Témata
Reklama

Příručka pro technology - Obrobitelnost nerezových ocelí

V minulém čísle Patrick de Vos seznámil čtenáře s pojmem obrobitelnost. V tomto díle se zaměřil na obrobitelnost nerezových ocelí.

Tento článek je součástí seriálu:
Příručka pro technology
Díly

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.

Obr. 1. Nerezové oceli

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.

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).

Obr. 2. Austenitické nerezové oceli versus 42CrMo4

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 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 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.

Reklama
Reklama
Reklama

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 tepla, 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.

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. Hloubky 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.

Seco Tools CZ

//www.secotools.com/cz

Reklama
Vydání #1,2
Kód článku: 120114
Datum: 15. 02. 2012
Rubrika: Výroba / Obrábění
Autor:
Seriál
Související články
Pořádná špona je dnes věda

S obráběním, vrtáním pomocí nástroje začali pravděpodobně jako první už staří Egypťané cca 4 000 let před naším letopočtem, přičemž využívali tětivu luku – základ smyčcového soustruhu. Potom přišel středověk, dále Leonardo da Vinci a návrh prvního soustruhu… Technologie třískového obrábění ale v porovnání s dnešní dynamikou vývoje postupovala jen pomalu.

EMO zrcadlem pokroku a inovací

Při příležitosti prezentace veletrhu EMO 2017 Hannover před evropskou novinářskou obcí se uskutečnilo i pražské zastavení. Zastoupení Deutsche Messe pro ČR zorganizovalo tiskovou konferenci, které se vedle generálního ředitele EMO Hannover Christopha Millera účastnil i tiskový mluvčí hannoverského veletržního komplexu Hartwig von Sass spolu s ředitelem českého svazu SST Ing. Paclíkem a předsedou Společnosti pro obráběcí stroje doktorem Smolíkem.

Modely optimalizace procesu obrábění

Rozvoj nových poznatků o nástrojové technologii přináší maximální výhody pouze tehdy, je-li na proces obrábění pohlíženo jako na jediný konzistentní model. Je přitom životně důležité posuzovat různé výrobní scénáře a zásadní vlivy každého z nich na celkovou, globální ekonomiku výroby.

Související články
Další krok: propojení technologie obrábění kovů s ekonomikou výroby (2. část)

Proces obrábění kovů je způsob výroby, kdy jsou obrobky vyráběny odebíráním materiálu ve formě třísek. Ostří nástroje vtlačováno do materiálu obrobku, ten se deformuje tak silně, až dojde k oddělení materiálu ve formě třísek. Základním prvkem v tomto procesu je řezná hrana, která provádí skutečný řezný proces. Pochopení vzájemného působení mezi břitem a materiálem obrobku je základem pro důkladné porozumění procesu obrábění kovů.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Odborné vzdělávání v rukou praxe

Znalosti kvalifikovaného personálu a poznání všech firemních souvislostí hrají mj. jednu z klíčových rolí při zavádění nových technologií a jejich efektivního využívání směrem k ekonomické stabilitě daného subjektu. Kdo je však nositelem oněch potřebných znalostí? Stát v oblasti odborného vzdělávání bohužel dlouhodobě pokulhává a důsledky nekoncepčnosti práce ministerstva školství především v oblasti středního stupně se aktuálně projevují v plné míře.

Úspora vedlejších časů

V současné době se firmy v České republice potýkají s nedostatkem pracovníků. Obzvláště citelná je tato situace v oblasti strojírenství, kde jsou na pracovníky kladeny vyšší požadavky na vzdělánV současné době se firmy v České republice potýkají s nedostatkem pracovníků. Obzvláště citelná je tato situace v oblasti strojírenství, kde jsou na pracovníky kladeny vyšší požadavky na vzdělání a praxi v oboru. Nelze ani očekávat, že se situace sama zlepší nebo nás zachrání zahraniční pracovníci. í a praxi v oboru. Nelze ani očekávat, že se situace sama zlepší nebo nás zachrání zahraniční pracovníci.

Nový pohled na moderní CAM programování v praxi

Při své dennodenní praxi se odborníci firmy Grumant u svých zákazníků opakovaně setkávají s tím, že jsou programy připravovány přímo na strojích. Důsledkem toho jsou ztráty strojní kapacity a dále dochází ke ztrátě kontroly nad výrobním procesem z hlediska použitých strategií a řezných podmínek. Ani tam, kde se již používá CAM programování, nemusí být vyhráno. O tom, jak revolučně vidí CAM programování ve firmě Grumant, pojednává tento článek.

Progres v navyšování podílu na trhu

Skupina Plansee Group dosáhla v hospodářském roce 2017/18 konsolidovaného obratu 1,3 miliardy euro, což znamenalo nárůst o 11 % ve srovnání s předchozím obdobím. V rámci bilanční tiskové konference konané v Reutte o tom informovali členové představenstva Bernhard Schretter a Karlheinz Wex.

Proč používat strategii trochoidního frézování?

Strategie trochoidního frézování byla na trh díky svým výhodám uvedena už před několika léty, ale přesto se často setkáváme se zákazníky, kteří používají výhradně tradiční metody obrábění. Důvodem nejsou nedostatečné možnosti strojového parku nebo absence kvalitního CAM systému pro programování. Důvodem je nejčastěji obecná neznalost této strategie frézování a konzervativní myšlení.

Rychlovýměnný upínací systém

Společnost v-tech v minulém roce představila modulární rychlovýměnný systém pro CNC obráběcí stroje. Slouží jako rozhraní mezi stolem CNC stroje a upínačem obrobku, který může být v podobě svěráku, univerzálního sklíčidla či přípravku.

Zero point - efektivní způsob upínání obrobků

Soustava stroj–nástroj–obrobek předurčuje, jak přesné a kvalitní bude obrobení polotovaru obrobku. K významným, ale bezesporu velmi podceňovaným prvkům tohoto procesu patří také upínání obrobku. O trendech v upínání obrobků pomocí technologických palet pojednává tento příspěvek.

Na cestě k nulové chybě upínání

I ta nejmenší cizí tělíska (prach, třísky apod.) mezi dutinou vřetena a stopkou nástroje mohou zapříčinit nepřesnost upnutí vrtáku nebo frézy, což má za následek výrobu zmetků nebo poškození nástroje a tím přerušení výroby. Toto mohou odstranit měřicí systémy se senzory.

Jak úspěšné soustružit tvrzené součástí

Soustružení tvrzených součástí (HPT) se v průběhu posledních 10 -15 let stalo respektovanou a cenově efektivní alternativou k broušení. Bylo prokázáno, že díky této metodě lze zkrátit dobu obrábění a snížit náklady o 70% i více. Ale vedle výhod souvisejících se zkrácením vlastního času cyklu, nabízí HPT i celou řadu dalších výhod. HPT je definováno jako soustružení ocelí s tvrdostí vyšší než 45 HRC (obvykle v rozmezí 55-68 HRC), přičemž jako typické příklady obráběných součástí lze zmínit brzdové kotouče, převodová kola, pastorky řízení, sedla ventilů, písty, vložky válců nebo tělesa spojek.

Bezdotykové orovnávání brousicích kotoučů

Exaktní orovnávání diamantových brousicích kotoučů musí zajistit jak vytvoření požadovaného tvaru, tak i optimální topografii povrchu. U mechanických technologií vznikají vždy síly mezi nástrojem a kotoučem. Bezkontaktní strategie nyní používá pro orovnávání kotoučů technologii elektroerozivního řezání drátovou elektrodou.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit