Témata
Reklama

Tvrdokov - vysoce odolný materiál proti opotřebení

Použití tvrdokovu jako materiálu s vysokou odolností proti opotřebení je dáno jeho vlastnostmi: vysokou tvrdostí, vysokou pevností v tlaku, vysokým modulem pružnosti, dostatečnou houževnatostí, nepatrnou tepelnou roztažností, dobrou obrobitelností a nepatrnou tendencí k zavaření za studena.

Nejdůležitějšími mechanickými vlastnostmi jsou tvrdost, pevnost a houževnatost. Jejich znalost představuje důležitý základ pro správnou volbu druhu tvrdokovu. U tvrdokovů se všeobecně charakterizuje tvrdost Vickersovou zkouškou (ISO 3878) a pevnost zkouškou ohybem (ISO 3327). Charakteristika houževnatosti křehkých materiálů je relativně problematická. Používá se zkouška houževnatosti, která se může zjistit např. ze zatížení vzorku s jemným zářezem nebo z délky trhliny při Vickersově zkoušce otiskem. Pro určování houževnatosti tvrdokovů není k dispozici žádná norma ISO, ale jen doporučení svazu odborníků pro práškovou metalurgii - obor tvrdokovů.
Reklama
Reklama
Reklama

Mechanické vlastnosti tvrdokovů

Mechanické vlastnosti se mohou u tvrdokovů velmi měnit. U tvrdokovů z WC-Co, které se používají přednostně při odolnosti proti opotřebení, jsou nejhlavnějšími prvky obsah Co a velikost zrna WC. Obrázek 1 ukazuje strukturu různých druhů tvrdokovů. Ze zobrazení trhlin po Vickersově zkoušce je zřetelná protichůdná tendence tvrdosti a houževnatosti (obr. 2). Obrázky 3 a 4 ukazují vliv obsahu kobaltu na mechanické vlastnosti. Maximum pevnosti v ohybu je důsledkem toho, že při vyšším obsahu Co nad určitou mez se mřížka WC rozpouští.
Pevnost tvrdokovu v tlaku je jednoznačně vyšší než v ohybu, zatímco pevnost v tahu je jen asi 50 % pevnosti v ohybu. Z toho v podstatě vyplývá pravidlo používat tvrdokov tak, aby se vyhnul velkému zatížení v tahu.
Vliv velikosti zrna na tvrdost je znázorněna na obrázku 5. Zvětšení zrna WC vede zpravidla ke snížení tvrdosti a ke zvýšení houževnatosti. V podstatě lze konstatovat, že tvrdost charakterizuje odpor k abrazivnímu opotřebení, zatímco pevnost v ohybu a houževnatost charakterizuje chování trhliny a lomu.
Nejdůležitější vlastností, kterou se tvrdokov vyznačuje, je odolnost proti opotřebení. Tato vlastnost představuje kombinaci vyjmenovaných základních vlastností a ukazuje vztah k specifikaci použití. Opotřebení představuje úbytek povrchové vrstvy a nelépe je lze vyzkoušet při praktickém testu, ale možné jsou i zkoušky v laboratorních podmínkách (obr. 6).

Druhy tvrdokovů

Rozlišujeme dvě hlavní skupiny tvrdokovů, jednak tvrdokovy WC-Co s nejširším použitím, jednak tvrdokovy obsahující příměsi karbidu, skládají se v zásadě z WC-TiC-TaNbC-Co. Poslední se používají pro obrábění. Vedle nich existují speciální tvrdokovy s odlišnými pojidly, např. Ni, Fe, Cr, eventuálně s odlišnými karbidy, např. Cr3C2, Mo2C, VC. K tvrdokovům se řadí také cermet, např. na bázi TiCN-NiMo-Co, který rovněž nachází použití v obrábění.
Označení tvrdokovů podle velikosti zrna karbidu se provádí např. podle těchto kategorií: nano, velmi jemné, jemnější, jemné, střední, hrubé a velmi hrubé. Na příkladu sortimentu tvrdokovů odolných proti opotřebením z WC-Co firmy Cerametal lze demonstrovat možnosti variací mechanických vlastností v závislosti na obsahu Co a velikosti zrna WC. V posledních letech jde trend vývoje především ve směru jemnozrných tvrdokovů, jakož i tvrdokovů se speciálními vlastnostmi, např. odolností proti korozi, odolností proti tepelné a mechanické změně a erozi.
Dr. ing. Wolfgang Böhlke
Reklama
Vydání #5
Kód článku: 20529
Datum: 16. 05. 2002
Rubrika: Inovace / Obrábění
Autor:
Firmy
Související články
Nové perspektivy v obrábění titanových draků letounů

Rostoucí využití titanu pro aplikace v leteckém průmyslu je za poslední léta velmi dobře zdokumentováno. Stejně tak se tématem diskuze a zkoumání staly i problémy spojené s efektivním, produktivním a vysoce kvalitním obráběním tohoto oblíbeného materiálu. Každá obrobna chce samozřejmě při frézování titanu optimalizovat výkonnost použité frézy, ale bez vhodných technologií a správného know-how to nemusí být až tak snadné. Díky převratnému objevu se však v současnosti začínají v této oblasti věci měnit.

Nové nástroje z opotřebovaných nástrojů

Není-li možné nástroje ze slinutého karbidu dále přeostřovat, zbývá většinou pouze jedna možnost – odho-dit je do šrotu. Použití nově vyvinuté metody recyklace však nyní umožňuje tyto opotřebované nástroje využít jako výchozí polotovar pro výrobu nástrojů nových.

Zrod (a znovuzrození) břitové destičky

Prakticky veškeré výrobky z kovů se obrábějí pomocí břitových destiček – ať už se jedná o letecký průmysl, výrobu energetických zařízení, nebo oblast spotřebního zboží. Břitové destičky jsou využívány ve velkém měřítku a pro širokou škálu aplikací, od frézování masivních bloků motorů a tvarového obrábění forem využívaných výrobci sportovní obuvi až po obrábění číselníků. Seznam požadavků na břitové destičky je dlouhý: vysoká odolnost proti opotřebení a dlouhá životnost, vysoké rychlosti úběru kovu a maximální spolehlivost, a to i v náročných podmínkách, jako jsou složité dráhy nástrojů nebo hluboké dutiny, špičková výkonnost při obrábění za sucha i za mokra a vynikající kvalita obrobené plochy při dodržení přísných tolerancí.

Související články
Vzestup leteckého a vesmírného trhu

Pro sektor třískového obrábění je automobilový průmysl jedním z nejdůležitějších trhů. V trendu stále více se uplatňujícího elektrického pohonu automobilů se výrobci obráběcích strojů a nástrojů snaží objevit nové trhy. Zaměřují se na letecký a vesmírný průmysl.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Dokonalé povrchy řezných nástrojů

Leštění řezných hran nástrojů je čím dál žádanějším procesem v oblasti strojírenství. Stalo se již zřejmým faktem, že stav řezných hran má obrovský vliv na životnost nástroje a řeznou charakteristiku. Existuje dnes zajímavá alternativa dobře známým procesům, jako je broušení nebo tryskání. Je to úprava řezných hran pomocí vlečného omílání.

Cena MM Award na EMO 2019

Také v roce 2019 došlo na udílení cen MM Award. Jedná se o oficiální a jediné ceny udělované na veletrhu EMO. Porota i letos vybírala z mnoha přihlášených exponátů, nejen německých výrobců. Do užšího výběru se jich dostalo jen pár, a nakonec bylo rozdáno pět hlavních cen v pěti kategoriích. S prázdnou neodešly ani firmy, jejichž produkty se ocitly na druhém a třetím místě. I v tomto roce došlo k jistému „posunu“ ve vnímání obsahu jednotlivých kategorií, a tedy i oceněných produktů. Pojďme se podívat na vítězné exponáty podívat jednotlivě. Je to lehký nástin toho, jak EMO vidí němečtí kolegové.

Aditivní výroba unikátních řezných nástrojů

Aditivní technologie jsou jedním z nosných pilířů Průmyslu 4.0. Od roku 2014, kdy v ČR 3D tisk kovů odstartoval „ve velkém“, byla o této problematice napsána celá řada publikací, díky nimž je tato technologie považována za poměrně známou. Jedním z průkopníků 3D tisku v ČR je firma Innomia, která přinášela informace o technologii DMLS do povědomí českého průmyslu již několik let před tímto zmiňovaných boomem.

Technologie roku 2018

Další z řady odborných seminářů společnosti Misan v jejím sídle v Lysé nad Labem s názvem Technologie roku 2018 se uskutečnil v únoru ve spolupráci se společností Tungaloy. Hlavními tématy byly automatizace výrobních procesů, monitorování a propojování výrobních strojů a systémů a představení nových výrobních zařízení, nástrojů a technologií, které pak byly následně předvedeny v praktické části semináře při ukázkách obrábění. Bonusem na semináři byla přítomnost chairmana a CEO Okuma Europe a Okuma America Corporation Takeshiho Yamamota a senior manažera z oddělení obchodu Okuma Europe Ralfa Baumanna, kteří poskytli MM Průmyslovému spektru exkluzivní rozhovor.

Nový tým WNT - ROTOR Pro Cycling je připraven na sezónu 2018

Prezentace týmu WNT-ROTOR Pro Cycling se uskutečnila v pátek 9. února, kdy se jezdci, management, španělská média a zástupci sponzorů z WNT, odborníci ze skupiny Ceratizit Group, ROTOR a Wolfpack společně sešli v sídle společnosti ROTOR ve španělském Madridu. Tato prezentace se živě přenášela do celého světa.

Horké komory pro práci s radioaktivním materiálem

V Řeži u Prahy bylo vybudováno nové výzkumné centrum, jehož součástí byla také výstavba kom-plexu horkých komor. Účelem výstavby bylo vytvořit pracoviště pro bezpečnou práci s vysoce radi-oaktivním materiálem. Po pěti letech budování se na začátku roku 2017 podařilo úspěšně zahájit aktivní provoz laboratoří, které jsou schopné zpracování, mechanického testování a mikrostrukturní analýzy radioaktivních materiálů (tlakové nádoby, vnitřní vestavby reaktorů, pokrytí paliva) s aktivi-tou až 300 TBq 60Co, materiálů pro reaktory III. a IV. generace a fúzní reaktory.

Veletrh EMO opět v Hannoveru

Mezinárodní kovozpracující veletrh EMO se po čtyřech letech opět vrací do Hannoveru. Konat se bude od 18. do 23. září a podle našich informací je určitě na co se těšit. Letošním heslem veletrhu je „Connecting systems for intelligent production“, volně přeloženo „Propojováním systémů k inteligentní výrobě“. Cílem tohoto článku je představit trendy letošního veletrhu a několik novinek společností, které v průběhu předveletržní tiskové konference prozradily, jaké inovace budou na svých stáncích v Hannoveru prezentovat.

Setkání odborníků třískového obrábění kovů na AMB

Na podzim se významný evropský veletrh AMB opět po dvou letech stane platformou pro prezentaci inovací firem z oblasti kovoobrábění s čelním postavením na světovém trhu. Tak jako v letech předchozích se bude konat v prostorách stuttgartského výstaviště v datech od 13. do 17. září a prý bude zase praskat ve švech.

Pohodlné upínání magnetem

Pokud jde o úsporu času při seřízení a upnutí obrobků bez deformace, je elektricky aktivovaná technologie permanentních magnetů považována za špičkový systém. S trochou konstrukční zručnosti mohou být během sekundy a bez deformace upnuty a z pěti stran obrobeny především velkoformátové díly. Ani v oblasti standardních modulů nezůstává vývoj bez odezvy. Moderní magnetické upínací desky umožňují optické nebo automatizované monitorování upínacího procesu.

Prestižní ocenění Zlatá medaile

Výjimečnost nástroje FreeTurn skupiny Ceratizit potvrdila na letošním Mezinárodním strojírenském veletrhu odborná porota prestižního ocenění Zlatá medaile. Ocenění za inovaci ve zpracovatelské technologii bylo společnosti uděleno za inovativní metodu technologie podélného a čelního soustružení, kdy je hrubování, dokončování a obrábění kontur realizováno pomocí jediného nástroje. Společně s progresivní obráběcí metodou High Dynamic Turning zvyšuje nástroj FreeTurn dynamičnost a efektivnost procesu soustružení.

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