Pobierz Materiały narzędziowe - Notatki - Materiałoznawstwo i więcej Notatki w PDF z Inżynieria materiałowa tylko na Docsity!
Wstęp
Materiały narzędziowe są to materiały stosowane do wyrobu części roboczych lub całych narzędzi. Główne własności materiałów narzędziowych.
Wymagania: H – twardość R – twardość mierzymy na twardościomierzu Rocvella C - skala
a) twardość narzędzia – powinna przewyższać twardość materiału narzędziowego od
20 – 30 HRC, np. stal szybkotnąca hartowana to ok. 63 HRC. Narzędziem z tej stali można obrabiać materiały o twardości od 33-43 HRC.
b) Odporność na wysoką temp.
Podczas skrawania narzędzie nagrzewa się przy dużych prędkościach do wysokich temp. Może wtedy osiągnąć temp. Wyższą od temp. opuszczania danego materiału narzędziowego przez co ostrze ulega szybkiemu stępieniu. Wzrostowi temp. narzędzia możemy zapobiec stosując chłodzenie. c) Odpowiednia wytrzymałość Rodzaj wymaganej wytrzymałości zależy 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 pożądane 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. 250◦C, a potem tracą własności. Mają małą odporność na ścieranie. Ich twardość zależy 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:
N7E do N13 E
Stale niestopowe głęboko hartujące:
N5 do N
Stal zgrzewalna
N – stal narzędziowa 7 – zawartość węgla wyrażona w 0,1 częściach % E – płytko hartująca
N42 do N
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 dużymi 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, - woligdem, - wanad, - kobalt
Składniki stopowe dodaje się w celu uzyskania pewnych określonych własności. Lepszych własności fizycznych i chemicznych. Oznaczenie stali: NWV – wolframowo- wenodowa NCG – stal kobaltowa
Stale stopowe do pracy na zimno – mogą pracować tylko w temp. do około 180◦C. Przeznaczenie stali:
- narzędzia do obróbki ręcznej
Oznaczenie stali: WWS – wolframowo krzemowa WCV – chromowa wanadowa
Stale stopowe do pracy na gorąco - nie są stosowane na narzędzia skrawające. Stosuje się je na narzędzia przeznaczone do obróbki plastycznej metali nagrzewanych do temp. plastyczności.
Oznaczenie stali: SW 18 – stal szybkotnąca wolframowa – 18% SK 5 – stal kobaltowa
Stale szybkotnące – stale te zaliczamy do stali stopowych. Stale te zachowują twardość i zdolność skrawania przy szybkościach i grubościach warstwy skrawanej wywołujących nagrzewanie się narzędzi do temp. 650◦ Twardość tych narzędzi wynosi 61-63 HRC
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. powyżej 1700◦C. Płytki takie odznaczają się wielką odpornością
na ścieranie, oraz nie tracą własności skrawających do temp. 1200◦C. Poważną wadą wytwarzanych płytek są znacznie niższe wskaźniki wytrzymałościowe, oraz skomplikowany proces technologiczny.
W przemyśle używa się 2 rodzajów spiekanych tlenków metali
- Białe – przeznaczone do obróbki żeliwa szarego i stali miękkich dużymi prędkościami skrawania.
- Płytki czarne - przeznaczone do obróbki twardych żeliw i stali hartowanych, oraz do obróbki wszystkich materiałów (wykończeniowej).
Diament – materiał narzędziowy.
Diament jest to czysty węgiel występujący w postaci kryształu. Rozróżnia się diamenty:
a) naturalne – wydobywanie w kopalniach diamentów
b) sztuczne – otrzymywane w laboratoriach
Diament odznacza się największą wytrzymałością na ścieranie, oraz największą twardością. Diamentów używa się w przemyśle do toczenia metali nieżelaznych, gumy, fibry, ebonitu, bakelitu, a także stosuje się do wyrobu narzędzi ściernych. Diament sztuczny otrzymuje się z grafitu, prasując go pod dużym ciśnieniem przy jednoczesnym nagrzewaniu do temp. ok. 4500◦C. Diamenty sztuczne są droższe niż naturalne.
Materiały na części chwytowe narzędzi.
Chwyty narzędzi walcowe, stożkowe, oraz pryzmatyczne najczęściej wykonywane są ze stali:
a) konstrukcyjnej wyższej jakości (45 lub 55)
b) stali narzędziowej niestopowej o zawartości węgla od 0,6%
Korpus narzędzi wielostożkowych wykonywane są ze stali konstrukcyjnej stopowej do ulepszania cieplnego. Korpusy głowic frezowych wykonywane są z żeliwa stopowego, a o dużych gabarytach ze stopu aluminium.
