Nástrojové řezné materiály – technologie

Otázka: Nástrojové řezné materiály

Předmět: Technologie

Přidal(a): Romis

V této práci jsou uvedeny a popsány všechny nástrojové materiály a jejich použití. Toto téma je z předmětu technologie.

Rozdělení nástrojových ocelí

Třída 19

ocel uhlíková 19 0xx, 19 1xx, 19 2xx
ocel slitinová 19 3xx, 19 7xx
ocel vysokolegovaná – rychlořezná 19 8xx, 19 9xx

Třída 18

nástroje se slinutými karbidy 18 0xx , 18 999

Třetí číslice vyjadřuje přísadovou skupinu nebo kombinaci přísadových prvků:

0 — Nástrojové oceli uhlíkové (nástrojové oceli nelegované)
1 — Nástrojové oceli uhlíkové (nástrojové oceli nelegované)
2 — Nástrojové oceli uhlíkové (nástrojové oceli nelegované)
3— Nástrojové oceli manganové, křemíkové, vanadové (nástrojové oceli slitinové)
4— Nástrojové oceli chromové (nástrojové oceli slitinové)
5— Nástrojové oceli chrom-molybdenové (nástrojové oceli slitinové)
6— Nástrojové oceli niklové (nástrojové oceli slitinové)
7— Nástrojové oceli wolframové (nástrojové oceli slitinové)
8 — Nástrojové oceli rychlořezné (nástrojové oceli rychlořezné)
9— Volné, neobsazené (nástrojové oceli rychlořezné)

Čtvrtá číslice vyjadřuje u nástrojových legovaných ocelí příslušnou kombinaci přísadových prvků.

Pátá číslice je pořadovou číslicí.

1.Nástrojové oceli uhlíkové (nelegované)

-Na řezné se doporučují oceli s větším obsahem uhlíku (0.7 – 1.4%).
–Díky tepelnému zpracování získají tvrdost až 62-67 HRC teploty vydrží až do 220°C
-Řezná rychlost do 12m/min
-Při vysokých rychlostech malá řezivost
-Používá se např. závitníky, výstružníky, válečkové kalibry
-19 0xx, 19 1xx, 19 2xx

2.Nástrojové oceli slitinové (legované)

-Volí se pro více namáhané nástroje.
-Jsou legované : V, Cr, W, Mo, Si, Mn, Ni, a jejich kombinacemi.
–snesou teploty kolem 260°C
-Řezná rychlost kolem 15m/min
-Používá se např. výstružníky, závitníky, frézy
-19 3xx, 19 4xx, 19 5xx, 19 6xx, 19 7xx

3.Nástrojové oceli slitinové rychlořezné (HSS)

-Rychlořezné oceli umožňují zvýšení řezné rychlosti a tím i zvětšení produktivity práce.
–Jsou vysoko legované, součet legujících prvků je více jak 10.
-Tvrdost až 64-68 HRC, do teplot až 560°C
-19 8xx

4.Nástrojové oceli slitinové na lité nástroje

-Lité nástroje z rychlořezných ocelí, mají lepší řezivost než nástroje kované.

5.Nástrojové oceli se slinutým karbidem (SK)

-Slouží pro největší řezné rychlosti, až pětinásobě oproti RO.
-Jde jimi obrábět i nejtvrdší materiály.
-Vyznačují se vysokou tvrdostí až 88-98 HRC, velkou pevností v tlaku, i vysokou odolností proti opotřebení při vysokých teplotách až do 700-1000°C
-Vyznačují se odolností proti korozi, špatnou tepelnou a elektrickou vodivostí.
-Jejich nedostatkem je veliká křehkost.
- Mohou se rozdělit také podle chemického složení:
- Jednokarbidové označení K (wolframové)
- Dvojkarbidové označení P (wolframtitanové)
- Kombinované označení M

a) Nepovlakované SK

–Skupina HW
-Používají se především pro práce s malými tloušťkami třísky, při obrábění neželezných kovů

b)Povlakované SK

-Skupina HC
-Povlak o tloušťce 4 – 6 μm má vysokou tvrdost umožňuje použití vyšších ŘR, neboť povlakované vrstvy nedifundují do třísky tak rychle, jak karbid Wolframu
Barva povlakovaných destiček záleží na složení povlku:
- Žlutá – TiC
- Modrofialová – 70 %TiN + 30 %TiC
- Střibrošedá – 50 % TiN + 50 % TiC
- Šedá – TiN
- Bílá – Al2O3

Povlakované SK – umožňují zvýšit ŘR o 30 – 70 % ve srovnání s nepovlakovaným SK

Cermety

CERamics a METal je zde kombinace tvrdosti keramiky a houževnatost kovu.

-Jsou to slinuté materiály na bázi karbonitridu titanu.
-Výhodou je vysoká tepelná odolnost, nejlepší využití je pro jemné nebo dokončovací soustružení kalených nebo popouštěných ocelí nepřerušovaným řezem.
-Vyrábí se práškovou metalurgií.
-Byly vyvinuty v Japonsku. V Evropě se příliš nerozšířil, ale dá se použít při dokončovacím obrábění.

Kubický nitrid boru (KNB) (PKNB)

-Po diamantu je nejtvrdším řezným materiálem.
-Polykrystalický nitrid boru má vysokou tvrdost za tepla.
-Vysokorychlostní soustružení a frézování kalených ocelí, šedé litiny, tvrdých žáropevných materiálů, kalených ocelí a nežíhaných tvrdých litin.
-Vysoká pevnost břitu a odolnost proti opotřebení.

Diamant (PKD-Polykrystalický diamant)

-Polykrystalický diamant: diamantové částice jsou slinuté pomocí kovových částic.-Jemná struktura diamantu dovoluje vybrušování velmi ostrých břitů.
-Je to nejtvrdší materiál.
-Používá se k vysokorychlostnímu soustružení a frézování všech neželezných a nekovových materiálů.

U těchto dvou materiálů se používají velmi vysoké řezné rychlosti, také dodržení malých hloubek řezu a malých posuvů, je výslovně zakázáno chladit!!

Oxid hlinitý (Al₂O₃)

-Tento opomíjený materiál je charakterizován jako krystalický materiál se složkami nekovového materiálu.
-Jsou slinuté korundy. Mají vysokou stálost do teploty 1600 °C.
-Vyznačují se mírnou až vysokou mechanickou pevností (300 až 630 MPa), vysokou pevností v tlaku (2000 až 4000 MPa).Mají i vysokou tvrdost (15 až 19 GPa)
-Vysoká odolnost proti korozi a opotřebení.

Porovnání řezných podmínek

Nejmenší řeznou rychlost vyvíjí nástrojové oceli z tříd 19 0xx až 19 7xx.
Řezná rychlost se pohybuje od 12m/min do 15m/min.
Vydrží teplo ty až 600°C.
Musíme chladit jinak hrozí rychlejší opotřebení destičky.
Vyšší řeznou rychlost vyvíjí slinuté karbidy, a vydrží i vyšší teploty.
Vydrží teploty až 1000°C.
V porovnání s RO jsou slinuté karbidy tvrdší a otěruvzdornější, mají větší pevnost v tlaku, ale jsou méně houževnaté. Mají vyšší tuhost (více než dvojnásobné E) a proto se využívají jako konstrukční materiál pro štíhlé vyvrtávací tyče. Karbidy skupiny K mají výbornou tepelnou a teplotní vodivost, která se využívá u nástrojů pro operace vyžadující dostatečný odvod tepla z místa řezu.
Vyznačují se vysokou tvrdostí až 88-98 HRC, velkou pevností v tlaku, i vysokou odolností proti opotřebení při vysokých teplotách až do 700-1000°C
U destiček ze slinutých karbidů musíme chladit!! Jinak se velmi rychle ztupí.

Vlastnosti

Norma ISO 513

Podle této normy se nástrojové materiály dělí do 6 skupin. Tyto oblasti se dále dělí podle materiálu, kterým se obrábí. Důležitými znaky jsou písmena a barvy. Tyto materiály jsou seřazeny podle relativního opotřebení a pevnosti dvojciferným číslem. Čím je číslo vyšší, tím můžeme použít vyšší posuvové rychlosti a vyšší pevnost. Čím je číslo nižší tím můžeme použít vyšší řezné rychlosti, a vyšší otěruvzdornosti.

Rozdělujeme:

-P (modrá barva)
-M (žlutá barva)
-K (červená barva)
-N (zelená barva)
-S (hnědá barva)
-H (šedá barva)

Skupina P: je určena pro obrábění materiálů, které tvoří dlouhou třísku, jako jsou uhlíkové oceli, slitinové oceli.

Skupina M: tato skupina je na univerzální použití, je určena pro obrábění materiálů které tvoří střední a delší třísku jako jsou lité oceli a tvárné litiny.

Skupina K: tato skupina je pro obrábění materiálů, které vytváří krátkou drobivou třísku, zejména litiny.

Skupina N: je určena k obrábění materiálů z neželezných kovů, zejména hliníku.

Skupina S: tato skupina se používá pro obrábění tepelně odolných slitin na bázi železa, niklu a kobaltu.

Skupina H: je vhodná na obrábění kalených a vysoce tvrdých ocelí, tvrzených a kalených litin.

Zdroje:

Seznam: Ostravská univerzita [online]. [cit. 2018-11-28]. Dostupné z: https://www.osu.cz/dokumenty/proportal/pdf/kpv/soustruzeni/03007.html