7560514246

II.    Stale narzędziowe niestopow e

Stale narzędziowe niestopowe (dawniej nazywane węglowymi) są stalami do pracy na zimno. Obejmują sześć gatunków o wzrastającej zawartości węgla od 0,42 do 1,25%, tabl. 1. Znak stali niestopowej składa się z litery C, następnie z dwucyfrowej liczby oznaczającej średnią zawartość węgla w setnych częściach procenta i na ostatniej pozycji litery U oznaczającej przeznaczenie stali na narzędzia. Stale niestopowe ze względu na skład chemiczny posiadają małą hartowność; zahartowanie na wskroś można uzyskać tylko dla średnic do 10 mm. W przypadku większych średnic głębokość warstwy zahartowanej zmienia się, np. dla średnicy 30 mm głębokość warstwy zahartowanej wynosi około 3mm. Nie zahartowany rdzeń o strukturze, najczęściej drobnego perlitu, jest bardziej miękki ale jednocześnie bardziej ciągliwy, co pozwala stosować taką stal na narzędzia narażone na obciążenia dynamiczne. Poza ciągliwym rdzeniem także korzystny rozkład naprężeń własnych (w warstwie wierzchniej martenzytycznej - naprężenia ściskające) kompensuje występujące w czasie pracy naprężenia rozciągające.

Stale niestopowe przeznaczone są do wyrobu narzędzi o prostych kształtach. Z gatunków o niższej zawartości węgla wykonuje się narzędzia pracujące udarowo, jak przecinaki, młotki, siekiery, wykrojniki, przebijaki, narzędzia tnące; piły, dłuta, a stale o dużej zawartości węgla na narzędzia do obróbki metali z niewielką szybkością skrawania; frezy, wiertła, narzynki, gwintowniki.

Obróbka cieplna stali narzędziowych niestopowych

Półwyroby ze stali narzędziowych są dostarczane z hut w stanie zmiękczonym aby umożliwić obróbkę wiórową. Wytworzone narzędzia poddaje się hartowaniu i odpuszczaniu.

Austenityzowanie przeprowadza się w temperaturach 30 - 50°C powyżej linii AC3 (stale podeutektoidalne) a powyżej linii Aci (stale eutektoidalne i nadeutektoidalne). Hartowanie stali niestopowych w wodzie lub solance powoduje wielkie naprężenia w stali i może doprowadzić do odkształceń trwałych (paczenie) oraz pęknięć hartowniczych. Po hartowaniu stal uzyskuje strukturę martenzytyczną, a nadeutektoidalna - martenzytyczną z kulkowym cementytem drugorzędowym. Odpuszczanie przeprowadza się w celu usunięcia naprężeń, w zasadzie w temperaturze 180°C, przy czym zostaje zachowana struktura martenzytyczną i wysoka twardość, rys. la.

III.    Stale narzędziowe stopowe

Stale narzędziowe stopowe do pracy na zimno

W porównaniu ze stalami niestopowymi mają:

•    Zwiększoną hartowność, co daje możliwość produkcji większych narzędzi o bardziej skomplikowanych kształtach, z uwagi na stosowanie podczas hartowania łagodniejszych ośrodków chłodzących (olej, powietrze),

•    Podwyższoną odporność na ścieranie wskutek na występowanie drobno dyspersyjnych węglików pierwiastków stopowych (Cr, Mo, V, W).

Przykłady stali stopowych do pracy na zimno (wg PN-EN 4957:2004) zawarto w tabl. 2.

Oznaczenia stali składają się z liczby wskazującej na zawartość węgla w setnych częściach procenta, a następnie z symboli pierwiastków chemicznych występujących w składzie stali, w malejącej kolejności ich udziału, na końcu jest liczba, która może wskazywać na udział głównego pierwiastka stopowego.

Węgiel zawarty jest w szerokich granicach od 0,3 do 2,3%, a dodatkami stopowymi tych stali są chrom do 17%, molibden do 1,3%, wanad do 1,0%, wolfram do 2,2% i nikiel do 4,3, a także mangan do 2,5 i krzem do 1,0%. Są to w zasadzie stale nisko- i wysokostopowe.

Stale niskostopowe o zawartości węgla od 0,30 do 0,60 mają dobrą odporność na uderzenia i dlatego stosuje się je na takie narzędzia jak: nitowniki, dłuta.

Stale wysokostopowe o wysokiej zawartości węgla od 1,45 do 2,30 należą do stali ledeburytycznych, ponieważ po odlaniu występuje w strukturze ledeburyt przemieniony -