Materiały narzędziowe są to materiały stosowane do wyrobu części roboczych lub całych narzędzi.
Materiały na narzędzia skrawające powinny charakteryzować się takimi właściwościami, które zapewnią im długotrwałą eksploatację.
2.a) twardość narzędzia - powinna przewyższać twardość materiału narzędziowego od 20 - 30 HRC, np. stal szybkotnąca hartowana to ok. 63 HRC. Narzędziem z tej stali można obrabiać materiały o twardości od 33-43 HRC.
b) Odporność na wysoką temp.
Podczas skrawania narzędzie nagrzewa się przy dużych prędkościach do wysokich temp. Może wtedy osiągnąć temp. Wyższą od temp. opuszczania danego materiału narzędziowego przez co ostrze ulega szybkiemu stępieniu. Wzrostowi temp. narzędzia możemy zapobiec stosując chłodzenie.
c) Odpowiednia wytrzymałość
Rodzaj wymaganej wytrzymałości zależy od rodzaju narzędzia.
d) Odporność na ścieranie
Właściwość ta wymagana jest od wszystkich narzędzi. Szczególnie zaś od tych, które podczas obróbki muszą zachować odpowiedni wymiar (np. rozwiertak).
e) Zachowanie się podczas hartowania
Po hartowaniu pożądane jest aby była zachowana odpowiednia twardość, odpowiednia głębokość, oraz nieprzegrzewalność stali. Narzędzia hartujemy w oleju lub w powietrzu.
3Podział materiałów narzędziowych:
Stale narzędziowe węglowe,
Stale narzędziowe stopowe do pracy na zimno,
Stale narzędziowe wysokostopowe (stale szybkotnące).
Materiały narzędziowe spiekane:
a) węgliki spiekane,
b) spieki ceramiczne,
c) cermetale,
d) twarde stopy narzędziowe (stelity),
e) supertwarde materiały polikrystaliczne.
Materiały ścierne,
Diament,
4.
Stale narzędziowe niestopowe (węglowe):
mała zawartość fosforu i siarki
zawartość węgla w granicach (0,38-1,3%)
odznaczają się niską temperaturą skrawania do ok. 250◦C
mała odporność na ścieranie
Zastosowanie:
Ze stali narzędziowych niestopowych wykonuje się narzędzia do obróbki ręcznej metali np. wiertła do drewna. Narzędzia te nie mogą pracować z dużymi szybkościami skanowania.
Stal narzędziową stopową do pracy na zimno
oznacza się literą N, a następnie literami określającymi zawarte w stali zasadnicze pierwiastki stopowe lub ich grupę oraz cyfrę
Pierwiastki stopowe oznaczają:
W - wolfram, C - chrom, S - krzem, Z - grupa krzem-chrom-wolfram.
V - wanad, M - mangan, L - molibden, P - grupa chrom-nikiel-wanad.
Zastosowanie:
piłki do metali, pilniki igiełkowe, kluczykowe, i do ostrzenia pił, gwintowniki, narzynki, wiertła, pogłębiacze.
5
Stale szybkotnące
zachowują twardość i zdolność skrawania przy prędkościach skrawania i grubościach warstwy skrawanej wywołujących nagrzewanie się narzędzi do temperatury 650 °C.
Twardość stali szybkotnących po obróbce cieplnej wynosi 64-68 HRC. Stal szybkotnącą oznacza się literą S, następnie literą oznaczającą główny składnik stopowy stali oraz liczbą określającą średnią zawartość tego składnika w procentach np. SW18
Materiały narzędziowe spiekane:
Węgliki spiekane są wytwarzane metodą metalurgii proszków. W skład węglików wchodzą:
· węglik wolframu WC, (składnik podstawowy)
· węglik tytanu TiC,
· węglik tantalu TaC,
· węglik niobu NbC,
· kobalt ( materiał wiąŜący)
PN-81/H-89500 przewiduje podział gatunków węglików na
· do obróbki skrawaniem (gatunki S, U, H),
· do obróbki plastycznej (G),
· do wierceń górniczych (B, G),
6
Płytki powlekane
W celu podniesienia odporności na zużycie płytek wieloostrzowych wprowadzono pokrywanie ich warstwami np. azotku tytanu, tlenku glinu
Płytek powlekanych nie zaleca się stosować do skrawania: aluminium, tytanu, cynku, cyny, i niklu oraz ich stopów ze względu na duże powinowactwo węglików i azotków tytanu do tych metali
Spieki ceramiczne
powstają w wyniku prasowania i spiekania w temperaturze 1500 -2000°C
sproszkowanych tlenków aluminium wraz z niewielkimi dodatkami magnezu i tlenku krzemu.
Cechy charakterystyczne: kolor - biały
Cermetale
są to spieki ceramiczno-metalowe, powstają w wyniku spiekania proszków ceramicznych (tlenek aluminium) z metalowymi
ZASTOSOWANIE:
Zastosowanie spieków ceramicznych oraz cermetali do obróbki średnio dokładnej i dokładnej, żeliwa szarego, twardego żeliwa stopowego, i stali hartowanej w warunkach bardzo spokojnej bez udarowej
pracy ostrza na obrabiarkach sztywnych, szybkobieżnych odpornych na drgania.
7
Stelity
- lane stopy zawierające: kobalt, chrom, wolfram, żelazo, węgiel, nikiel i wanad.
Charakteryzują się własnościami pośrednimi, między stalą szybkotnącą a węglikami spiekanymi
ZASTOSOWANIE:
Są wykorzystywane do napawania ostrzy narzędzi, wykonuje się z nich również małe noże wstawiane.
Diament
Jest minerałem, naturalną odmianą węgla o regularnym układzie, charakteryzuje się:
· największą odpornością na ścieranie,
· największą twardości (nie jest jednakowa we wszystkich kierunkach),
· małym współczynnikiem tarcia,
· powyżej 1700°C przechodzi w grafit,
ZASTOSOWANIE:
Stosuje się go do obróbki wykańczającej przedmiotów wykonanych z metali nieżelaznych i ich stopów (aluminium, brąz, stopy łożyskowe).