Nástrojové materiály, rozdělení, tepelné opracování

 

Nástrojové materiály, rozdělení, tepelné opracování
Vlastnosti řezné části mají velký vliv na průběh a výstupy řezného procesu
Základní požadavky na nástrojový materiál: - Tvrdost
                                                                        - Odolnost proti opotřebení
                                                                        - Tepelná vodivost
                                                                        - Pevnost v ohybu
                                                                        - Houževnatost
Řezné části nástrojů z těchto materiálů:
·       Nástrojové oceli uhlíkové
·       Nástrojové oceli nízkolegované
·       Rychlořezné oceli – RO, vysokolegované
·       Stellity
·       Slinuté karbidy – SK
·       Slinuté karbidy s tvrdými povlaky-
·       Cermety
·       Keramické nástrojové materiály – KM
·       Polykrystalický kubický nitrid boru – PKNB
·       Polykrystalický diamant – PKD
·       Přírodní diamant – PD

Nástrojové oceli uhlíkové
Obsahují asi 1,25% C a menší množství MN. Tvrdost a odolnost proti otěru zajišťuje jejich martenzitické struktura. Maximální teplotní odolnost je cca 250°C (při vyšších teplotách nástroje ztrácí tvrdost). Použití: Málo namáhané nástroje jako například ruční nástroje a nářadí (pilníky, škrabáky, nože, sekery, kladiva)
Nástrojové oceli nízkolegované
Obsahují méně než 1,25% uhlíku a jsou legovány Mn, Cr, Mo, Ni a W. Více odolné proti otěru a mají vyšší tvrdost a pevnost za tepla – Odolávají teplotám do 350 °C. Nástroje s vyšším namáháním – nevhodné pro výkonné řezání a obrábění těžkoobrobitelných materiálů. Použití: Tvářecí nástroje, zápustky, formy na plasty a jednoduché řezné nástroje (výhrubníky, výstružníky, závitníky, pilové listy, dřevoobráběcí nástroje)
Rychlořezné oceli – RO, vysokolegované
Tvrdé – zakalení na martenzit a přítomnost legujících prvků Cr, W, Mo, V, které se slučují s C obsaženým v oceli – velmi tvrdé karbidy. Vysoký obsah legur umožňuje vysokou prokalitelnost. Zvládá teplotu až 600 °C, proto se používají pro výkonné řezné nástroje vystavené nárazům při přerušovaném řezu. Použití: nože, vrtáky, frézy, závitořezné nástroje, výstružníky. Předpoklad – použití vhodného řezného prostředí.

Stellity
Řezné slitiny, tvrdost a řezivost je dána velkým množstvím karbidů Cr a W. Přítomnost Fe do 10% (jeho přítomnost je brána jako nečistota). Křehké, běžnými nástroji neobrobitelné. Odlévají se, po odlití se brousí.
Slinuté karbidy – SK
Jsou vyráběny práškovou metalurgií spékáním karbidů W, Ti, Ta, Cr a dalších kovů, jako pojivo se používá Co. Tvrdost je dána samotnou povahou materiálu. Zvládá zahřátí až 900 °C. Ve srovnání s RO mají lepší otěruvzdornost, ale jsou křehké, mají sklon k vydrolování břitů, jsou obtížně obrobitelné.
 Slinuté karbidy s tvrdými povlaky
Kombinované materiály na bázi práškových kovů. Sestávají se z tvrdých karbidů, ale jsou křehké a mají sklon k vydrolování. Karbidy způsobují vysokou tvrdost při vysokých teplotách a odolnost proti opotřebení. Zvyšování tvrdosti použitím povlaku TiC, TiN, Al2O3
Cermety
Ceramic-Metal – keramické částice s kovovým pojivem. Tvrdé složky jsou tvořeny TiC, TiN, TiCN. Nízká měrná hmotnost – poloviční oproti SK – neobsahují karbid wolframu. Hlavní vhodou cermetů je vysoká tvrdost i při použití za zvýšených teplot. Hlavní nevýhodou je nízká houževnatost. Použití: Dokončovací obrábění ocelí – vytváří plochy s velmi nízkou drsností povrchu, použití při vyšších řezných rychlostech a menších posuvech oproti SK.
Keramické nástrojové materiály
Jsou slinuté kombinované materiály a lze je dělit:
1. Keramické materiály na bázi oxidu hlinitého (Al2O3) – základní složkou je AL2O3 – elektrickou cestou vyrobený korund – nejtvrdší známý materiál, ale křehký (pro zvýšení houževnatosti se přidává Ni, Mo, Cr, TiC, MoC)
2. Keramické materiály na bázi nitridu křemíku
Řezivost je dána tvrdostí korundu, Tepelné zpracování za účelem zvýšení odolnosti proti otěru se neprovádí, nepotřebují to, zvládají teploty 1200 °C i vyšší. Zvýšení mechanických vlastností (pevnost v tlaku a ohybu, zvýšené tvrdosti při vysokých teplotách se dosáhne jemnější strukturou čisté korundové keramiky nebo výrobou směsné keramiky (s přídavkem TiC)). Obrábění šedé litiny, tvárné litiny, cementační, nástrojové a rychlořezné ocely a žáruvzdorných slitin. Pevnost, tvrdost a odolnost proti tepelným rázům závisí na hustotě, velikosti a rozdělení zrn – vyšší hustota, menší velikost zrn – lepší uvedené parametry
Rozdělení řezné keramiky dle chemického složení:  - čistá keramika (bílá)
                                                                                    - směsná keramika (černá)
                                                                                    - keramika na bázi nitridu křemíku

Čistá keramika
Až 99% AL2O3. Dokončovací soustružení šedé litiny, uhlíkových a nízkolegovaných ocelí. Použití rychlostí větších než 100 m/min. Přísady pro zlepšení řezivosti ZrO2 – do 20%
Směsná keramika
Přísada TiC – 20-40%. V porovnání s čistou keramikou větší odolnost vůči teplotním a mechanickým rázům. Frézování šedé litiny a oceli, soustružení na čisto.
Keramika na bázi nitridu křemíku
Vysoká odolnost proti mechanickému porušení břitu, vhodná pro přerušované řezy, odolná vůči teplotním rázům. Hrubování i dokončování šedé litiny, soustružení žárupevných slitin na bázi Ni.
Řezná keramika obecně
Vysoká odolnost vůči abrazivnímu opotřebení. Odolnost vůči chemickým vlivům. Vysoká odolnost při vyšších teplotách.
Hlavní technologické podmínky použití řezné keramiky:
·       Stabilní, přesně definované pracovní podmínky obrábění
·       Dostatečně výkonné pracovní stroje s vysokými otáčkami vřetena
·       Vysoká přesnost a tuhost chodu vřetena
·       Zakrytování pracovního prostoru stroje před odletujícími třískami
·       Tuhé obrobky s tuhým upnutím
Supertvrdé řezné materiály
Perspektivní synteticky vyrobené materiály
·       Polykrystalický kubický nitrid boru
·       Polykrystalický diamant – obrábění neželezných materiálů, hliníkové slitiny zejména s vysokým obsahem křemíku, bronzy, mosazi, kompozity, slitiny titanu, keramika
·       Diamant – přírodní a syntetické (výhodnější ekonomicky i technologicky) – obrábění neželezných kovů a slitin
·       Kubický nitrid boru – obrábění bílé a legované litiny, tvrdých návarů a stellitů, odolnost proti teplotnímu namáhání se blíží 1500 °C.
Brousící materiály
Brusivo – Ostrohranná zrna různých velikostí, jejichž ostré hrany vystupují v různých výškách nad povrch brousícího nástroje a tím vznikají břity s velmi různou geometrií, zpravidla s úhlem řezu větším než 90°.
Pojivo – slouží ke stmelení brusiva a spolu vytvářejí různé tvary brousících nástrojů

Žádné komentáře:

Okomentovat

TEORIE SVAŘOVÁNÍ, DRUHY SVAŘOVÁNÍ

  TEORIE SVAŘOVÁNÍ, DRUHY SVAŘOVÁNÍ Svařování ·          Metoda kterou vytvořím nerozebiratelné spojení dvou částí kovů pomocí tepla při tep...