NÁSTROJOVÉ MATERIÁLY
Vlastnostem materiálu na řezné nástroje,tj.jeho tvrdosti,pevnosti,houževnatosti,odolnosti proti otěru a
tepelné odolnosti,se říká souhrnně řezivost.Řezivost je dána řadou činitelů,jako
chem.složením,způsobem výroby,tepelným a jiným zpracováním,např.tvářením,pájením apod.
V současnosti se používá pro řezné nástroje řada materiálů,jsou to:
1.Nástrojové oceli-uhlíkové, -slitinové, rychlořezné
2.Slinuté karbidy, povlakované slinuté karbidy
3.Keramické řezné mat.
4.Diamanty.
5.Brousící mat.
Nástrojové oceli
Nástrojové oceli uhlíkové
-Vhodné především pro ruční nástroje.
-Pro strojní obrábění se používají jen vyjimečně.
-Bez přísad.prvků.
-Vlastnosti dány pouze obsahem uhlíku.
-Nejvíce se používají nadeutektoidní oceli s obsahem uhlíku od 1.0 do 1.35 %,které mají dostatečnou
tvrdost i houževnatost.
-Vhodné pro ruční výstružníky,závitníky,dláta,pily apod.
-Oceli s vyšším uhlíku,do 1.5%,mají vysokou tvrdost,ale nízkou houževnatost a jsou vhodné pro výrobu
pilníků.
Nástrojové oceli slitinové
Oceli manganové (19 3xx)
-Karbidy manganu se tvoří,obsahuje-li ocel více než 20 % Mn.
Menší obsah manganu tvrdost neovlivňuje.
-Již malé množství manganu zpomaluje překrystalizaci po kalení
-Oceli obsahující asi 2 % Mn se při kalení minimálně deformují a vykazují vysokou rozměrovou stálost.
-Manganové oceli se používají tam,kde záleží na dodržení tvarové a rozměrové přesnosti,např.na
závitníky,závitové čelisti,závitové frézy,ruční výstružníky a měřidla.
Oceli chromové (19 4xx)
-Chrom tvoří samostatné karbidy vysoké tvrdosti a stabilizuje karbidy ostatních prvků i za vyšší
teploty.Zvyšuje tak tvrdost oceli a její otěruvzdornost.
-Při obsahu 4% Cr jsou oceli kalitelné již na vzduchu.
-Obsah chrómu nad 20% se projevuje tzv.sekundární tvrdostí.
-Chrom je kromě karbidů chrómu rozpuštěn i v základní hmotě feritu a zvyšuje tak pevnost a
houževnatost oceli.
-Chromové oceli vynikají řezivostí a odolností proti otěru
-Jsou vhodné pro nástroje,u kterých se vyžaduje vysoká tvrdost a houževnatost a snadné
tep.zprac.,např. šroubovité vrtáky.
Oceli wolframové (19 7xx)
-Karbidy wolframu jsou v austenitu těžko rozpustné,proto si wolframové oceli zachovávají tvrdost i při
vyšších teplotách.
-Vlivem wolframu se měrné teplo oceli zvyšuje a snižuje se jejich tepelná vodivost.Proto jsou
wolframové oceli velmi náročné na tep. Zpracování.
-Používáme pro chirurgické nástroje ,vrtáky,frézy.
Oceli slitinové rychlořezné (19 8xx)
-Tyto oceli,dále jen rychlořezné oceli,by měly patřit svým vysokým obsahem wolframu mezi oceli
wolframové.Pro své velmi odlišné vlastnosti byly však zařazeny do samostatné skupiny.
Vliv jednotlivých legujících prvků na vlastnosti RO:
Wolfram (W)
-Tvoří samostatné,velmi tvrdé karbidy wolframu.
-Zabraňují tvoření karbidů železa,které jsou méně tvrdé.
-Zabraňují difůzi jiných kovů do 6500C.
-Podporuje stálost tvrdosti i za vyšších teplot
-Optimální množství wolframu je 18%.
Chrom (Cr)
-Tvoří samostatné,velmi tvrdé karbidy.
-Zvětšuje množství zbytkového austenitu po kalení.
-Stabilizuje karbidy i při vyšších teplotách.
-Optimální množství chrómu jsou 4%
Vanad (V)
-Jeho slučivost s uhlíkem je vysoká,a proto tvoří samostatné,velmi tvrdé karbidy,podstatně tvrdší než
karbidy ostatních legujících kovů.
-Zjemňuje zrno a zvyšuje tak tvrdost RO rychleji než její křehkost.
-Min.obsah Vanadu v RO musí být 1%.
Molybden (Mo)
-Má stejný vliv jako wolfram.Působí navíc příznivě na rovnoměrnost a jemnost struktury RO.Může plně
nahradit wolfram v poměru 1:2
Kobalt (Co)
-Při popouštění RO se vylučuje jako fáze CoW a vykazuje značnou tvrdost.
-Zvyšuje stabilitu přechodových struktur vzniklých kalením.
-Zabraňuje zhrubnutí zrna při ohřevu RO na vyšší kalící teploty.
Slinuté karbidy
Karbid wolframu
-Zaručuje tvrdost za vysoké teploty,odolnost proti opotřebení a chemickou stálost.
Karbid titanu
-Zvyšuje tvrdost a chemickou stálost za vyšších teplot,snižuje však pevnost SK v ohybu a zvyšuje jejich
křehkost,zhoršuje tepelnou vodivost a zvětšuje tepelnou roztažnost SK.
Karbid tantalu
-Má podobné účinky jako karbid titanu.
-Navíc zjemňuje strukturu SK.
Kobalt
-Jako nekarbidotvorný prvek vytváří síťové pojivo mezi zrny karbidů.
Třídění a značení SK
Skupina P-slinuté karbidy typu WC-TiC-Co nebo WC-TiC-TaC-Co.Jsou určeny pro obrábění
houževnatých mat. s tvářenou třískou.
Skupina M-slinuté karbidy typu WC-TiC-TaC-Co nebo WC-TiC-Cr3C2.Jsou pro univerzální použití k
obrábění všech druhů litin,ocelí a těžko obrobitelných slitin.
Skupina K-slinuté karbidy typu WC-Co pro obrábění mat.s drobivou třískou (šedé litiny,neželezných kovů
a jejich slitin, kalených ocelí a plastů.
Podle mechanických vlastností jsou SK v každé skupině ještě
dále tříděny a číselně označeny dvoumístným číslem (např.
01,05,10,20,30,40,50).SK s nízkými čísly (P01,P10,M10,..)
mají vysoký obsah karbidů, jsou velmi tvrdé a odolné proti
otěru.Mají však malou houževnatost a malou pevnost v ohybu.
K obrábění nepřerušovaným řezem.SK s vysokými čísly(P50,
M30,K50,...) mají vysoký obsah kobaltu a vyznačují se vysokou pevností v ohybu a houževnatostí.Pro
nejtěžší
obrábění s třískou velkého průřezu a přerušovaným řezem.
Keramické řezné materiály
KM se rozdělují do tří skupin:
1.Čisté oxidy.
Je to téměř čistý oxid hlinitý Al2O3 s malým množstvím mineralizátorů snižujících teplotu slinování.(asi
3%
hořečnatých sloučenin).
2.Cermety.
Obsahují kromě oxidu hlinitého větší množství (až 40%)
čistých kovů (Ni,Mo,Cr).Cermenty vykazují proti čistým
oxidům poněkud větší houževnatost i tvrdost.
3.Karbidové oxidy.
Základní látkou je oxid hlinitý nebo oxid hořečnatý a až 50% karbidů kovů (TiC,Mo 2C,WC).Mají rovněž
vyšší houževnatost
než čisté oxidy a mimořádně jemnou strukturu a odolnost
proti opotřebení.
Diamanty
Diamant je čistý uhlík se stopami příměsí,které určují jeho fyzikální vlastnosti a jeho
zabarvení.Uspořádání atomů v krystalické mřížce patří do kubické soustavy s osmnácti atomy.Diamant
je nejtvrdším minerálem vůbec a nelze jej nahradit ani keramickými řeznými mat.,ani SK
Brusivo
K výrobě brousících nástrojů a pomůcek se jako řez mat.používá ostrohranných zrn velké tvrdosti.Podle
původu se brusivo dělí na přírodní a umělé.K výrobě brousících nástrojů se používá výhradně umělého
brusiva.Jsou to:
Umělý korund
Je to tavný oxid hlinitý.Běžný umělý korund obsahuje 85 až 98% oxidu hlinitého a má hnědou až černou
barvu podle čistoty surovin.
Karbid křemíku (SiC)
Vyrábí se redukcí oxidu křemičitého velmi čistým koksem.Karbid křemíku má vyšší tvrdost než
korund,ale má i větší křehkost.
Karbid boru (B4C)
Jeho výroba je velmi drahá.Výchozí surovina je kyselina boritá a velmi čistý koks.Produktem jsou
malé,kovově lesklé krystalky o vysoké tvrdosti
Kubický nitrid boru
Uspořádání atomů v krystalové mřížce nitridu boru je podobné jako u diamantu.
Download

Nástrojové Materiály..