237 (4)

1+2 mm

Rys. 9.5. Schemat zmian struktury przy powierzchni przecinanej stali: 1 - strefa zmian składu chemicznego, 2 - strefa wpływu ciepła

9.1.2. Wpływ składników stopowych stali na proces cięcia

Węgiel. Ze wzrostem zawartości węgla rośnie temperatura zapłonu a obniża się temperatura topnienia stali (rys. 9.6). Pogarszają się więc warunki cięcia. Teoretyczna granica cięcia jest osiągana przy zawartości 2% C. Obecność węgla do 0,3% nie stwarza trudność przy cięciu stali, ale ze wzrostem jego zawartości rośnie skłonność do podhartowa-nia. Powstałe w strefie wpływu ciepła produkty hartowania utrudniają obróbkę mechaniczną i zwiększają skłonność materiału do pęknięć. W związku z tym przed cięciem konieczne jest wstępne podgrzewanie stali. Ze wzrostem zawartości węgla szybkość procesu cięcia spada. Przy zawartości węgla około 1,6% cięcie staje się niemożliwe.

Żeliwo zawiera węgiel w postaci grafitu płatkowego, sferoidalnego, węgla żarzenia lub cementytu. Zarówno węgiel w stanie wolnym jak i duża ilość cementytu utrudniają lub wręcz uniemożliwiają proces cięcia. W czasie cięcia zachodzi proces intensywnej redukcji tlenku żelaza według reakcji

FeO + C —> Fe + CO - Q.

Reakcja ta jest reakcją endotermiczną i pochłania ciepło niezbędne w procesie cięcia a więc obniża sprawność procesu.

Jednym z podstawowych warunków procesu cięcia jest aby temperatura topnienia tlenków była niższa od temperatura topnienia przecinanego metalu. Ponieważ temperatura topnienia żeliwa jest niższa od temperatury topnienia tlenków przy cięciu mamy więc w zasadzie proces wytapiania żeliwa ze szczeliny a nie właściwy proces cięcia. Dlatego też do cięcia żeliwa stosuje się specjalne techniki cięcia lub też proces cięcia żeliwa jest procesem zgrubnym np. przy odcinaniu nadlewów w odlewach.

237