IMG13

134

-    sposób i intensywność chłodzenia,

-    wymiary i kształt warstwy skrawanej,

-    prędkość ruchu głównego i pomocniczego.

Czynniki występujące w fazie obróbki półfabrykatu mogą zmienić własności fizyczne i wytrzymałościowe odkształcanej warstwy skrawanej na tyle, te rozmaicie mogą się kształtować wskaźniki skrawałności danego materiału w zależności od intensywności występowania poszczególnych czynników. Oznacza to, źe ten sam materiał w różnych warunkach obróbki może wykazywać różną skrawalność.

Jednakże najbardziej istotnym czynnikiem wpływającym na skrawalność materiału jest jego stan wyjściowy, który jest uzależniony od sposobu i warunków przygotowania materiału.

Ze względu na to, że najczęściej obrabianymi materiałami w budowie maszyn są stal i żeliwa, w rozdziale 4.4 zostaną omówione szerzej czynniki wpływające na ich skrawalność.

4.4. Skrawalność stali

Na skrawalność stali wpływają takie czynniki, jak: skład chemiczny, struktura i własności wytrzymałościowe.

Wpływ składników chemicznych

Węgiel ma dwojaki wpływ. Przy zwiększaniu zawartości węgla podwyższamy własności wytrzymałościowe stali, co powoduje zmniejszenie trwałości ostrza narzędzia i wzrost sił skrawania. Z drugiej strony wzrost zawartości węgla powoduje zwiększenie kruchości i niweluje wpływ miękkiego ferrytu, co z kolei wpływa na polepszenie takich wskaźników skrawalności, jak jakość powierzchni i trwałość ostrza. Tak więc stal konstrukcyjna o zawartości węgla w granicach 0.1+0.15% obrabia się źle ze względu na chropowatość powierzchni. Natomiast wzrost zawartości węgla do 0.35% prowadzi do zwiększenia zawartości kruchego perlitu i ułatwia oddzielanie się wióra, dzięki czemu stal węglowa o tym składzie obrabia się lepiej. Dalszy wzrost zawartości węgla prowadzi już do niekorzystnego stosunku ilości perlitu do ferrytu tak, że znowu skrawalność - ze względu na trwałość ostrza i siły skrawania - pogarsza się.

Mangan wywiera wpływ podobny jak węgiel. Zwiększając zawartość manganu w stali, zwiększamy zarazem własności wytrzymałościowe i kruchość stali. Stale niskowęglowe (około 0.2% C) wykazują lepszą skrawalność przy zwiększeniu zawartości manganu do 1.5%.

Zwiększenie zawartości węgla i manganu poza te granice wpływa ujemnie na skrawalność -wzrost własności wytrzymałościowych i obniżenie ciągliwości stali.

Krzem w ilości do 1% polepsza skrawalność przez zmniejszenie plastyczności stali. Ujemny wpływ krzemu może się przejawiać w skróceniu trwałości ostrza i intensyfikacji działania ściernego wywołanego skupieniami krzemionki.

Siarka poprzez tworzenie siarczku manganu, rozsianego w całej masie metalu, powoduje zwiększenie łamliwości wióra i poprawienie jakości powierzchni, przez co polepsza skrawalność stali.

Fosfor działa podobnie jak węgiel i mangan, zwiększając twardość stali i zmniejszając jej plastyczność przez powiększenie ziaren ferrytu. Stosowany jest w ilości do 0.3% do przedmiotów gwintowanych, polepszając wygląd powierzchni i zmniejszając tendencję do tworzenia zadziorów. Ponadto niewielki procent fosforu jest dodawany wraz z siarką do stali automatowych w celu polepszenia skrawalności.

Ołów, dodawany w ilości do 0.2% do stali maitenowskich, spełnia podobną rolę jak siarka w stali bessemerowskiej. Przerywa ciągłość ferrytu, a równocześnie tworzy czynnik smarujący w czasie skrawania, przez co zmniejsza tarcie wióra o ostrze i zwiększa tym samym jego trwałość.

Cynk jako dodatek stopowy powoduje rozdrobnienie ferrytu, a w czasie skrawania zmniejsza tarcie. Korzystne oddziaływanie cynku na skrawalność jest widoczne przy zawartości w granicach 0.1+0.5%. Do składników polepszających skrawalność należą również srebro, bizmut lub selen. Jednak są one stosowane rzadko.

Nikiel jest dodatkiem stopowym pogarszającym skrawalność materiału, szczególnie przy zwiększeniu jego zawartości powyżej 0.3%.

Podobne działanie do niklu, lecz w mniejszym stopniu, wywołuje wanad, chrom i molibden. Metale te tworzą węgliki, roztwory z ferrytem i zmieniają ziarnistość stali. Szczególnie pogarszają skrawalność twarde roztwory tych dodatków stopowych w ferrycie. Stale z dużą zawartością chromu i niklu - o strukturze austenitycznej - mają złą skrawalność wskutek zwiększonej skłonności do utwardzania się, wysokiej wytrzymałości i ciągliwości.

Wpływ składników strukturalnych

Ferryt obniża siły skrawania. Jest on jednak składnikiem miękkim i ciągli wym, co sprzyja tworzeniu się narostu na ostrzu i bardzo ujemnie wpływa na jakość powierzchni.