specialstål også emnerør og forskellige produkter til anvendelsesområder inden for hydraulik.

 

Tibnors lagerførte sortiment med stang og rør i specialstål kan inddeles i følgende ståltypegrupper: 

  • Almindeligt konstruktionsstål, der er beregnet til konstruktioner eller detaljer, hvor der stilles lavere krav til styrke, og hvor svejsning kan indgå som et trin i fremstillingen.
  • Mikrolegeret konstruktionsstål, der har en højere strækgrænse end almindeligt konstruktionsstål, men som ved behov kan svejses uden problemer.
  • Overfladehærdet stål, der er legeret stål med lavt kulstofindhold, og som leveres i en blød, letbearbejdelig tilstand. Efter maskinbearbejdning varmebehandles detaljen for at opnå en hård, slidstærk overflade, der som regel slibes til færdigt mål.
  • Sejhærdningsstål, der er lavt legeret stål, der leveres varmebehandlet, og som bruges på områder, hvor den gode kombination af styrke og sejhed kommer til sin ret.
  • Fjederstål, er legeret stål med et kulstofindhold på 0,5-0,6 %. Stålet leveres i glødet eller varmvalset tilstand, men ved hærdning og anløbning opnås en høj stræk- og brudgrænse. Bruges bl.a. til fjederfremstilling og sliddele.
  • Kuglelejestål er især tilpasset til kugle- og rullelejer, men egner sig også til detaljer, hvor der stilles høje krav til slidstyrke, styrke og træthedsstyrke. Stålet leveres i glødet tilstand og varmebehandles for at opnå en meget høj hårdhed og styrke.
  • Automatstål, der har en meget god skærbarhed og er tilpasset til bearbejdning ved høje skærehastigheder i automatiske maskiner.

Specialstål kan leveres som hele længder, savet i ønskede længder og/eller på anden måde tilpasset til at kunne indgå direkte i din produktionsproces.

 

De fleste stålkomponenter og -detaljer i maskiner er rundsymmetriske, fx tandhjul, aksler, befæstelse osv., og her er rundstang et passende udgangsformat. Dermed kan så godt som alle ståltyper i Tibnors lagersortiment af specialstål leveres som rundstang.

De enkleste overfladeudførelser af rundstang er varmvalset eller smedet. Da er stangens overflade oxideret, og der kan forekomme nogle mindre og overfladiske defekter – noget man er nødt til at tage i betragtning ved beregning af bearbejdningstillæg. Med overfladebearbejdet rundstang undgår man oxiden på overfladen samt eventuelle overfladedefekter. Mindre dimensioner er skaldrejede, mens kraftigere stænger er grovdrejede. Hvis der ønskes endnu finere overflader og bedre tolerancer, kan man vælge en koldtrukket eller slebet udgave (se afsnittet om koldbearbejdet stang).

Diametermålets tolerance for rundstang i varmvalset tilstand varierer fra et par tiendedele millimetre for små dimensioner til flere millimetre for kraftig, smedet stang. Normalt er tolerancen plus/minus dvs., at den egentlige diameter kan være både noget større og noget mindre end den nominelle. For varmvalsett stang er rundheden, dvs. forskellen mellem to vinkelrette diametermål, 75 % eller bedre af toleranceområdet for diameteren. Skaldrejet stang har en tolerance, der afhængigt af diameteren er mellem h10 og h15 i henhold til ISO-systemet – h-tolerancen er nul/minus dvs., at diameteren er noget mindre end den nominelle. Grovdrejet stang har oftest en plustolerance  (diameteren er større end den nominelle). Ud over en bedre diametertolerance sammenlignet med varmvalsett stang har rundstang, der er blevet skaldrejet, en bedre rundhed – mindre end 50 % af toleranceområdet for diameteren.

Rethed er en vigtig egenskab for rundstang, især når den skal drejes. Den måles som maksimal pilhøjde, dvs. afstanden mellem et vandret underlag og stangbuens højeste punkt. 

I maskinindustrien er skærende bearbejdning en stor udgiftspost, og den kan nogle gange udgøre over halvdelen af de samlede udgifter for fremstillingen af en maskindel. Derfor har Tibnor for mange ståltyper valgt at lagerføre rundstang i en såkaldt M-udførelse som standard. M-Steel®* er kendetegnet ved forbedret skærbarhed, så fx drejning og boring kan ske ved en 20-30 % højere skærehastighed, eller værktøjslevetiden kan øges 2-3 gange. Dette har stor økonomisk betydning.

* M-Steel® er et registreret varemærke tilhørende Ovako AB.

Fladstål er et passende udgangsformat, når plane maskindele skal fremstilles ved fx fræsning. De er et fortrinligt alternativ til udskæring fra fx plader. Planheden er som regel bedre, og hjørne- og kantformerne er enestående. Fladstang med bredder på over 150 mm betegnes ofte som universalstang og kan betragtes som en smal plade.

Vi lagerfører ca. 250 forskellige fladstålsdimensioner med bredder på op til 400 mm og tykkelser på op til 60 mm. Ståltyperne er svejsbart konstruktionsstål, kulstofstålet C45E og fjederstålet 56Si7; de to sidstnævnte kan både sejhærdes og overfladehærdes. De fleste af vores varer i svejsbart stål har et kontrolleret indhold af silicium for at gøre varmforzinkningsprocessen nemmere. Vi lagerfører også et begrænset udvalg af varmforzinket fladstål.

Fladstål er oftest varmvalset. Stangens overflade er dermed oxideret, og derfor kan der forekomme mindre overfladedefekter. Fladståls rethed, målt som pilhøjde, må højst være 0,25 % eller 0,4 % af længden afhængigt af tværsnittet. Planheden er en vigtig egenskab, især for stang med større bredde. Planheden måles ved, at en lige lineal med en længde på 1 meter placeres på stangens overflade. Ingen steder må afstanden mellem overfladen og linealen være større end 7 mm. Ved behov kan vi levere fladstang med endnu bedre planhed.

Firkantstål bruges til fremstilling af plane maskindele, hvor bredden og tykkelsen er ens eller næsten ens. De har bedre dimensionstolerancer end fladstål, og hjørnerne er forholdsvis skarpe med kun en lille hjørneradius. De ståltyper, vi lagerfører, er svejsbart konstruktionsstål og kulstofstålet C45E – sidstnævnte kan både sejhærdes og overfladehærdes. De fleste af vores varer i svejsbart stål har et kontrolleret indhold af silicium for at gøre varmforzinkningsprocessen nemmere.

Firkantstål er oftest varmvalset. Stangens overflade er dermed oxideret, og derfor kan der forekomme mindre overfladedefekter. En firkantstangs rethed, der måles som pilhøjde, må højst være 0,4 % af længden. En vis, men dog meget begrænset, formafvigelse fra et perfekt kvadratisk tværsnit er tilladt.

Tibnor lagerfører et stangsortiment, der koldbearbejdes ved koldtrækning eller slibning. Skaldrejet stang kan også betragtes som koldbearbejdet (se afsnittet om rundstang). Yderligere en koldbearbejdet udførelse af stænger er hårdforkromede (se afsnittet om materialer til hydrauliske anvendelsesområder).

Koldtrukket stang

Ved koldtrækning bearbejdes stålet uden opvarmning, hvilket resulterer i stænger med højere styrke, snævrere tolerancer og bedre rethed. Koldtrukket stang, der fås som runde, flade, firkantede og sekskantede, er velegnede til skærende bearbejdning i moderne  maskiner med stanglader.

Koldtrukket blylegeret automatstål fås som runde, firkantede og sekskantede stænger. Til de værksteder, der foretrækker et blyfrit alternativ, lagerfører vi de M-behandlede automatståltyper 550M og 550MW+ som koldtrukket rundstang. Svejsbart konstruktionsstål fås som koldtrukket rundstang (komprimeret aksel) og fladstål. Kilestål er koldtrukket stang med ekstra høj styrke. Stængerne er kendetegnet ved et særligt hjørnedesign, der er velegnet til kiler og andre komponenter, der udsættes for høje trykbelastninger.

Koldtrukket stang har bedre dimensionstolerancer, rundhed og rethed end varmvalsede eller skaldrejede stænger. For koldtrukket rundstang garanterer vi, at rundheden ligger inden for toleranceområdet for diameteren. Retheden målt som pilhøjde er højst 0,1 % af stanglængden for alle formater, og for koldtrukne rundstænger er den betydeligt bedre (maks. 0,03 eller 0,05 % af stanglængden).

 

Slebet stang (slebet aksel)

Slebet stang fremstilles ved, at den først varmvalses, derefter skaldrejes og til sidst slibes i en såkaldt centerless-slibemaskine. Diametertolerancen, rundheden og retheden hos sleben stang er endda bedre end for koldtrukket stang. Derudover er overfladen helt fri for valsningsdefekter, og overfladens finish er rigtig god med en typisk Ra-værdi på 0,6 µm.

Tibnor lagerfører slebet stang i to ståltyper: 280X, der er et svejsbart mikrolegeret middelstyrkestål, og kulstofstålet C45E, der kan sejhærdes og overfladehærdes.

Diametertolerancen for slebet stang er ISO h6, og rundheden er højst en tredjedel af toleranceområdet for diameteren. Slebet stang er meget lige, og pilhøjden er højst 0,01 % af stanglængden.

Hydrauliske systemer findes i mange køretøjer (gravemaskiner, læssere, gaffeltrucks, kraner osv.), inden for energisektoren samt i industrielle processer. Tibnor lagerfører alle stålprodukter og andet materiale, der er nødvendigt til fremstilling af hydrauliske cylindere og andre komponenter i hydrauliske systemer som fordelingsblokke, ventiler og rør.

 

Hårdforkromet stang

Når man skal fremstille hårdforkromet stang, begynder man med en slebet stang, som efter en forpolering belægges med et lag hårdkrom, hvorefter den slutpoleres og emballeres. Produktet bruges til stempelstænger i hydrauliske cylindere, hvor man drager nytte af kromets høje hårdhed, lave friktion og gode korrosionsbestandighed. Ved behov kan Tibnor tilbyde hårdforkromet stang i en induktionshærdet udgave samt hårdforkromede rør, der bruges til hule stempelstænger.

Som standard lagerfører Tibnor hårdforkromet stang i ståltypen 280X, der er et svejsbart, mikrolegeret stål med en betydeligt bedre styrke end normalt for denne ståltype. Den højere styrke gør det muligt at mindske stempelstangens dimensioner, og dermed mindskes vægten og omkostningerne.

Diametertolerancen for hårdforkromet stang er ISO f7 (en minus/minus-tolerance), og rundheden er højst halvdelen af toleranceområdet for diameteren. Eftersom den forkromede overflade er poleret, er overfladens finish ualmindelig god – Ra 0,2 µm eller bedre.

Som med slebet stang er hårdforkromet stang meget lige med en pilhøjde på højst 0,01 % af stangens længde.

 

Indvendigt  rullepolerede cylinderrør

Dette produkt bruges til kappen i en hydraulisk cylinder. Indersiden af røret er bearbejdet på en særlig måde for at skabe en rullepoleret overflade, der er hjælper med at minimere slitage på pakninger. Indersiden af røret behøver ingen yderligere bearbejdning.

De rør, Tibnor lagerfører, er sømløse, koldtrukne og afspændingsglødede i henhold til kravene for konstruktionsstålet E355 + SR med lavt kulstofindhold i

SS-EN 10305-1. Ved behov kan andre ståltyper leveres.

Tolerancen for rørenes udvendige diameter varierer afhængigt af dimensionerne fra plus/minus 0,15 mm for mindre dimensioner til plus/minus 1,9 mm for de største. Den indvendige tolerance er ISO H8, der er en plus/nul-tolerance.

Retheden udtrykt som maksimal pilhøjde er 0,05 % af rørets længde, hvis den udvendige diameter er 115 mm eller mindre, og 0,1 % af længden for rør med større diameter.

 

Materialer til hydrauliske komponenter

Stål og andre materialer i runde, firkantede og flade formater bruges til fremstilling af endestykker, føringer og stempler i cylindere samt til fordelere og ventilblokke.

Ståltyperne 520M og 520MW+ er automatstål, der er velegnet til den nogle gange omfattende maskinbearbejdning, der kræves ved fremstilling af hydrauliske komponenter. Tibnor lagerfører også strengstøbt gråjern og sejjern i stangformat, der ofte er yderst velegnet til hydrauliske komponenter, eftersom støbejern er lettere end stål og har en meget god maskinbearbejdelighed.

Tibnor lagerfører også plader og stænger i aluminium, der nogle gange bruges til letbelastede hydrauliske komponenter, hvor lav vægt og god korrosionsbestandighed er vigtig.

Bronzematerialer bruges inden for det hydrauliske område til glidelejer og bøsninger. Vi tilbyder et meget bredt sortiment med passende udgangsmaterialer til dette anvendelsesområde.

Emnerør er sømløse rør med større vægtykkelse, der fremstilles ved varmvalsning i et dertil beregnet rørvalseværk. Rørene kan med fordel bruges til fremstilling af maskinkomponenter med huller, når brugen af rundstang som udgangsmateriale ville indebære længere bearbejdningstider og stort materialespild.

Tibnor lagerfører varmvalsede højstyrkerør i ståltyperne Ovako 280 og E470. Disse er mikrolegerede, svejsbare ståltyper, der minder meget om hinanden, men 280-stålet har meget snævrere analysetolerancer og bedre mekaniske egenskaber. Derudover lagerfører vi sømløse rør i kuglelejestål i blødglødet tilstand, der ved varmebehandling kan opnå en meget høj styrke/hårdhed til produkter som rullelejer, værktøj, højtbelastede bøsninger osv.

Emnerør fremstilles som regel med overmål på den udvendige og undermål på den indvendige diameter, så der er et vist bearbejdningstillæg. Det færdige mål, der kan opnås efter maskinbearbejdning, afhænger af, om man bruger udvendig eller indvendig centrering ved bearbejdning.

Tolerancen for den udvendige diameter varierer mellem plus/minus 0,4 mm for mindre dimensioner og plus/minus 2 mm for større. Vægtykkelsen har en tolerance på mellem et par tiendedele millimeter for rør med tyndere vægge og op til 3 mm for rør med de kraftigste vægge. Rørene i Ovakos 280-stål har generelt signifikant bedre tolerance end E470-stålet, som har de tolerancer, der fremgår af EN 10294-1. I henhold til denne norm skal rundheden være højst 65 % af tolerancebredden for den udvendige diameter.

Varmvalsede emnerør har oxiderede overflader, og nogle mindre overfladedefekter betragtes som acceptable, så længe deres dybde ikke overskrider tolerancegrænsen for diameteren. Retheden udtrykt som maksimal pilhøjde må være højst 0,1 % af længden.

Hvis der ønskes finere overflader og bedre tolerancer, kan Tibnor tilbyde koldbearbejdede emnerør i ståltype 280. Da er tolerancen for både den udvendige og den indvendige diameter plus/minus 0,2 mm. Derudover er styrken betydeligt højere end for tilsvarende varmvalsede rør.

Gråjern

Strengstøbt gråjern i stangform bruges til letbelastede maskinkomponenter, hvor man kan drage nytte af deres særlige egenskaber som fx god maskinbearbejdelighed og en fortrinlig evne til at dæmpe vibrationer (ca. ti gange bedre end stål). Tibnor lagerfører gråjern i form af rundstang, men også firkantede, flade og endda halvrunde stænger kan leveres ved behov. 

I den kuldezone, der opstår i overfladen ved strengstøbning, har materialet en dårlig mikrostruktur, og denne yderste zone skal fjernes. Derfor skal man i forbindelse med strengstøbt gråjern regne med et noget større bearbejdningstillæg end for varmvalset stang med de samme dimensioner.

Sejjern

Strengstøbt sejjern har meget bedre mekaniske egenskaber end gråjern, og disse egenskaber er de samme eller måske endda bedre end for enklere maskinstål. Fordelene sammenlignet med alle ståltyper er 10 % lavere vægt og bedre dæmpning af vibrationer, dog ikke lige så god som hos gråjern. Derudover har sejjern en maskinbearbejdelighed i klasse med automatstål.

Tibnor lagerfører strengstøbt sejjern i form af rundstang, men også firkantede, flade og endda halvrunde stænger kan leveres ved behov.  GJS-400-15C har god slagsejhed selv ved lave temperaturer; GJS-500-14 har højere styrke, men dårligere slagsejhed.

Som hos gråjern dannes der en afvigende mikrostruktur i kuldezonen på overfladen af strengstøbt stang, hvor egenskaberne er dårlige. Eftersom denne zone på overfladen skal fjernes, skal man i forbindelse med strengstøbt sejjern regne med et noget større bearbejdningstillæg end for varmvalset stang med de samme dimensioner.

Tibnors øvrige sortiment: