Materialy narzedziowe


Wstęp
Materiały narzędziowe są to materiały stosowane do wyrobu części roboczych lub
całych narzędzi. Główne własności materiałów narzędziowych.
Wymagania:
a) twardość narzędzia  powinna przewy\szać twardość materiału narzędziowego
od 20  30 HRC, np. stal szybkotnąca hartowana to ok. 63 HRC. Narzędziem z tej
stali mo\na obrabiać materiały o twardości od 33-43 HRC.
b) Odporność na wysoką temp.
H  twardość
Podczas skrawania narzędzie nagrzewa się przy du\ych  twardość
R
mierzymy na
prędkościach do wysokich temp. Mo\e wtedy osiągnąć temp.
twardościomierzu
Wy\szą od temp. opuszczania danego materiału narzędziowego
Rocvella
przez co ostrze ulega szybkiemu stępieniu. Wzrostowi temp.
C - skala
narzędzia mo\emy zapobiec stosując chłodzenie.
c) Odpowiednia wytrzymałość  rodzaj wymaganej wytrzymałości zale\y 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 po\ądane jest aby była zachowana odpowiednia twardość,
odpowiednia głębokość, oraz nieprzegrzewalność stali. Narzędzia hartujemy
w oleju lub w powietrzu.
Materiały narzędziowe
Stale narzędziowe niestopowe (węglowe)  stale te posiadają małą zawartość
fosforu i siarki. Posiadają zawartość węgla w granicach (0,38-1,3%). Odznaczają się
niską temperaturą skrawania do ok. 250ć%C, a potem tracą własności. Mają małą
odporność na ścieranie. Ich twardość zale\y od zawartości węgla i waha się w granicach
56-62 HRC. Stale te hartujemy w wodzie. Ze stali niestopowych wykonujemy narzędzia
o mało skomplikowanych kształtach.
Stale narzędziowe niestopowe
Stale niestopowe płytko hartujące:
N  stal
N7E do N13 E
narzędziowa
7  zawartość
Stale niestopowe głęboko hartujące:
węgla wyra\ona w
0,1 częściach %
N5 do N13
E  płytko
hartująca
Stal zgrzewalna
N42 do N52
Te gatunki stali wykorzystuje się np. na chwyty narzędzi. Ze stali narzędziowych
niestopowych wykonuje się narzędzia do obróbki ręcznej metali np. wiertła do drewna.
Narzędzia te nie mogą pracować z du\ymi szybkościami skanowania.
Stale narzędziowe stopowe oprócz węgla, niewielkich ilości manganu i krzemu,
oraz szkodliwych domieszek fosforu i siarki, zawierają inne składowe:
- chrom, - nikiel, - mangan i krzem, - wolfram, - molibden, - wanad, - kobalt
Składniki stopowe dodaje się w celu uzyskania pewnych określonych własności.
Lepszych własności fizycznych i chemicznych.
Stale stopowe do pracy na zimno  mogą pracować tylko w temp. do około 180ć%C.
Przeznaczenie stali:
- narzędzia do obróbki ręcznej
Oznaczenie stali:
NWV  wolframowo-
wanadowa
NCG  stal kobaltowa
Stale stopowe do pracy na gorąco - nie są stosowane na
Oznaczenie stali:
narzędzia skrawające. Stosuje się je na narzędzia przeznaczone do
WWS  wolframowo
obróbki plastycznej metali nagrzewanych do temp. plastyczności.
krzemowa
WCV  chromowa
wanadowa
Stale szybkotnące  stale te zaliczamy do stali stopowych.
Oznaczenie stali:
Stale te zachowują twardość i zdolność skrawania przy szybkościach
SW 18  stal szybkotnąca
i grubościach warstwy skrawanej wywołujących nagrzewanie się
wolframowa  18%
narzędzi do temp. 650ć% SK 5  stal kobaltowa
Twardość tych narzędzi wynosi 61-63 HRC
Przeznaczenie:
Ze stali tych wykonuje się narzędzia przeznaczone do obróbek mechanicznych.
Stale szybkotnące są stalami drogimi dlatego nale\y je stosować na ostrza narzędzi.
Narzędziowe stopy lane  satelity.
Satelity  są to stopy kobaltu, chromu, wolframu, manganu, węgla, i krzemu. Stosuje
się je na narzędzia skrawające lane np. frezy, płytki skrawające itp. Stosowane są one
przede wszystkim tam, gdzie wymagana jest du\a trwałość, twardość i odporność na
działanie chemikaliów np. kwasu siarkowego. Narzędzia odlewa się w formach. Po
zastygnięciu twardość stelitu wynosi około 61 HRC. Odporność na temp. to 700-800ć%C.
Narzędzia wykonane ze satelitów nie podlegają obróbce cieplnej. Są bardzo odporne na
ścieranie. Satelity są trudno obrabialne i podlegają tylko szlifowaniu czyli ostrzeniu
ostrza. śelazo w satelitach występuje w ilości od 3-10%. Obecnie stosuje się równie\ na
materiały stelitopodobne zawierające głównie \elazo i krzem. śelazo zastępuje wolfram
i kobalt. W materiałach stelitopodobnych \elazo występuje w ilości przekraczającej 50%.
Materiały narzędziowe ceramiczne  węgliki spiekane
Węgliki spiekane otrzymuje się w 3 fazach:
1. wytwarzanie proszków węglików metali trudno topliwych, głównie wolframu
i tytanu. Oddzielnie wytwarza się proszek kobaltowy.
2. prasowanie w formach wymieszanych proszków, aby otrzymać odpowiedni kształt
płytki ostrza narzędzia
3. spiekanie w piecu tunelowym w temp. 1400-1600ć%C, przez określony czas,
w którym to proszek kobaltu ulegnie prawie stopieniu i połączy pozostałe proszki
węglików
Składniki węglików
Podstawowymi składnikami węglików spiekanych są węglik wolframu lub węglik wolframu
i tytanu związanych kobaltem. Dodatek węglika tytanu wpływa na zwiększenie twardości,
oraz odporności na zu\ycie.
Własności skrawające węglików
Węgliki spiekane odznaczają się najlepszymi spośród wszystkich materiałów
narzędziowych własnościami skrawającymi, przewy\szającymi znacznie własności stali
szybkotnącej. Charakteryzują się one du\ą twardością, oraz du\ą odpornością na
ścieranie nawet w wysokiej temp. do ok. 700-1000ć%C. Powa\ną wadą węglików
spiekanych jest ich kruchość. Narzędzia wykonane z ostrzami z węglików spiekanych zle
znoszą zmienne obcią\enia, a jeszcze gorzej prace z uderzeniami. Do obróbki
skrawaniem u\ywa się następującej grupy węglików spiekanych.
1. Węgliki wolframowo  kobaltowo  tytanowe stosowane do obróbki stali i staliwa
oznaczone: S10, S20, S30.
2. Węgliki wolframowo  kobaltowe stosowane do obróbki \eliwa i stopów lekkich
oznaczone H10, H20.
Ponadto istnieje grupa węglików wolframowych stosowana na końcówki narzędzi
pomiarowych, oraz końcówki głów oznaczona jako: G10, G20.
Spiekane tlenki metali.
Spiekane tlenki metali są to materiały narzędziowe ceramiczne. Podstawowym
materiałem wyjściowym do produkcji płytek jest tlenek glinu (Al2O3).
Ponadto zawierają niewielkie ilości innych składników jak tlenek magnezu, oraz
tlenki innych metali. Produkcja tych płytek odbywa się w następujących etapach:
a) wytworzenie tlenków metali
b) wytworzenie proszków tlenków metali
c) zmieszanie tlenków w odpowiedniej temp.
d) wytworzenie kształtek (płytek)  odbywa się to w formach przez prasowanie lub
odlewanie pod ciśnieniem
e) spiekanie w temp. powy\ej 1700ć%C. Płytki takie odznaczają się wielką odpornością
na ścieranie, oraz nie tracą własności skrawających do temp. 1200ć%C. Powa\ną
wadą wytwarzanych płytek są znacznie ni\sze wskazniki wytrzymałościowe, oraz
skomplikowany proces technologiczny.
W przemyśle u\ywa się 2 rodzajów spiekanych tlenków metali:
1. Białe  przeznaczone do obróbki \eliwa szarego i stali miękkich du\ymi
prędkościami skrawania.
2. Czarne - przeznaczone do obróbki twardych \eliw i stali hartowanych, oraz
do obróbki wszystkich materiałów (wykończeniowej).
Diament  materiał narzędziowy.
Diament jest to czysty węgiel występujący w postaci kryształu. Rozró\nia się diamenty:
a) naturalne  wydobywanie w kopalniach diamentów
b) sztuczne  otrzymywane w laboratoriach
Diament odznacza się największą wytrzymałością na ścieranie, oraz największą
twardością. Diamentów u\ywa się w przemyśle do toczenia metali nie\elaznych, gumy,
fibry, ebonitu, bakelitu, a tak\e stosuje się do wyrobu narzędzi ściernych.
Diament sztuczny otrzymuje się z grafitu, prasując go pod du\ym ciśnieniem przy
jednoczesnym nagrzewaniu do temp. ok. 4500ć%C. Diamenty sztuczne są dro\sze
ni\ naturalne.
Materiały na części chwytowe narzędzi.
Chwyty narzędzi walcowe, sto\kowe, oraz pryzmatyczne najczęściej wykonywane są
ze stali:
a) konstrukcyjnej wy\szej jakości (45 lub 55)
b) stali narzędziowej niestopowej o zawartości węgla od 0,6%
Korpus narzędzi wielosto\kowych wykonywane są ze stali konstrukcyjnej stopowej
do ulepszania cieplnego. Korpusy głowic frezowych wykonywane są z \eliwa stopowego,
a o du\ych gabarytach ze stopu aluminium.


Wyszukiwarka