Stale narzędziowe:
jest to stal, z której wykonuje się narzędzia do kształtowania metali przez kucie, cięcie, wyciskanie, ciągnienie, walcowanie lub odlewanie do form odlewniczych.
Ogólna charakterystyka:
-liczna grupa gatunków, nie stanowi dużego udziału masowego lecz w dużym stopni u decydują o wydajności, pracochłonności oraz różnorodności produkcji w wielu gałęziach przemysłu
-długi okresu między kolejnymi wymianami narzędzi
-w pełni zapewnia jakość wytwarzanych elementów
Trwałość narzędzi zależy między innymi od prawidłowego doboru metali pod względem składu chemicznego i struktury.
Czynniki decydujące o trwałości:
1.Zapewnienie stałego kształtu narzędzi
2.Odporność na przenoszenie obciążeń bez odkształceń plastycznych
3.Odporność na zużycie główne, na ścieranie, zwiększa się ze wzrostem trwałości osnowy oraz z ?????? i trwałości węglików.
4.Wzrost trwałości podnosi odporność na ścieranie, lecz tylko w nielicznych przypadkach stanowi jedyne kryterium doboru parametrów stali na narzędzia
STALE NARZĘDZIOWE
STOPOWE SZYBKOTNĄCE STOPODWE DO PRACY NA ZIMNO STOPOWE DO PRACY
NA CIEPŁO
Do pracy na zimno:
-na narzędzia nieosiągająca w czasie pracy temperatury wyższej niż 250 stopni Celsjusza.
W porównaniu ze stalami narzędziowymi niestopowymi wykazują podwyższoną hartowność spowodowaną głównie zwiększonym stężeniem Mn, Cr, a niekiedy Mo, W, V, Ni. Dodatki stopowe powodują w stalach narzędziowych tworzenie węglików stopowych sprzyjających uzyskiwaniu dużej trwałości i odporności na ścieranie.
Podział, znakowanie, przykłady:
Znakowanie zgodne z zasadami obowiązującymi dla stali stopowych
Niskostopowe wysokowęglowe 102Cr6; 90MnCrV8
Wysokostopowe X100CrMoV5
Wysokostopowe ledeburytyczną X240CrW12
Średniostopowe 45NiCrMo16
Średniostopowe wysokochromowe x40Cr14
Do nawęglania 21MnCr5
Obróbka cieplna:
stale wyżej wymienione powinny charakteryzować się dużą trwałością i odpornością na ścieranie. Dlatego poddaje się je:
-hartowaniu 790-990|1020| stopni Celsjusza
-niskiemu odpuszczaniu 150-260 stopni Celsjusza
-???? 55-62 HRC
Powierzchnia narzędzi wykonanych ze stali narzędziowych do pracy na zimno powinna być zabezpieczona przed utlenieniem i odwęgleniem w czasie obróbki cieplnej. Narzędzia narażone na działanie obciążeń dynamicznych od których jest wymagana większa ciągliwość poddaje się odpuszczaniu w temperaturze 250-450 stopni Celsjusza. Narzędzia wykonywane przez obróbkę skrawaniem poddaje się obróbce cieplnej składającej się z hartowania i wysokiego odpuszczania.
W celu zmniejszenia naprężeń cieplnych stosuje się wielostopniowe nagrzewanie do temperatury austenityzowanej zwłaszcza w odniesieniu do narzędzi o dużych wymiarach. Temperatura austenityzowana stali narzędziowych do pracy na gorąco jest zawarta w zakresie 850-1150 stopni Celsjusza. Chłodzenie narzędzi małych i o prostych kształtach wykonuje się w oleju, a narzędzi dużych w sprężonym powietrzu, rozpylonej mgle wodnej lub z pryska???? Izotermicznym i następnie w powietrzu. Duże często hartuje się izotermicznie, uzyskując strukturę ?????????????
Najczęściej temperatura odpuszczania odpowiada temperaturze efektu twardości wtórnej lub jest o 50-100 stopni Celsjusza wyższa (500-600 stopni Celsjusza). Najczęściej temperatura odpuszczania stali do pracy na gorąco powinna być wyższa od temperatury pracy narzędzi. Trwałość narzędzi zależy od poprawnie wykonanej obróbki cieplnej oraz od właściwych warunków eksploatacji.
Stopowe szybkotnące:
znalazły zastosowanie głównie na wielkościowe narzędzia skrawające, często na narzędzia do obróbki plastycznej na zimno i gorąco. Stale te wykazują duża twardość i odporność na ścieranie w temperaturze do ok. 600 stopni Celsjusza. Zawierają 0,6-1,6% C i 3-6% Cr oraz co najmniej dwa dodatki stopowe Mo (0-10%) i W (0-20%) lub V do 7% oraz niekiedy Co (0-15%). Duża hartowność oraz efekt twardości wtórnej uzyskuje się przez odpowiednie kombinację C i takich pierwiastków stopowych jak Cr, W, Mo, V a także Co. Stale te mają znaki składające się z Lier US i liczb (rozdzielone kreskami) podających średnie stężenie w procentach pierwiastków w kolejności W, Mo, V, CO. Litera C na końcu znaku oznacza stal o zwiększonym stężeniu węgla.
bezkobaltowe US1
bezkobaltowe o zwiększonym stężeniu C US
kobaltowe US
kobaltowe o zwiększonym stężeniu C US
Obróbka cieplna stali szybkotnących:
uzyskanie pożądanych własności stali szybkotnących zależy od prawidłowo wykonanej obróbki cieplnej. Stale te dostarczane są w stanie zmiękczonym. Zapewnia to dobrą obrabialność mechaniczną stali. Narzędzia wykonane metodami obróbki skrawaniem poddaje się obróbce cieplnej (hartowaniu w 1190-1260 stopni Celsjusza i odpuszczaniu a następnie ?????????????????)
Stale szybkotnące – OC:
mała przewodność cieplna stali szybkotnących, niebezpieczeństwo pęknięć. W czasie hartowania jest stosowane stopniowe podgrzewanie narzędzi do temperatury austenityzowanej. W OC stali szybkotnących ważne jest zastosowanie prawidłowej temperatury austenityzowanej, zwykle od 50-70 stopni Celsjusza, niższej od temperatury Solidusu danego gatunku stali. Czas austenityzowania wynosi 80-130 ??? i jest zależny od wielkości wsadu i jego masy. Odpuszczanie realizowane jest w zakresie temperaturowym 520-600 stopni Celsjusza. Uzyskuje się:
-mikrostrukturę martenzytu odpuszczonego
-destabilizacje austenitu cząstkowego i jego przemianę w martenzyt podczas chłodzenia z temperatury odpuszczania
-wydzielanie się węglików o dużej dyspersji, powodujących trwałość wtórną
-drugie (niekiedy 3 i 4 odpuszczanie) zmniejsza naprężenia i nadaje lepszą ciągliwość narzędzia
Najkorzystniejsza temperatura odpuszczania jest o ok. 20-30 stopni Celsjusza wyższa od zapewniającej max twardość wtórną. Po prawidłowo wykonanej obróbce cieplnej trwałość stali jest o ok. 2-3% HRC większa od uzyskanej po zahartowaniu.