Stale narzędziowe
1. Wprowadzenie
Rysunek 1. Klasyfikacja stali narzędziowej.
Stal narzędziowa to stal, z której wykonuje się narzędzia do kształtowania wszystkich grup materiałów: metali (przez kucie, cięcie, wyciskanie, ciągnienie, walcowanie lub odlewanie do form metalowych oraz do kształtowania), polimerów, ceramik oraz kompozytów.
Stale te są zatem twardymi materiałami wysokiej jakości, odpornymi na ścieranie, na działanie ciepła i zdolnymi do przenoszenia dużych naprężeń zarówno w temperaturze pokojowej, jak i zbliżonej do 700º C, przy bardzo małym zużyciu. Własności stali narzędziowych wynikają ze zdolności do hartowania podczas chłodzenia z zakresy austenitu.
Głównym celem dodawania pierwiastków stopowych jest: zwiększenie hartowności, odporności na odpuszczające działanie ciepła oraz zachowanie twardości w wysokiej temperaturze. Przeważnie dodaje się: Cr, Mo, W, V oraz Mn. Stale te są wytapiane w małych łukowych piecach elektrycznych. Mogą być również wykonywane techniką metalurgii proszków, gdy pożądany skład chemiczny jest trudny do uzyskania tradycyjną techniką. Skład chemiczny poszczególnych grup stali narzędziowych określa norma PN-EN ISO 4957:2002 (U). Klasyfikacja stali narzędziowych przedstawiona została na rysunku 1.
Podstawowymi własnościami stali narzędziowych, określającymi ich zachowanie podczas eksploatacji, są:
• odporność na zużycie i odkształcenie
• udarność
• odporność na odpuszczające działanie ciepła.
2.Stale narzędziowe do pracy na zimno.
Stale narzędziowe do pracy na zimno są przeznaczone na narzędzia, które podczas pracy nie nagrzewają się powyżej temperatury 250 º C. Stale te charakteryzuje duża twardość oraz odporność na ścieranie, co wynika ze stosowania ich w stanie zahartowanym i nisko odpuszczonym. Mikrostruktura stali po hartowaniu składa się z martenzytu, węglików nierozpuszczonych podczas austenityzowania i austenitu szczątkowego. Stal z większą ciągliwością przeznaczone są na narzędzia narażone na działanie obciążeń o charakterze dynamicznym.
Stale narzędziowe do pracy na zimno dzielimy na stale niestopowe oraz stopowe. Pierwiastki stopowe tworzące węgliki (Cr, V, Mo, W) powodują u stali stopowych, przy tej samej twardości, większą odporność na ścieranie niż mają stale niestopowe.
2.1 Stale narzędziowe niestopowe do pracy na zimno.
Stale niestopowe do pracy na zimno muszą mieć przede wszystkim dużą twardość i odporność na ścieranie. Na znak tych stali składa się litera C a za nią liczba będąca 100-krotną zawartością węgla, natomiast końcowe oznaczenie literą U oznacza przeznaczenie stali na narzędzia.
