POLITECHNIKA RZESZOWSKA

im. Ignacego Łukasiewicza

WYDZIAŁ BUDOWY MASZYN I LOTNICTWA

Laboratorium

z

Metaloznawstwa i

Obróbki cieplnej.

Temat: Narzędziowa stal stopowa - obróbka cieplna.

Dariusz Schabowski

II MDT gr.1209

2. Stal narzędziowa do pracy na zimno - Obróbka cieplna.

Obróbka cieplna ze względu na charakter pracy i żądane właściwości sta­nowi najważniejsze ogniwo w produkcji narzędzi. Gatunki tej stali poddaje się hartowaniu i niskiemu odpuszczaniu. Temperatura austentyzowania jest zwią­zana z rodzajem i zawartością pierwiastków węglikotwórczych w stali, im większe stężenie pierwiastków stopowych, tym wyższa temperatura austenity­zowania. Zapewnia to rozpuszczenie dostatecznej ilości węglików stopowych w austenicie. Ponieważ część węglików zwiększających odporność na ścieranie powinna pozostać nie rozpuszczona, więc gatunki nadeutektoidalne hartuje się z temperatury 30-60°C powyżej A_cl, natomiast gatunki ledeburytyczne można hartować z temperatury wyższej od A_cm. Zapewnia to nasycenie austenitu węglem i pierwiastkami stopowymi, co powoduje zwiększenie hartowności . Stal narzędziowa do pracy na zimno po hartowaniu ma mikrostrukturę składającą się z martenzytu listwowego, austenitu szczątkowego i nie rozpuszczonych węgli­ków. Odpuszczanie przeprowadza się najczęściej w zakresie temperatury 150­-260°C. Jedynie narzędzia wykonane ze stali podeutektoidalnych narażone na działanie obciążeń dynamicznych, od których jest wymagana większa ciągli­wość, są poddawane odpuszczaniu w wyższej temperaturze (250-450°C). Taka obróbka cieplna powoduje jednak zmniejszenie twardości stali. Stosunkowo małe obniżenie twardości po obróbce cieplnej w tych warunkach wykazują ga­tunki o znacznym stężeniu pierwiastków węglikotwórczych: NC 10, NC 11, NC 11 LV, NW9. ­

Powierzchnie narzędzi wykonanych ze stali narzędziowej do pracy na zim­no w czasie obróbki cieplnej powinny być zabezpieczone przed utlenieniem i odwęgleniem, dlatego narzędzia o dużych rozmiarach obrabia się cieplnie w piecach z atmosferami ochronnymi, a małe - w kąpielach solnych.

2. Stal narzędziowa do pracy na gorąco - Obróbka cieplna.

Stal narzędziowa do pracy na gorąco jest dostarczana w stanie zmiękczo­nym. Po obróbce skrawaniem narzędzia poddaje się hartowaniu i wysokie­mu odpuszczaniu. Temperatura austenityzowania jest zawarta w za­kresie 840-1140°C w zależności od składu chemicznego i rodzaju narzędzia. Po austenityzowaniu i hartowaniu stal narzędziowa do pracy na gorąco ma mi­krostrukturę martenzytu listwowego z węglikami pierwotnymi i austenitem szczątkowym. Podczas odpuszczania przemiana austenitu szczątkowego i wy­dzielające się węgliki stopowe typu M₄C₃, M₂C i M₇C₃ powodują efekt twar­dości wtórnej. Po ulepszaniu cieplnym stal narzędziowa do pracy na gorąco ma mniejszą twardość niż stal narzędziowa do pracy na zimno. Aby zwiększyć trwałość narzędzi, należy je przed rozpoczęciem pracy nagrzewać do tempera­tury 200-300°C, a podczas pracy nie powinno się ich schładzać poniżej tego zakresu.

3. Stal szybkotnąca - Obróbka cieplna.

Obróbka cieplna narzędzi ze stali szybkotnącej polega na hartowaniu z temperatury bliskiej solidusu (1200-1270°C) i wysokim odpuszczaniu. Od jej prawidłowego wykonania zależy uzyskanie pożądanych właściwości na­rzędzi. Bardzo ważne w procesie obróbki cieplnej jest zastosowanie odpowied­niej temperatury austenityzowania, podczas którego następuje rozpuszczanie się

węglików w osnowie, co powoduje wzbogacenie austenitu w pierwiastki stopo­we, polepszenie hartowności i wpływa na przemiany fazowe zachodzące pod­czas chodzenia. Zbyt wysoka temperatura austenityzowania powoduje wyraźny rozrost ziarna austenitu oraz może powodować lokalne nadtopienia. Natomiast zbyt niska temperatura austenityzowania nie zapewnia prawidłowego rozpusz­czania węglików w osnowie, w wyniku czego otrzymuje się mniejszą twardość stali po odpuszczaniu.

Mikrostruktura stali szybkotnącej po hartowaniu składa się z martenzytu listwowego i austenitu szczątkowego (ok. 20%) oraz nie rozpuszczonych węgli­ków pierwotnych. Podczas odpuszczania z osnowy wydzielają się dyspersyjne węgliki, najczęściej M₄C₃, a niekiedy M₂C oraz następuje przemiana martenzy­tyczna austenitu szczątkowego. Po prawidłowo wykonanym odpuszczaniu twar­dość stali jest ok. 2-3 HRC wyższa od uzyskanej po hartowaniu.

---