Jak stal szybkotnąca zachowuje właściwości podczas pracy
Stal szybkotnąca zapewnia twardość roboczą rzędu 62-67 HRC oraz wysoką odporność na ścieranie. W przeciwieństwie do stali do pracy na zimno nie traci ich, gdy krawędź skrawająca mocno się nagrzewa. Deklarowana odporność termiczna sięga 600-650 °C, ale rzeczywiste parametry zależą od gatunku, obróbki cieplnej i warunków skrawania, dlatego ta stal narzędziowa jest podstawowym materiałem na frezy, wiertła i gwintowniki.
Wyroby hutnicze ze stali szybkotnącej dostarcza się zwykle w stanie wyżarzonym zmiękczająco, do ok. 260-280 HB (dokładny limit zależy od gatunku). Pozwala to na obróbkę machaniczną. Twardość robocza pojawia się dopiero po hartowaniu i odpuszczaniu. Stale do pracy na zimno są twarde w temperaturze otoczenia, ale przy nagrzewaniu ostrza szybko miękną. Sprawdzają się więc w narzędziach tłoczących i tnących na zimno, a nie w szybkim skrawaniu.
Jeżeli projekt wymaga innych gatunków stali, sprawdź pełny asortyment stali jakościowej dostępny w ofercie Multistal.
Czym charakteryzuje się stal szybkotnąca
Stal szybkotnąca to wysokostopowa stal ledeburytyczna, w której dodatki stopowe sięgają nawet 30%. Przeznaczona jest na narzędzia do obróbki wiórowej. Zawartość węgla mieści się w zakresie 0,7-1,15%, do tego dochodzi około 4% chromu oraz zróżnicowane udziały wolframu i molibdenu.
Struktura ledeburytyczna zawiera węgliki pierwotne M6C i MC. To one odpowiadają za odporność na ścieranie i trwałość krawędzi.
Ta stal stopowa jest też wyraźnie trudniejsza w obróbce niż typowe stale konstrukcyjne. W stanie dostawy jest wyżarzona zmiękczająco, zwykle do maksymalnie 260-280 HB, więc nadaje się do obróbki przed hartowaniem.
Zastosowanie stali narzędziowej w produkcji frezów i wierteł
Frezy, gwintowniki, wiertła, rozwiertaki i noże tokarskie wymagają dopasowania stopu HSS do rodzaju obciążenia krawędzi skrawającej. Frezy i wiertła pracują przy obciążeniach zmiennych, więc liczy się kompromis między twardością a udarnością. Dobrze sprawdzają się tu gatunki wolframowo-molibdenowe, takie jak SW7M (1.3343). W trudniejszych warunkach, np. przy obróbce materiałów twardych lub wyższej temperaturze krawędzi, rozważa się gatunki z kobaltem. Przykładem jest 1.3243 (SK5M), kobaltowo-molibdenowa stal o podwyższonej twardości na gorąco. Dotyczy to także noży tokarskich.
Stal HSS jako materiał na narzędzia skrawające
Skrót HSS pochodzi od angielskiego High Speed Steel i oznacza stale szybkotnące. Zachowują one stabilną krawędź tnącą także w wysokich temperaturach, które powstają podczas skrawania.
Odpowiednio dobrany gatunek zachowuje stabilność wymiarową i dobrze znosi mikrowyszczerbienia krawędzi. Dotyczy to obróbki metali, stopów tytanu i tworzyw.
Dobór stali szybkotnącej do narzędzi i wymogów produkcji
Odporność termiczna rzędu 600-650 °C decyduje o stabilności krawędzi skrawającej, a dobór stopu zależy od parametrów pracy narzędzia. Utrzymanie twardości w wysokiej temperaturze chroni ostrze przed przedwczesnym stępieniem. Na właściwości wpływają dodatki stopowe:
- wolfram (do 19,5%), molibden (1-10%), wanad (1-5%) i chrom uczestniczą w tworzeniu twardych węglików, które zwiększają odporność na ścieranie;
- kobalt (5-10%) podnosi twardość na gorąco i odporność na odpuszczanie;
- proporcje tych dodatków przesuwają kompromis między odpornością na zużycie a ciągliwością.
W praktyce 1.3343 jest punktem wyjścia dla typowych narzędzi, a 1.3243 warto rozważyć przy wyższej temperaturze krawędzi lub trudniejszym materiale obrabianym. Wybór wymaga znajomości narzędzia, obrabianego detalu i warunków skrawania.
Warunki zakupu: certyfikacja materiałowa i cięcie na wymiar
Dostawy stali szybkotnącej mogą obejmować atest 3.1 wg EN 10204 oraz cięcie na wymiar piłami taśmowymi z zachowaniem naddatku technologicznego. Świadectwo odbioru 3.1 zawiera wyniki kontroli właściwe dla dostarczanej partii i deklarację zgodności z zamówieniem, w tym skład chemiczny i numer wytopu. Dzięki cięciu na wymiar można zamawiać formatki i pręty docięte do wymaganej długości.
Materiał dostarczany jest w stanie zmiękczonym, więc można go bezpiecznie obrabiać mechanicznie przed hartowaniem. Przy zamówieniu składanym przez formularz, warto podać gatunek lub odpowiednik, formę materiału, wymiary, ilość, potrzebę cięcia, wymagany dokument (np. „świadectwo odbioru 3.1 wg EN 10204″) oraz przeznaczenie narzędzia.
Powiązane materiały
W ofercie Multistal znajdują się również inne grupy stali, które mogą być alternatywą dla stali szybkotnącej, zależnie od warunków pracy narzędzia lub elementu:
- stal narzędziowa do pracy na zimno: stosowana m.in. na narzędzia tnące, tłoczące i wykrojniki, które nie nagrzewają się podczas pracy;
- stal do ulepszania cieplnego i hartowania: wykorzystywana na elementy maszyn, takie jak wały, osie i koła zębate, wymagające połączenia wytrzymałości z odpornością na zużycie;
- stal narzędziowa do pracy na gorąco: przeznaczona na narzędzia pracujące w wysokiej temperaturze, np. matryce kuźnicze oraz formy do odlewania ciśnieniowego i wyciskania.
Pytania i odpowiedzi
Jak zweryfikować oznaczenie gatunku stali szybkotnącej na podstawie normy PN-EN ISO 4957?
Norma PN-EN ISO 4957 definiuje system oznaczeń HS, np. HS6-5-2. Ten sam gatunek bywa zapisywany także jako 1.3343, SW7M lub AISI M2. Odpowiedniki należy traktować jako informację do weryfikacji, a nie automatyczną gwarancję pełnej zamienności, szczególnie przy starszych oznaczeniach PN i amerykańskich. Świadectwo odbioru 3.1 wg EN 10204 zawiera wyniki badań dla dostarczonej partii i deklarację zgodności z zamówieniem.
Czy stal szybkotnąca może być stosowana do obróbki stopów tytanu i tworzyw sztucznych?
Tak, pod warunkiem dobrania odpowiedniego gatunku i parametrów skrawania. Gatunki z kobaltem, np. 1.3243, mają wyższą twardość na gorąco, co bywa korzystne przy materiałach trudnoobrabialnych, takich jak tytan. Standardowe stale wolframowo-molibdenowe, np. 1.3343, często wystarczają przy tworzywach konstrukcyjnych. Wybór powinien uwzględniać twardość i przewodność cieplną obrabianego detalu.
Jakie czynniki wpływają na cenę stali szybkotnącej w zamówieniu B2B?
Wycena zależy od gatunku i udziału kosztownych dodatków stopowych, takich jak wolfram, kobalt i molibden. Wpływają na nią też forma i wymiar wyrobu, ilość, zakres cięcia na wymiar oraz źródło materiału i logistyka. Multistal przygotowuje wycenę indywidualnie po otrzymaniu zapytania ofertowego z gatunkiem, wymiarami i ilością.
Czy stal szybkotnąca w postaci płaskowników jest odpowiednia na noże tokarskie i frezy kształtowe?
Tak, płaskowniki ze stali szybkotnącej nadają się na noże tokarskie, frezy kształtowe i narzędzia specjalne. W stanie zmiękczonym (zwykle do 260-280 HB, zależnie od gatunku) umożliwiają obróbkę mechaniczną przed hartowaniem. Format płaski ułatwia stabilne mocowanie i jest praktyczny przy nożach o większej szerokości ostrza.