Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Příručka pro technology - Obrobitelnost nerezových ocelí
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.

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.

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.

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
 

Další články

Všeobecné strojírenství
Výzkum/ vývoj
Nástroje pro obrábění / řezné materiály
Obráběcí stroje a technologie

Komentáře

Nebyly nalezeny žádné příspěvky

Sledujte nás na sociálních sítích: