093

Znak gatunku stali szybkotnącej składa się z litery S oznaczającej stal szybkotnącą, liter oznaczających najbardziej charakterystyczne pierwiastki stopowe: W - wolfram, K - kobalt, M - molibden, V - wanad, C - węgiel (tylko dla gatunków o zwiększonej zawartości węgla) i liczby określającej średnią zawartość najbardziej charakterystycznego pierwiastka stopowego.

Wolfram jest podstawowym składnikiem stali szybkotnących. Jego wpływ na własności stali zależy od zawartości pozostałych składników stopowych a w szczególności od zawartości wanadu. W stalach o zawartości wanadu 1-H,2% wzrost zawartości wolframu od 5-M8% powoduje prawie proporcjonalny wzrost własności skrawnych i odporności na wysokie temperatury.

Stale szybkotnące mają dużą wytrzymałość: na rozciąganie 160CH-2600 MPa, zginanie 2900-K3900 MPa, ściskanie 2900-K3900 MPa, dobrą przewodność cieplną, dużą twardość w stanie zahartowanym i odpuszczonym oraz bardzo dużą odporność na ścieranie. Przykładowe zastosowanie, własności oraz twardość stali szybkotnących przedstawia tabela 6.3.

Tabela 6.3

Wybrane gatunki stali szybkotnących, własności i zastosowanie

Znak gatunku	Twardość w stanie hartowanym i odpuszczonym. HRC	Własności	Zastosowanie
SW18	64	Dobra ciągliwość, mała wrażliwość na warunki hartowania	Noże tokarskie i strugarskie, frezy, wiertła, segmenty pił
SW7M	64	Bardzo dobra ciągliwość, duża odporność na ścieranie, odporność na skręcanie	Wiertła kręte, narzędzia do obróbki gwintów, segmenty do pił tarczowych, przeciąga-cze, frezy zataczane
SK5	64	Bardzo dobra ciągliwość, skłonność do odwęglania podczas hartowania, duża odporność na odpuszczanie podczas pracy	Noże (również kształtowe) tokarskie i strugarskie, narzędzia do obróbki kół zębatych, przecinaki tokarskie
SK5M	65	Dobra ciągliwość, odporność na odpuszczanie podczas pracy	Noże tokarskie i strugarskie, frezy, wiertła specjalne
SK10Y	66	Mniejsza ciągliwość, bardzo duża odporność na ścieranie i odpuszczanie podczas pracy, duża wrażliwość na warunki szlifowania	Narzędzia do skrawania na obrabiarkach automatycznych, wysoko wydajne frezy, noże tokarskie i strugarskie

Stale szybkotnące, oprócz węglików spiekanych są podstawowymi materiałami do wytwarzania ostrzy narzędzi skrawających. Ostrza ze stali szybkotnących są podatne na zjawiska adhezji i dyfuzji, zwłaszcza podczas skrawania stali konstrukcyjnych stopo*

wych. Ze względu na duży koszt stali szybkotnących większość narzędzi, zwłaszcza skrawających: noże tokarskie, strugarskie, duże wiertła kręte, gwintowniki, rozwiertaki, pogłę-biacze, wykonuje się jako bimetaliczne. Ostrze lub część robocza ze stali szybkotnącej łączona jest z częścią chwytową wykonaną ze stali konstrukcyjnej za pomocą zgrzewania.

6.4. Sposoby podwyższenia trwałości narzędzi skrawających

6.4.1. Obróbka cieplno-chemiczna narzędzi ze stali szybkotnących

Obróbce cieplno-chemicznej są najczęściej poddawane wieloostrzowe narzędzia skrawające ze stali szybkotnących. Narzędzia takie pracują w trudnych warunkach zmiennych obciążeń, dużego tarcia i działania wysokiej temperatury, gdyż ich cienkie krawędzie tnące w wyniku intensywnego skrawania mogą nagrzewać się lokalnie do 700°C. Wynikające z warunków pracy wymagania stawiane narzędziom skrawającym, to duża ciągliwość i wytrzymałość, odporność na ścieranie i działanie wysokiej temperatury. Odporność na ścieranie i działanie wysokiej temperatury zwiększa się po zastosowaniu obróbki cieplno-chemicznej.

Narzędzia skrawające ze stali szybkotnących są poddawane zwykle niskotemperaturowym procesom obróbki cieplno-chemicznej, takim jak:

»

-    azotowanie,

-    utlenianie w parze wodnej,

-    tlenoazotowanie,

-    węgloazotowanie niskotemperaturowe,

-    siarkoazotowanie,

-    siarkowęgloazotowanie.

Do obróbki cieplno-chemicznej narzędzi obecnie stosuje się głównie metody w atmosferach gazowych oraz metody jonowe.

Azotowanie gazowe narzędzi skrawających wykonuje się najczęściej jako krótkookresowe azotowanie w atmosferze amoniaku lub mieszaniny amoniaku i azotu w temperaturze 520+580°C, tj. w zakresie temperatur odpuszczania stali szybkotnących. Czas azotowania wynosi 0,3 godz. dla niewielkich narzędzi i ok. 1,5 godz. dla narzędzi dużych. Rodzaje i technologie obróbki cieplno-chemicznej narzędzi przedstawiono w tabeli 6.4.

Azotowanie jonowe. W metodzie tej przedmiot obrabiany jest wprowadzany do pieca, w którym znajduje się gaz pod obniżonym ciśnieniem 13+1300 Pa. Między Przedmiotem obrabianym a ścianą pieca panuje napięcie 400+1000 V (rys. 6.2). Wsad stanowi katodę, a ściany pieca anodę. W takich warunkach znajdujący się w piecu gaz ^ul^ega jonizacji. Proces prowadzi się tak, aby w piecu wywołać wyładowanie jarzeniowe anormalne, a wokół wsadu wytworzyła się plazma. W wyniku wyładowania jarzeniowego na całej powierzchni następuje szybkie i równomierne nasycanie atomami azotu, bombardowanie powierzchni wsadu jonami azotu znacznie zwiększa efektywność ob-^r°bki i powoduje skrócenie czasu dyfuzyjnego nasycania. Do zalet jonowej obróbki

91