Narzędzia zużywają się najczęściej wskutek ścierania,
polegającego na odrywaniu się z ich powierzchni grubszych lub drobniejszych
cząstek pod wpływem tarcia między powierzchnią narzędzia a materiałem
obrabianym. Zdolność przeciwstawiania się narzędzia (stali, z której jest ono
wykonane) tego rodzaju zużyciu nazywamy odpornością na ścieranie.
Okoliczności towarzyszące ścieraniu się narzędzi bywają
bardzo różnorodne. Inne są warunki ścierania się narzędzi pomiarowych, np.
sprawdzianów, a inne pierścieni do ciągnienia prętów; inny charakter mają
czynniki powodujące ścieranie się świdra do kamienia, a inny przy wiertłach do
metali. Inaczej ściera się narzędzie przy pracy na sucho niż przy użyciu
emulsji chłodzącej. Ze względu na odmienność warunków ścierania, różne
narzędzia muszą wykazywać różnego rodzaju odporność na ścieranie. Nie jest,
więc ona bynajmniej własnością dającą się jednoznacznie określić, zmierzyć i
porównywać. Jeżeli mówimy o odporności na ścieranie jednego gatunku stali, albo
porównujemy pod tym względem dwa czy więcej różnych gatunków, to zawsze
powinniśmy uwzględniać warunki ścierania, a wszelkie porównania możemy
przeprowadzać tylko wtedy, gdy warunki te są identyczne.
Dlatego też niemożliwe jest jednolite sklasyfikowanie
stali wg tej własności i szczegółowe sprecyzowanie, jak na nią wpływa skład
chemiczny stali, struktura, twardość itp. Stosowane tu metody badania są też
różnorodne i rzadko tylko odtwarzają rzeczywiste warunki pracy narzędzi. Wobec
tego, jeżeli idzie o dobór stali pod względem największej możliwie odporności
na ścieranie dla danych warunków pracy, to musimy posługiwać się tylko bardzo
ogólnikowymi wskazówkami i albo opierać się na posiadanym doświadczeniu, albo
uzupełniać je próbami praktycznymi czy nawet laboratoryjnymi, ale przeprowadzanymi
w warunkach możliwie ściśle odpowiadających rzeczywistości.
Upraszczając nieco sprawę i pomijając przypadki specjalne
(np. miękką a w pewnych warunkach wybitnie odporną na ścieranie stal Hadfielda)
można powiedzieć, że odporność na ścieranie wzrasta z twardością stali.
W znacznie większym jednak stopniu niż sama twardość
martenzytu lub produktów jego rozkładu na odporność na ścieranie występowanie w
strukturze nierozpuszczonych lub wydzielonych węglików. Mają one dużą twardość,
większą niż twardość martenzytu i bardzo małą ścieralność. Odnosi się to
zarówno do węglików żelaza (Fe3C), jak i — w jeszcze większym stopniu — do
węglików specjalnych, np. chromu, wolframu, i wanadu. Odporność na ścieranie
powodowana obecnością twardych węglików w twardej osnowie strukturalnej ma znaczenie
zwłaszcza przy tych stalach do pracy na zimno, z których wyrabia się narzędzia skrawające,
narzędzia do cięcia, do ciągnienia itp. Twardość martenzytu, jak widzieliśmy,
praktycznie nie zwiększa się przy dużych zawartościach węgla. Natomiast
odporność na ścieranie w warunkach pracy tych narzędzi jest wyraźnie zależna od
zawartości węgla i tym większa, im więcej stał go zawiera, czyli im więcej
nierozpuszczalnych węglików występuje na tle martenzytu. Również tam, gdzie zachodzi
ścieranie przez sypkie materiały, np. w narzędziach do brykietowania, wzrost
ilości węglików w stali zwiększa odporność na zużycie. Tym tłumaczy się fakt,
że stale przeznaczone” do wyrobu takich narzędzi zawierają przede wszystkim
większe ilości węgla (1 ÷ 1,4 a nawet do 2,2% C) oraz domieszki stopowe węglikotwórcze,
jak chrom i wolfram (zwłaszcza wolfram daje bardzo twarde i trudno ścieralne
węgliki).
Ścieralność narzędzia zależy także w dużym stopniu, od
jakości wykończenia jego powierzchni pracującej. Im gładsza powierzchnia, tym
powolniej się zużywa. Na tym między innymi polega korzystny wpływ chromowania
narzędzi. Warstewka chromu ułatwia poślizg pomiędzy powierzchnią narzędzia a
np. zdejmowanym wiórem.
Tam, gdzie ścieraniu towarzyszą tylko nieznaczne naciski,
jak np. przy sprawdzianach i innych narzędziach pomiarowych, wpływ twardych
węglików me jest tak znaczny i wydaje się, że tu większe niż gdzie indziej
znaczenie ma twardość stali, a jednocześnie niewątpliwie stan powierzchni.
Największą odporność wykazuje powierzchnia chromowana;
drugą z kolei jest stal azotowana. Wszystkie pozostałe stale zachowały się
mniej więcej jednakowo, a stale szybkotnąca i wysoko- chromowa, mimo że bardzo
bogate w węgliki specjalne, nie okazały się trwalsze od innych; szczegół ten
budzi jednak wątpliwości, ponieważ praktyka zdaje się świadczyć o przewadze
stali ledeburytycznych. Trwałość narzędzia zależy od obrabianego materiału.
Odnosi się to w większym jeszcze stopniu do narzędzi pracujących przy większych
naciskach, np. do narzędzi tnących, skrawających, narzędzi do ciągnienia itp.
Jeżeli ścieranie zachodzi przy wysokich temperaturach,
wówczas odporność stali zależy od jej twardości przy temperaturze pracy, ale
również w znacznym stopniu od ilości i jakości węglików.
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz