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

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
Příručka pro technology - Jak je to s řeznými silami?

V minulém čísle byl tento seriál zaměřen na obrobitelnost nerezových ocelí. Tento článek je zaměřen na řezné síly při obrábění kovů.

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.

Inovativní produkce a produkce s efektivním využíváním zdrojů

Na přelomu února až března 2013 se v lipských veletržních halách opět setkají vystavovatelé veletržní kombinace strojírenského veletrhu intec a subdodavatelského veletrhu Zuliefermesse z branže kovozpracujícího, zpracovatelského a subdodavatelského průmyslu.

Související články
Příručka pro technology: Ekonomika výroby a celková optimalizace

Ve zpracovatelském průmyslu jsou využívány různé výrobní postupy. Jedním z nich je obrábění kovů, které slouží ke zhotovení obrobků zadaných rozměrů a tvarů, tolerancí a kvality povrchu. Pro obrábění kovů je typická rozmanitá škála používaných obráběcích nástrojů. A nabídka nástrojů ze strany všech dodavatelů je obrovská. První otázkou je, zda jsou všechny tyto nástroje skutečně potřebné. A druhou, zda jsou tyto nástroje aplikovány tak, aby bylo využito jejich maximálního možného výkonu.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Příručka pro technology: Dynamické frézování - využití kompenzačního přístupu

Výroba správně opracovaného komponentu je záležitostí přeměny hrubého obrobku v dokonale dokončený kus tím nejúčinnějším a nejefektivnějším způsobem. Dosažení tohoto cíle je částečně záležitostí geometrie (dráha frézy) a částečně technologie (výběr frézy a řezných podmínek).

Příručka pro technology: Proces obrábění v nerezových ocelích - závěrečné tipy

V předchozích článcích byly popsány materiálové vlastnosti nerezových ocelí a jiných materiálů obrobků, které určují jejich obrobitelnost. Hovořilo se o mechanických i tepelných vlastnostech, chemickém složení, tendenci k deformačnímu zpevnění, struktuře materiálu, vměstcích i o dalších podstatných faktorech obrobitelnosti, jako jsou řezné síly, generované teplo a teplota, utváření třísky a kvalita obrobené plochy. Také byly zmíněny souvislosti mezi vlastnostmi materiálu obrobku a těmito faktory obrobitelnosti.

Příručka pro technology - Jak rozpoznat správné utváření třísek?

Při procesu obrábění kovů je materiál z obrobku odebírán řeznou hranou ve formě třísek. Pokud mají vzniklé třísky nesprávný tvar či jsou odváděny nevhodným způsobem, dojde ke snížení obrobitelnosti. Řízení procesu utváření a odvodu třísky je tedy velmi důležité pro zajištění vysoké obrobitelnosti a efektivity výroby.

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.

Příručka pro technology: Profesionální obrábění kovů … mýtus nebo realita?

Řezné procesy obrábění kovů představují jednu z nejvýznamnějších skupin metod používaných při výrobě obrobků, neboť přinášejí velmi vysokou přidanou hodnotu. Základními užívanými procesy jsou soustružení, vrtání, frézování, vyvrtávání a vystružování a některé další. Cílem využití těchto procesů je výroba obrobků s vysokým stupněm efektivity, tzn. dosažení požadované kvality v daném čase a s vynaložením přiměřených nákladů.

Příručka pro technology: Kompenzační přístup při frézování - řezná rychlost

Výroba správně opracovaného komponentu je záležitostí přeměny hrubého obrobku v dokonalý finální kus tím nejúčinnějším a nejefektivnějším způsobem. Toho lze docílit správnou volbou geometrie (dráha frézy) v kombinaci s vhodnou technologií (výběr frézy a řezných podmínek).

Příručka pro technology - Obrobitelnost

V minulém čísle jsme čtenáře seznámili s připravovaným odborným seriálem na téma obrábění nerezových ocelí. Patrick de Vos, manažer technického vzdělávání ve společnosti Seco Tools Group, ve svém prvním díle popisuje základní pojem obrobitelnost.

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.

Od tlakové slévárny až po kompletní výrobu

Outsourcing u sléváren a kováren nabývá na důležitosti. Přesun obrábění od OEM výrobců do sléváren vedl k tomu, že se řada tlakových sléváren přeorientovala na kompletní výrobu. Příkladem je závod Ljunghäll v České republice, který s podporou firmy Grob rozšířil výrobu z tlakového lití na dodávky komplexních dílů pro automobilový průmysl.

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.

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