VÝROBA/OBRÁBĚNÍ
PŘÍRUČKA
PRO TECHNOLOGY
– OBROBITELNOST
NEREZOVÝCH OCELÍ
www.mmspektrum.com/120114
Seco Tools CZ
V minulém čísle seznámil Patrick De Vos čtenáře s pojmem obrobitelnost.
V tomto díle se zaměřil na obrobitelnost nerezových ocelí.
Oceli jsou považovány za nerezové, pokud
jsou vysoce odolné proti korozi. Odolnost
proti korozi vzniká díky rozpuštění dostatečného množství chromu v železe, který na povrchu vytvoří souvislý, přilnavý a regenerační
ochranný film oxidu chromu. Nutná je alespoň 10,5% koncentrace chromu. Základem
většiny nerezových ocelí je uspořádání prvků
Fe-Cr-C a Fe-Cr-Ni-C, obsah dalších legujících prvků je však také velmi důležitý.
Nerezové oceli jsou používány zejména
tam, kde je zapotřebí vysoká odolnost proti
korozi a v aplikacích při zvýšených teplotách
v náročných prostředích – díky své odolnosti proti korozi a schopnosti zachovat si svou
mechanickou pevnost při vysokých teplotách. Nerezové oceli se používají v automobilovém průmyslu, (petro)chemickém a potravinářském průmyslu, v zařízeních na výrobu energie atd.
Obrobitelnost materiálů je ovlivněna pěti základními vlastnostmi materiálu: tažností (přilnavostí), tendencí k deformačnímu
zpevnění, tepelnou vodivostí, tvrdostí a abrazivností.
Pokud porovnáme austenitické nerezové oceli s legovanou ocelí 42CrMo4, která
tendencí k adhezi. Mikrogeometrie řezné
hrany musí kompenzovat vysokou tažnost
a musí dobře utvářet třísky. V porovnání s ocelí by měla být řezná rychlost zvýšena pro omezení vysoké tendence k adhezi.
Zvláštní pozornost je třeba věnovat drobnému vylamování řezné hrany (z důvodu tvorby nárůstků), vrubovému opotřebení a odlupování povlaku.
Deformační zpevnění
Nerezové oceli mají vyšší sklony k deformačnímu zpevnění. Správná mikrogeometrie řezné hrany toto musí eliminovat (ostřejší hrany snižují deformační zpevnění
během řezného procesu). Hloubku řezu je
nutné neustále měnit (rozloží se tak riziko
vzniku výrazného vrubového opotřebení na
ostří během obrábění v deformačně zpevněné vrstvě) a zvolit co možná nejvyšší posuvy. Větší vrubové opotřebení a drobné vylamování řezné hrany jsou přirozeným důsledkem této vlastnosti materiálu.
Tepelná vodivost
Nerezové oceli mají nižší tepelnou vodivost, tzn. že třískami je odváděno méně tep-
Dělení nerezových slitin
Na trhu je k dispozici široká škála nerezových slitin. Podle převažujících prvků v mikrostruktuře lze nerezové oceli rozdělit do pěti hlavních skupin:
• martenzitické nerezové oceli (tvrdé a abrazivní, obvykle magnetické, tepelně zpracovatelné);
• feritické nerezové oceli (v podstatě měkké
čisté železo, nelze je tepelně zpracovávat,
magnetické);
• austenitické nerezové oceli (nejběžnější
mikrostruktura v nerezi, zpravidla nelze
tepelně zpracovávat, vysoký sklon k deformačnímu zpevnění, nemagnetické)
• duplexní nerezové oceli (houževnaté, pevné a univerzální, obsahují feritickou i austenitickou fázi, stále více používané, oproti běžným austenitickým nerezovým ocelím obtížněji obrobitelné);
• PH nerezové oceli (velmi tvrdé, pevné a tepelně zpracovatelné, PH znamená precipitačně vytvrzované – slitina reaguje rychle
a důrazně na jakékoliv tepelné zpracování).
76 | MM Průmyslové spektrum | 1, 2 | 2012
Nerezové oceli
je často používána jako referenční materiál pro určení obrobitelnosti, zjistíme zajímavé rozdíly.
Tažnost
Nerezové oceli obvykle vykazují vyšší tažnost (a přilnavost) než běžné oceli. To znamená, že řezné materiály musí být houževnatější a povlakované vrstvou s nižší
la, proto je více tepla přenášeno do řezné
hrany, což vede k vyšším teplotám na řezné
hraně. U řezného materiálu je velmi důležitou vlastností vysoká tvrdost za vysokých
teplot. Řezné rychlosti a posuvy zvolte pečlivě tak, aby se vznik tepla omezil a co nejvíce tepla bylo odvedeno třískami. Plastická deformace je typickým opotřebením nástroje.
Austenitické nerezové oceli versus 42CrMo4
Tvrdost
Nerezové oceli mají srovnatelnou tvrdost
s ocelí. Řezné síly budou tedy podobné jako u ocelí a nejsou nutná jakákoliv zvláštní
opatření pro kompenzaci řezných sil. Hloub-
ky řezu a posuvy nemusíme ve srovnání
s aplikacemi v ocelích nijak omezovat. V případě správné volby všech ostatních parametrů by hlavním druhem opotřebení měl být
otěr na hřbetu.
Abrazivnost
Nerezové oceli jsou více abrazivní, což klade zvláštní nároky na povlak. Povlaky používané v aplikacích pro nerezové oceli musejí být vysoce otěruvzdorné. Je velmi důležité
maximalizovat využití nástroje, tj. maximalizovat objem odebraného materiálu po dobu životnosti nástroje. Abrazivnost způsobuje rychlý vznik výmolů.
Po zhodnocení výše uvedených vlastností
materiálu a jejich důsledků ovlivňujících řezný proces lze obrobitelnost nerezových ocelí definovat jako odlišnou od obrobitelnosti
ocelí. Nerezové oceli si zasluhují odlišný přístup při výběru nástrojů a také při volbě řezných parametrů.
V dalších článcích této série se budeme
detailněji zabývat různými činiteli určujícími
obrobitelnost: řeznými silami, teplem a teplotou při obrábění, utvářením třísky, opotřebením a životností nástroje, integritou povrchu obrobené plochy

Podrobné informace k této problematice
lze získat také v rámci vzdělávacího programu STEP (Seco Technical Educational
Programme).
PATRICK DE VOS, MSC
Placená inzerce
2012 | 1, 2 | MM Průmyslové spektrum | 77
Download

obrobitelnost nerezových ocelí