Czym jest stal narzędziowa – definicja

Stal narzędziowa należy do rodzaju wysokowytrzymałej stali o specjalnych właściwościach, która jest używana do produkcji różnego typu narzędzi, w tym narzędzi skrawających, form, matryc, noży, wierteł, cążek, oraz narzędzi do obróbki cieplnej i formowania. Stal narzędziowa cechuje się przede wszystkim wysoką twardością, odpornością na ścieranie, a także zdolnością do utrzymania swoich właściwości w warunkach wysokich temperatur.
Stal narzędziowa do pracy na gorąco doskonale sprawdzi się przy narzędziach, które są narażone na częste i nagłe zmiany temperatur. Stale idealnie radzą sobie również z dużymi naciskami i ścieraniem. Stale średniostopowe wyróżniają się dobrą przewodnością ciepła, dlatego też nie ma tak dużych problemów z tworzeniem się pęknięć. Tego typu stale wykorzystywane są przede wszystkim do produkcji kowadeł do pras i niezawodnych matryc kuźniczych. Jeżeli chodzi o stale wysokostopowe to stosowane są one głównie na matryce do pras, czy też na formy do odlewów pod dużym ciśnieniem. Przy produkcji tych narzędzi kontakt gorącego materiału jest dość długi.

Stal narzędziowa wyróżnia się bardzo wysoką twardością (nawet ponad 60 HRC), dzięki czemu narzędzia z niej wykonane bardzo dobrze radzą sobie z obrabianymi materiałami. Stale narzędziowe stopowe zapewniają odpowiednią ciągliwość, odporność na pękanie i wysoką odporność na zużycie ścierne. Narzędzia są w stanie zachować swoje właściwości użytkowe nawet przy bardzo dużym tarciu, gdzie występuje znaczny nacisk jednostkowy. Do największych zalet należy zaliczyć odpowiednią hartowność i wysoką odporność na odpuszczające działanie wysokich temperatur.

Najpopularniejsze rodzaje stali narzędziowej

Jeżeli chodzi o temperaturę powierzchni narzędzia to wyróżnić można stale narzędziowe stopowe do pracy na zimno i gorąco. Jeżeli narzędzia mają pracować poniżej temperatury 200 stopni Celsjusza to stosuje się stale stopowe do pracy na zimno. Powyżej podanej temperatury stosuje się z kolei stale do pracy na gorąco. Wyróżnić można także stale narzędziowe niestopowe, które przeznaczone są do pracy na zimno. Wyróżnić można obecnie sześć gatunków stali niestopowej, które różnią się między sobą zawartością węgla (C45U, C70U, C80U, C90U, C105U, C120U). Do najpopularniejszych gatunków stali narzędziowej do pracy na gorąco można zaliczyć:

• 1.2367/X38CrMoV5-3
• WNL/1.2713/55NiCrMoV6
• WLV/1.2365/32CrMoV12-28
• WCLV/1.2344/X40CrMoV5-1
• WCL/1.2343/X37CrMoV5-1

Jaki skład stali narzędziowej do pracy na gorąco?

Najważniejszą rolę we wszystkich stalach narzędziowych odgrywa oczywiście węgiel, który ma największy wpływ na twardość stali. Stale narzędziowe są przeważnie wysokowęglowe. Stale średnio-węglowe wykorzystywane są jedynie przy narzędziach, które potrzebują zdecydowanie większej odporności na dynamiczne obciążenia. Oprócz węgla w skład stali narzędziowej wchodzą także liczne pierwiastki stopowe. Mowa tutaj przede wszystkim o pierwiastkach węglikotwórczych: Mo, CR, W, V. Poprzez obróbkę cieplną (hartowanie i odpuszczanie) możliwe jest połączenie wymienionych pierwiastków z węglem. Głównym zadaniem pierwiastków stopowych jest zwiększenie odporności na ścieranie i poprawienie hartowności. Dzięki pierwiastkom możliwe jest także poprawienie odporności na odpuszczające działanie ciepła, dzięki czemu możliwe jest zachowanie niesamowitej twardości nawet w bardzo wysokich temperaturach. Dzięki zwiększeniu hartowności można bez problemu stosować mniej intensywne środki chłodzące. W ten prosty sposób możliwe jest zmniejszenie naprężenia i ograniczenie występowania tzw. pęknięć hartowniczych.

Zastosowanie stali narzędziowych niestopowych

Stale niestopowe wykorzystywane są przede wszystkim do produkcji narzędzi ręcznych o prostych kształtach. Ze stali o niższej zwartości węgla produkuje się między innymi niezawodne narzędzia pracujące udarowo (młotki, wykrojniki, dłuta, siekiery, przecinaki itp.). Stale niestopowe o dużej zawartości węgla stosuje się z kolei w produkcji narzędzi do obróbki metali z niewielką szybkością skrawania (gwintowniki, wiertła, frezy, narzynki itp.).

Stale narzędziowe do pracy na zimno

Stale do pracy na zimno w odróżnieniu od stali niestopowych mają zwiększoną hartowność. Z praktycznego punktu widzenia oznacza to, że można wykorzystać je do produkcji narzędzi o zdecydowanie bardziej skomplikowanych kształtach. Podwyższoną odporność na ścieranie zapewniają drobne węgliki takich pierwiastków jak np.: Mo, V, W oraz Cr. Stale o niższej zawartości węgla wyróżniają się wysoką odpornością na uderzenia, dlatego też doskonale sprawdzą się przy produkcji dłut i nitowników. Stale o dużej zawartości węgla wykorzystuje się z kolei do wyrobu narzędzi o dość skomplikowanych kształtach (rolki do walcowania, płyty tnące, pierścienie do przeciągania).