Stal narzędziowa — rodzaje i zastosowanie. Co zrobić ze zużytymi narzędziami?

Stal narzędziowa jest stosowana do wyrobu narzędzi wykorzystywanych w procesach rozdrabniania i rozdzielania materiałów oraz nadawania kształtu w obróbce plastycznej i skrawaniem. Narzędzia przeznaczone do pracy w trudnych warunkach muszą zachowywać swoje właściwości mimo dużych obciążeń oraz wysokich temperatur. Dodatki stopowe, takie jak chrom, wolfram, molibden i wanad, wpływają na hartowność, twardość oraz odporność na ścieranie stali narzędziowej, co jest kluczowe w kontekście ich zastosowania w produkcji narzędzi skrawających. Jakie wyróżniamy rodzaje stali narzędziowych i gdzie znajdują zastosowanie?

Stale narzędziowe – rodzaje, dodatki stopowe i właściwości

Właściwości stali narzędziowych zależą przede wszystkim od zawartości pierwiastków dodatkowych oraz obróbki zastosowanej w celu uzyskania określonych własności fizycznych i chemicznych. Podstawowe wymagania, które musi spełniać stal narzędziowa, obejmują trwałość, twardość oraz odporność na zużycie, co jest kluczowe przy wytwarzaniu narzędzi z tego materiału.

Jakie znamy rodzaje stali narzędziowych?

• Stale narzędziowe niestopowe (węglowe) – zawierają 0,5-1,3% węgla, nie znajdziemy w nich natomiast dodatków stopowych o wielkości przekraczającej wartości graniczne mające wpływ na właściwości materiału. Stale narzędziowe niestopowe cechują się dużą twardością i kruchością, co sprawia, że są idealne do produkcji narzędzi tnących. Dlatego w ich przypadku stosuje się hartowanie płytkie, które odpowiada za zwiększenie wytrzymałości powierzchni przy jednoczesnym zachowaniu dużej odporności na uderzenia dla rdzenia materiału.

• Stale narzędziowe stopowe – zawierają dodatek różnych pierwiastków stopowych o wartości przewyższającej 1%, a nierzadko dochodzącej nawet do 8-10%. Przeważnie pierwiastkami tymi są chrom, wolfram, wanad, molibden, krzem. W zależności od zastosowanego dodatku stopowego otrzymuje się stal narzędziową o zróżnicowanych właściwościach, co czyni je odpowiednimi do obróbki plastycznej.

• Stale narzędziowe do pracy na zimno – są stosowane do produkcji narzędzi, które muszą zachować swoje właściwości do temperatury wynoszącej około 200°C, co jest kluczowe w procesach obróbki skrawaniem.

• Stale narzędziowe do pracy na gorąco – są stosowane do produkcji narzędzi, które muszą zachować swoje właściwości do temperatury wynoszącej około 600°C, co sprawia, że są idealne do pracy w podwyższonych temperaturach.

• Stale szybkotnące – cechują się wysoką zawartością pierwiastków stopowych takich jak wolfram, molibden, wanad, chrom i kobalt. Ten rodzaj stali jest przeznaczony do produkcji narzędzi pracujących w wysokich temperaturach i narażonych na zmienne obciążenia, stosowanych przede wszystkim w obróbce skrawaniem z dużą prędkością.

Narzędzia podczas pracy zmagają się z dużymi obciążeniami oraz wpływem wysokiej temperatury, dlatego od stali narzędziowych wymaga się między innymi:

• dużej twardości przy zachowaniu odpowiedniej ciągliwości i odporności na pękanie,

• odporności na ścieranie,

• odporności na działanie wysokich temperatur.

W przypadku niektórych zastosowań materiały te muszą również cechować się wysoką odpornością na pękanie przy obciążeniach dynamicznych, odpornością na korozję oraz stabilnością wymiarów (to wymaganie dotyczy przede wszystkim urządzeń pomiarowych).

Zastosowanie stali narzędziowych do obróbki skrawaniem w przemyśle

Stale narzędziowe znajdują powszechne zastosowanie w branży przemysłowej, szczególnie w produkcji narzędzi przeznaczonych do obróbki materiałów. Stal węglową stosuje się do produkcji narzędzi pracujących na zimno i narażonych na wielokrotne uderzenia takich jak piły, dłuta, młoty czy przecinaki, gdzie twardość materiału odgrywa kluczową rolę.

Wysokowęglowe stale stopowe do pracy na zimno z dodatkiem wolframu zwiększającego wytrzymałość znajdziemy w wiertłach, rozwiertakach, frezach, gwintownikach, piłach ręcznych i tarczowych oraz stemplach do bicia monet. Dodatek krzemu wpływa na zmniejszenie odkształceń materiału w procesie hartowania, dlatego ten rodzaj stali stosuje się do produkcji kowadeł, wykrojników, narzędzi do ciągnienia drutu, cięcia kamienia czy wyrobu gwoździ, a także form do tłoczenia oraz wtryskiwania tworzyw sztucznych. Stale o niskiej zawartości węgla z dodatkiem krzemu i innych pierwiastków stopowych zwiększających odporność na ścieranie i uderzenia znajdziemy między innymi w ostrzach młotów pneumatycznych, gdzie wysoka odporność jest niezbędna. Stal NCLV 1.2363 charakteryzuje się wysoką udarnością, co jest istotne dla trwałości narzędzi.

Stale stopowe do pracy na gorąco wykorzystuje się do wytwarzania elementów takich jak matryce, stemple, ciągadła, noże oraz inne narzędzia pracujące w wysokiej temperaturze. Stale szybkotnące natomiast znajdują zastosowanie w produkcji narzędzi do obróbki ubytkowej pracujących z dużą prędkością – frezów, noży, wierteł, płytek, nawiertaków, rozwiertaków, gwintowników i wielu innych.

Zmęczenie cieplne jest istotnym czynnikiem wpływającym na trwałość stali narzędziowych, szczególnie tych przeznaczonych do pracy w wysokotemperaturowych warunkach.

Stale narzędziowe – co jeszcze warto o nich wiedzieć?

Mimo dużej odporności stali narzędziowych na obciążenia, tarcie i wpływ wysokiej temperatury, tak ekstremalne warunki pracy sprawiają, że narzędzia dość szybko tracą swoją żywotność. Przedsiębiorstwa przemysłowe zmagają się z koniecznością składowania ogromnej ilości odpadów, ponoszą również koszty ich utylizacji. Część takiego złomu może jednak zostać ponownie wykorzystana.

Oddanie na skup stali szybkotnącej zużytych narzędzi skrawających pozwala na odzyskanie cennych pierwiastków, których naturalne złoża są obecnie na wyczerpaniu. Recykling stali narzędziowej jest jednak nie tylko ekologiczny, ale też opłacalny. Sprzedaż złomu na skup pozwala odzyskać część pieniędzy, które można przeznaczyć na inne wydatki. Takie rozwiązanie jest chętnie wybierane przez wiele firm przemysłowych nieustannie wykorzystujących produkty ze stali narzędziowej do realizacji procesów technologicznych. Sprawdź naszą ofertę i zobacz, ile możesz zyskać!