Materiale Pentru Scule Aschietoare - Refacut

  • View
    922

  • Download
    26

Embed Size (px)

Transcript

MATERIALE UTILIZATE N CONSTRUC IA SCULELOR A CHIETOARE

2.1 Propriet ile materialelor pentru scule

Fenomenele fizice care nso esc prelucrarea prin a chiere, impun materialului din care este confec ionat partea activ a unei scule a chietoare urm toarele propriet i: y rezisten mecanic , n special la eforturile de compresiune sau ncovoiere, suficient pentru a suporta eforturile de a chiere; y y duritatea s fie superioar durit ii materialului de a chiat; termostabilitate, ceea ce reprezint capacitatea materialului de a- i

men ine propriet ile mecanice, n special duritatea i rezisten a la ncovoiere n urma nc lzirii i men inerii la o anumit temperatur (temperatura de stabilitate); dep irea temperaturii de termostabilitate provoac transform ri structurale ireversibile, cu sc derea pronun at a calit ilor mecanice; y rezisten a la uzur , la cald i la rece. n plus, acestor materiale li se mai cere o bun c libilitate, prelucrabilitate prin a chiere ridicat , conductibilitate termic suficient pentru asigurarea evacu rii rapide a c ldurii degajate n procesul de a chiere, pre de cost sc zut, etc. Cu toate c aceste propriet i sunt determinate de compozi ia chimic i structura intern , calitatea materialului folosit pentru construc ia p r ii a chietoare a sculelor este apreciat prin duriatatea sa, considerndu-se c o valoare a durit ii de 62-64 HRC este suficient n majoritatea cazurilor. Materialele folosite la confec ionarea sculelor a chietoare, care corespund propriet ilor enumerate, sunt: o elurile carbon de scule, o elurile aliate,

amestecurile din carburi metalice, materialele mineralo-ceramice i materialele extradure.

2.2 O eluri carbon pentru scule

Aceste materiale au con inutul n carboncuprins ntre 0,7 - 1,4 %, f r alte elemente dealiere, prezentnd o structur perlitic -feritic sau perlitic cu carburi n exces n starerecoapt i o structur martensitic dur nstare c lit . Duritatea o elurilor carbon pentruscule este influen at de procentul de carboncurbele referindu-se la: 1- stare recoapt , 2 stare forjat , 3 stare c lit . Tratamentul termic de recoacere pentruob inerea perlitei globulare se face prin nc lzirela cca. 740C, urmat de r cire lent n cuptor,urm rindu-se mbun t irea prelucrabilit ii prina chiere.

Materiale utilizate n construc ia sculelor a chietoareC lirea o elului carbon de scule are drept scop ob inerea unei structuri martensitice dure, nc lzirea realizndu-se la o temperatur la care carbonul este dizolvat n fier , formnd austenita. Pentru o elurile hipoeutectoide OSC 7 i OSC 8, dup diagrama Fe C, temperaturile de c lire dep de c lire dep esc cu 40 - 60C linia critic superioar AC3, iar pentru o elurile hipereutectoide OSC 9 OSC 13 temperaturile esc cu 40 - 60C linia critic inferioar , respectiv linia A1. Cre terea exagerat a temperaturii de c lire trebuie evitat , ntruct aceasta poate duce la decarburare, la producerea de fisuri, precum i la p trunderea exagerat a c lirii, cu deformarea materialului. Aceste o eluri prezint o c libilitate redus , stratul de c lire avnd o adncimecuprins ntre 3 i 8 mm. Viteza de r cire trebuie s fie ridicat , pentru a trece n martensit o cantitate ct mai mare de austenit , motiv pentru care se folose te drept agent apa sau apa cu s ruri.

Duritatea dup c lire este de 64 67 HRC, o elul prezentndu-se tensionat, fragil i sensibil la fisurare. Pentru nl turarea cestor inconveniente, se practic o revenire, n urma c reia duritatea scade la 61 63 HRC, iar starea de tensiuni interne se diminueaz . Revenirea const din nc lzire la cca. 150 - 240C, revenire joas , urmat de r cire lent . Pentru sculele care necesit o tenacitate mai ridicat (cazul burghielor cu diametre sub 1 mm), pentru a le asigura o rezisten a durit ii, pn la 58 61 HRC. Principalele neajunsuri ale o elului carbon sunt urm toarele: termostabilitate sc zut (200 - 250C), dictat de temperatura de revenire, pericolul decarbur rii stratului superficail n timpul opera iilor de rectificare sau ascu ire, deformare la tratament termic, adncime redus de c lire. n prezent, o elurile carbon de scule se folosesc la construc ia sculelor care lucreaz cu viteze reduse sub 20 m/min sau a sculelor cu ac ionare manual , respectiv fileiere, tarozi sau alezoare. O elurile carbon de scule sunt standardizate prin STAS 1700 80. mai mare la ocuri, se m re te temperatura de revenire la 200 - 240C, ceea ce duce, ns , la o reducere

2.3 O eluri aliate pentru scule

Acestea con in, pe lng carbon n propor ie de 0,7 2,2%, i alte elemente de aliere, precum: wolfram, crom, vanadiu, nichel, molibden, mangan, etc., elemente care confer acestor o eluri propriet i superioare. Dintre m rcile uzuale, pot fi enumerate o elurile cu crom, C 120, C 15, cele aliate cu wolfram, VCW 45, VCW 50, precum i cele aliate cu mangan, VM 18. Procentele de materiale de aliere se situeaz , n general, sub 6% pentru fiecare element. Prezen a lor asigur o elurilor o termostabilitate crescut , 350 400C, fapt pentru care vitezele de a chiere pot atingr valori de 30 35 m/min. Elementele de aliere au drept scop principal mbun t irea c libilit ii o elului, m rind duritatea dup c lire i adncimea stratului c lit.

Materiale utilizate n construc ia sculelor a chietoare

O importan

deosebit n construc ia sculelor prezint o elul C 120, datorit sporit la

propriet ilor sale. Prezen a carburilor dure de crom i asigur o rezisten

uzura abraziv , iar procentajul ridicat de carbon i crom i asigur propriet i de autoc lire (motiv pentru care sculele prelucrate la cald trebuie r cite foarte lent). C lirea se realizeaz prin nc lzire la temperatura de 950 - 1050C, cu r cire direct n ulei sau baie de KNO3, nc lzit la 400 - 500C. Temperatura de revenire variaz n func ie de temperatura de c lire, fiind cuprins n limitele 150 - 200C, pentru c lirile joase, respectiv 220 - 270C pentru c lirile nalte. Pentru sculele de precizie ridicat , de forme complexe, cu varia ii dimensionale minime dup tretamentul termic, se recomand c lirea sub 0C, cu r cire n b i de s ruri, la temperaturi de 70 - 90C. Sculele se introduc n refrigerator nvelite n azbest. O elul C 120 are proprietatea remarcabil de a fi stabil fa de deforma iile cauzate de tratamentul termic, n special dac se efectueaz o r cire n trepte, fapt ce l recomand pentru confec ionarea bro elor, filierelor sau tarozilor.

2.4 O eluri rapide

Aceste materiale au un con inut nalt de materiale de aliere, wolframul, de exemplu, ajungnd la 20%, ceea ce determin o termostabilitate ridicat a acestora, cuprins ntre 600 i 650C, putnd lucra la viteze de a chiere de pn la trei ori mai mari dect sculele din o eluri carbon de scule (50 60 m/min). M rcile de o eluri rapide romne ti sunt de la Rp1 la Rp5, cel mai uzual fiind o elul Rp3, care are n compozi ie 18% W, 4% C, 1% V. Acest tip de o eluri sunt standardizate conform STAS 7382-88. Influen a elementelor de aliere se manifest astfel: Carbonul, n procent de pn la 0,6%, determin formarea structurii martensitice dure, precum i propriet ile de rezisten rezisten mecanic la ocuri, la uzur la rece, etc. Majorarea procentului de carbon nu este favorabil ,

acest lucru determinnd cre terea con inutului de austenit rezidual .

Wolframul reprezint elementul principal de aliere, prezentndu-se sub forma carburilor complexe de wolfram i fier, Fe3W3C, n care se dizolv vanadiu. Aceste carburi asigur o elului rapid termostabilitate ridicat (cca. 600C), duritate de 63 65 HRC, precum i rezisten la uzur , la rece i la cald. S-a constatat c , odat cu cre terea procentului de wolfram, de la 8 9%, pn la 18%, procentul de wolfram din solu ia solid martensit nu cre te, deci nici termostabilitatea nu se m re te. Pe aceast baz , s-au elaborat m rcile de o el rapid Rp5, Rp9, Rp10, Rp11, de nlocuire, care con in numai 9% W, dar care, avnd un procent redus de carburi nedizolvate, manifest o rezisten rece. Cromul determin o cre tere a c libilit ii, dar, m rirea procentajului peste 5 6%, duce la cre terea con inutului de austenit rezidual pronun at a prelucrabilit ii. Vanadiul trece n carbur de vanadiu, cu duritate foarte ridicat , imprimnd o elului rapid o rezisten la uzur crescut . i la sc derea sc zut la uzur la

Materiale utilizate n construc ia sculelor a chietoareCobaltul conduce la cre terea termostabilit ii o elului rapid, con inutul ra ional de cobalt fiind de 5 15%. Tratamentul termic al o elului rapid se compune din c lire la temperatur nalt , 1270 - 1290C, pentru Rp3, iar pentru evitarea fisur rii, acasta se face n dou sau trei trepte. Men inerea la temperatura de c lire se realizeaz n func ie de configura ia piesei, fiind recomandat ntre 6 8 secunde/ mm de gosime a piesei c lite. R cirea se recomand a fi efectuat n trepte i, ca mediu, b ile de azotat de potasiu, nc lzite la 400 - 500C. Revenirea are drept scop detensionarea martensitei primare, transformarea austenitei reziduale n martensit mecanice ale materialului sculei. Revenirea o elului rapid este nalt , la cca. 550 - 570C, i se recomand a fi repetat de 2 3 ori, pentru mic orarea procentului de austenit rezidual . i uniformizarea durit ii. Consecin a imediat a revenirii este cre terea u oar a durit ii, m rirea termostabilit ii i a calit ilor

Uneori, acest proces poate fi continuat prin tratament sub 0C, pn la aproximativ 80C . O mbun t ire substan ial a propriet ilor materialelor pentru scule a chietoare se ob ine prin practicarea tratamentelor termo-chimice, respectiv cianurare, sulfizare, fosfatare, cromare.

2.5 Carburi metalice sinterizate (metalo-ceramice)

Materialele sinterizate din carburi metalice utilizate n construc ia p r ii a chietoare a sculelor se compun din carburi de wolfram, titan i tantal, legate ntre ele cu ajutorul unui liant, respectiv cobaltul. Procesul de sinterizare se refer la tratamentul termic aplicat pulberilor de carburi, omogenizate prin amestecare i presate n