szerszámanyagok és hőkezelésük tantárgy kódja: ngm_aj 026_1

1

Szerszámanyagok és hőkezelésük

Tantárgy kódja: NGM_AJ 026_1

MSc Mérnöktanár szak,Kötelezően választható tantárgy

2

A tantárgy célja

• Az eddig tanult anyagismeret, anyagvizsgálat, anyag feldolgozási technológiák , valamint a kapcsolódó tárgyak ismereteinek felhasználásával megismerni a különböző megmunkálási technológiáknál alkalmazható szerszámok:– anyagait, – hőkezelésüket– a szerszám választás szempontjait

3

Szerszámtípusok és igénybevételük

Az igénybevételek főbb típusai

Az igénybevételekkel összehasonlítható anyagjellemzők

4

Az igénybevételek jellemzése

• Az igénybevétel hatása szerinti felosztás:– Teljes anyagtérfogatra ható igénybevételek

– A felületre ható igénybevételek

• Az igénybevétel időbeli lefolyása szerinti felosztás:– Statikus

– Dinamikus, lökésszerű

– Ismétlődő, fárasztó

– Az előbbi három kombinációja

5

Az igénybevételek és az anyag-jellemzők kapcsolata a méretezéssel

Igénybevétel Anyagjellemző

Méretezésiösszefüggések

A szerkezet méreteinek meghatározása

6

A szerszámkészítésre felhasználható anyagok

Valamely szerszámkészítésére felhasználható anyag

• minőségét, • kezelését , hőkezelését a szerszám alkalmazása során fellépő

igénybevételek határozzák meg. A szerszámot érő hatások és igénybevételek a

megmunkálási technológiától függnek.

7

A szerszámot érő igénybevételek alapján a megmunkálási

technológiák csoportosítása

• Hidegalakítás

• Melegalakítás- és fémöntés

• Forgácsolás

• Műanyag alakítás

8

Hidegalakítási eljárások rövid áttekintése

Redukálás Zömítés

Folyatás

9

Folyatott alkatrészek

10

Anyagszétválasztó eljárások

Darabolás Kivágás

nyitott kontur mentén zárt vonal mentén

11

Lemezalakító eljárások

• Hajlítás

• Mélyhúzás és rokon műveletek

• Nyújtva húzás és rokon műveletek

12

Hidegalakító szerszámok

• Hidegalakításról akkor beszélünk, ha az alakítás hőmérséklete kisebb, mint a megmunkált fém újrakristályosodási hőmérséklete.

• A szerszámok üzemi hőmérséklete általában 200-300 C-ot ritkán haladja meg.

13

A leggyakoribb szerszámtípusok

• Daraboló szerszámok,• Kivágó, lyukasztó szerszámok,• Húzószerszámok• Sajtoló- folyató szerszámok• Hajlító szerszámok• Hideghengerek• (Idomszerek és mérőeszközök)

14

A hidegalakító szerszámok jellemző igénybevétele

Daraboló szerszámokVágók:

• A forgácsleválasztást, darabolást a vágó éle végzi

ütő- és hajlító igénybevétel

Élnyomás, erős koptató igénybevétel

Nagy a ridegtörés veszélye

15

A hidegalakító szerszámok jellemző igénybevétele

Daraboló szerszámokKések:

• A fűrészeléshez és hasításhoz hasonló műveletet végez forgácsleválasztás nélkül

• A szerszám állandóan érintkezik a darabbal

erős koptató igénybevétel

A vékony él kicsorbulási, kitöredezési veszélye nagy

A hidegalakító szerszámok jellemző igénybevétele

Kivágó-és lyukasztó szerszámok

A vágóélek állapota lényeges!

Igénybevétel:•A bélyeg nyomásra , kihajlásra•A vágólap ismétlődő dinamikus nyomásra és hajlításra•Jelentős koptató hatás•A súrlódásból és az alakváltozási munkából származó hő (150 – 300 ºC)

bélyeg

vágólap

17

A hidegalakító szerszámok jellemző igénybevétele

Mélyhúzó szerszámok

Igénybevétel:Elsősorban a súrlódás hatására fellépő koptató hatás•A húzógyűrűben radiális nyomás, tangenciális ismétlődő húzás

18

HIDEG TÉRFOGATALAKITÓ SZERSZÁMOK

19

A hidegalakító szerszámok jellemző igénybevétele

Hidegfolyató szerszámokAz alakított anyag a matricában közel hidrosztatikus

nyomófeszültségi állapotba kerülA szerszámelemek igénybevétele nagy és összetettMinden elem,jelentős koptató, és a felmelegedésből

eredő hőBélyeg: nyomás, lehet járulékos hajlitó és húzóGyűrű: belső nyomásból eredő összetett

többtengelyű húzás, az előfeszítés mértékétől függő

20

Zömítő szerszámok

• A nagy alakítási szilárdságú anyagot sajtolással vagy ütéssel

• Igénybevétel: nyomás, koptató hatás, dinamikus hatások

• Belső nyomásból eredő többtengelyű húzó-nyomó

• Hő igénybevétel• Ismétlődő hatásokkifáradás

21

Melegalakító és fémöntő szerszámok

A melegalakító és fémöntő szerszámokkal végzett feldolgozási technológiák:

• Süllyesztékes kovácsolás, sajtolás

• Sorjázás

• Rúd-és csősajtolás

• Kokillaöntés

• Nyomásos öntés

22

Melegalakító és fémöntő szerszámokA melegalakító szerszámok igénybevétele nagyon

összetett. Az összes melegalakító eljárás során érvényes, hogy

a szerszám meghatározott ideig érintkezik a meleg darabbal, melynek hatására felmelegszik.

A felmelegedés a technológiától és a feldolgozott anyagtól függően több száz fok is lehet. Az érintkezés megszűntével illetve a hűtés hatására a szerszám hőmérséklete csökken. Ez a felmelegedés lehűlés sokszor ismétlődve termikus kifáradáshoz vezet.

Az ismételt hőigénybevétel mellett természetesen mechanikai igénybevételek is fellépnek.

A szerszám és a darab anyaga között fellépő súrlódás a meleg szerszámfalak, élek kopásához vezetnek.

Meg kell említeni, pl. a kovácssüllyesztékek esetében fellépő dinamikus igénybevételeket is.

24

Süllyesztékes kovácsoló műveletek

25

Kovács és sajtoló süllyesztékekIgénybevétel:• Az alakító nyomás

hatására váltakozó többtengelyű feszültségi állapot

• Jelentős hő (300-400 ºC)

• Koptató hatás (reve is)• Dinamikus

igénybevétel

26

Kokilla öntés

27

Fémöntő szerszámok

Igénybevétel:• Jelentős felmelegedés• Ismételt hőingadozás• A folyékony fém

erodáló hatása

28

Forgácsoló szerszámok

A forgácsoló szerszámokkal szemben két fő követelményt támasztanak. Eszerint a szerszám legyen alkalmas:

• a meghatározott anyagrész leválasztására, • a munkadarab előírt méretpontosságának,

alakhűségének és felületi érdességének biztosítására.

29

Forgácsoló szerszámok• A különböző forgácsolási feladatok ellátására sokféle forgácsoló

szerszám létezik. Ezeket az alábbi szempontok szerint csoportosíthatjuk:

• az élek száma szerint lehet egyélű, kétélű, szabályosan többélű és szabálytalanul sokélű;

• az alkalmazás szerint van esztergakés, gyalukés, fúró, maró, üregelő tüske stb.;

• a dolgozó rész anyaga szerint szerszámacél, keményfém, kerámia, gyémánt és egyéb anyag;

• szerkezeti kivitel szerint tömör, tompán hegesztett, váltólapkás, betétkéses stb.;

• egyéb szempontok szerint (pl. az élszögek nagysága, a szerszám méretei stb.).

30Forrás: BME Gépgyártástechnológiai Tsz F gyakorlat

31Forrás: BME Gépgyártástechnológiai Tsz F gyakorlat

32

Forgácsoló szerszámok

• Forgácsoláskor a szerszám a munkadarabról anyagrészeket távolít el az előírt alak, méret, felületi minőség eléréséig, úgy, hogy a forgácsolóél a munkadarabhoz képest elmozdul.

• A forgácsoló szerszámoknak tehát alkalmasnak kell lenni a forgács leválasztására, az előírt alak és felületi minőség megvalósítására.

• A forgácsolás gazdaságossága szempontjából nagyon fontos a szerszám éltartama, vagyis a szerszám két élezés (élfejújítás, élcsere) között forgácsolással eltöltött ideje.

33

Forgácsoló szerszámok• Forgácsoláskor a forgács leválasztása és a

súrlódás legyőzése erő kifejtését igényli.

• A szerszámra ható erő függ – a munkadarab anyagától, – felületi minőségétől, – a forgácsolási feltételektől, – a szerszám kialakításától, – a súrlódási tényezőtől, – a kopás mértékétől stb.

34

• A szerszámélre ható eredő forgácsoló erőnek a homloklapra merőleges összetevője nyomja, illetve hajlítja a szerszám forgácsoló részét. A legnagyobb fajlagos nyomás a vékony forgácsolóéleket éri. A szerszámnak ezt az igénybevételt megengedett mértéket nem meghaladó rugalmas alakváltozás és természetesen törés nélkül kell elviselni

35

Forgácsoló szerszámokNagyon jelentős igénybevétel keletkezik a homloklap

síkjában a forgács elcsúszásakor ébredő súrlódás hatására is.

A súrlódóerő nagysága függ.

– a darab és a szerszám anyagától, – a forgácsolás sebességétől, – a hűtéstől és kenéstől.

36

Forgácsoló szerszámok

• A leválasztandó réteg alakváltozása és a súrlódás leküzdésére befektetett munka jelentős része hővé alakul.

• A szívós, nagyszilárdságú anyagok forgácsolásakor nagyobb, míg a rideg anyagok esetében kisebb hőmennyiség keletkezik.

• A forgácsolási sebesség növelése is a keletkező hőmennyiség növekedését eredményezi. (HSC!)

• A keletkező hőmennyiség jelentős része távozik a forgáccsal, de mintegy 20 %-a a szerszámot terheli, jelentősen felmelegítve azt. A forgácsolószerszám főélének környezetében a forgácsolás feltételeitől függően 600 – 1000 C is mérhető.

37

Forgácsoló szerszámok

• Jelentős a szerszámra ható koptató igénybevétel is.

• A forgácsolószerszámok kopása nagy felületi nyomáson és nagy súrlódási tényező értékeknél magas hőmérsékleten megy végbe, ezért összetett jelenség, amely dörzsölés, koptatás, karcolás, csorbulás, adhézió, diffúzió, kémiai, villamos, és fáradásos stb. jelenségek következménye.

38

Műanyag alakító szerszámok• A műanyagok feldolgozása a fémekkel összehasonlítva

lényegesen alacsonyabb hőmérsékleteken történik. A leggyakrabban csak 150 – 280 C körüli hőmérsékletek fordulnak elő.

• Azonban a nagy viszkozitás miatt erős koptató-, erodáló hatás léphet fel és bizonyos esetekben nem hanyagolható el a korróziós hatás sem.

• A műanyagsajtoló, fröccsöntő stb. szerszámok rendszerint bonyolult alakúak, gyakran vékony kiálló bordákat tartalmaznak. A felületeket gondosan kell megmunkálni (gyakran polírozott, tükrösített).

• Ezekkel a szerszámokkal nagy sorozatban állítanak elő darabokat ezért hosszú ideig ki kell elégíteniük az elvárt követelményeket.

39

Műanyagok alakításaExtrudálás

Cső

Rúd

Profil

40

Műanyag alkatrészek gyártása:

fröccsöntés (2)

41

42

A szerszámanyagokkal szemben támasztott követelmények

összefoglalása

• Keménység, melegkeménység

A kritikus keménység felett az él keménysége rohamosan csökken . (45-50 HRC azaz 400 HV)

Kritikus keménység

43Hszerszám/Hmunkadarab 2-3

A forgácsoló szerszám és a munkadarab keménységének viszonya

44

A szerszámanyagokkal szemben támasztott követelmények

összefoglalása

• Kopásállóság, kémiai passzivitás

• Szívósság

• Termikus kifáradás

• Alak-és mérettartósság

• Megmunkálhatóság

• Előnyös ár

45

Kopásállóság és szívósság

46

Szerszámanyagok és jellemzőik

A szerszámanyagokat három nagy csoportba sorolhatjuk. Ezek:

– Szerszámacélok– Keményfémek és kerámiák– Szuperkemény szerszámanyagok

47

SzerszámacélokA szerszámacélokat csoportosíthatjuk:• Ötvözetlen szerszámacélok A C-en kívül nem

tartalmaznak egyéb ötvözőt• Ötvözött szerszámacélok. A felhasználási

igényeknek megfelelően karbidképzőkkel ötvözik pl. Cr, W, V– Hidegalakító szerszámacélok

– Melegalakító szerszámacélok

– Műanyag megmunkáló acélok

• Gyorsacélok. Forgácsolószerszámok anyaga. Karbidképzőkkel erősen ötvözött acélok.

48

Szerszámacélok

49

A szerszámacélokkal szemben támasztott követelmények

• Keménység

• Szívósság

• Hőállóság

• Kopásállóság

• Edzhetőség

• megmunkálhatóság

50

Ötvözetlen szerszámacélok

• A C tartalmuk a szerkezeti acélok felső határától 0,6 %-tól 1,4 %-ig terjed.

• Jellemzők:– csekély mértékű átedződés – edzés során a maradék ausztenit mennyisége

nő, elérheti a 10-30 %-ot is. – a hőmérséklet ne haladja meg a 200 C-ot – Kis C tartalmúak szívósabbak

51

MSZ EN ISO 4957 szerint

52

MSZ jelölés Alkalmazási példák

S 45 Csavarhúzó, csavarkulcs, csőfogó, laposfogó, feszítővas, reszelő, fafúró, balta, bárd, csákány, mezőgazdasági szerszámok, kések

S 60 Ütköző, állítócsavar, satu, sikattyú, kézikalapács, csavarkulcs, csavarhúzó, famegmunkáló kés, véső, fejsze, ekevas, balta stb.

S 71S72

Ollókés, meleg- és hidegdaraboló kés, lyukasztó, pontozó, bélyegző, peremező, sorjázó, satu, tokmány, kaliber, kéziszerszámok

S 81S82

Kézi fúró, menetfúró, kör- és szalagfűrész, kivágószerszám, lyukasztó, húzótüske (üregelő szerszám), sorjázó, idomszer, tolómérő, dörzsár, esztergacsúcs, fa-, papír-, bőr- és textilipari kés stb.

S101S102

Nagyobb méretű maró, dörzsár, menetfúró, menetmetsző, kivágó- és hidegfolyató szerszám, mérőhasáb, idomszer, rajztű, lyukasztó, pneumatikus szerszámok stb.

S131S132

Kéziszerszámok kopó alkatrészei, húzótüske, húzógyűrű, vezetőhüvely, vésnöki szerszámok, hántolókés, sajtolóbetét, kőzetmegmunkáló maró stb.

53

Ötvözött szerszámacéloka célszerű ötvözés

54

Hidegalakító szerszámacélok

• Eutektoidos mangánacélok (70MnMoCr8; 90 MnCrV8)

• Króm-wolfrám ötvözésű acélok (50WCrV8; 60WCrV8; 95MnWCr5)

• Krómmal gyengén ötvözött hipereutektoidos acélok(102Cr6)

• Krómmal erősen ötvözött ledeburitos acélok (X153CrMoV12; X210Cr12; X210CrW12-1)

55

MSZ EN ISO 4957

56

Eutektoidos mangánacélok

Jellemzőik:

•A Mn a C görbéket erősen jobbra tolja, megnő az átedződő szelvényátmérő

•Mn karbidképző, így a szövetben megjelenő mangánkarbidok növelik az acél keménységét.

•az edzési hőmérsékletük viszonylag alacsony, ennek köszönhetően edzéskor és megeresztéskor kis méretváltozás alakul ki

Alkalmazás: bonyolult , jelentősen eltérő keresztmetszetű fokozott méretpontosságot igénylő kivágó, lyukasztó szerszámok

MSZ EN jel Anyagszám C% Si% Mn% Cr% V% W%

70MnMoCr8 1.2824 0,65-0,75 0,10-0,50 1,80-2,50 0,90-1,20

90MnCrV8 1.2842 0,85-0,95 0,10-0,40 1,80-2,20 0,20-0,50 0,05-0,20

57

Króm-wolfrám ötvözésű acélok

• Jellemzőik:– Cr és a W erősebb karbidképzők, mint a Mn, karbidjaik

magasabb hőmérsékleten is stabilisak, és keményebbek is

– Kisebb C tartalmuk miatt kevésbé kemények, de szívósságuk kiemelkedően jó

• Alkalmazás:– wolframkarbid hőállóságot fokozó hatásának

köszönhetően alkalmas kis és közepes teljesítményű forgácsolószerszámok, mint pl. a csiga- és menetfúrók, fémfűrészek, marók gyártására.

MSZ EN jel Anyagszám C% Si% Mn% Cr% V% W%

50WCrV8 1.2549 0,45-0,55 0,70-1,00 0,15-0,45 0,90-1,20 0,10-0,20 1,70-2,20

60WCrV8 1.2550 0,55-0,65 0,70-1,00 0,15-0,45 0,90-1,20 0,10-0,20 1,70-2,20

95MnWCr5 1.2510 0,90-1,00 0,10-0,40 1,05-1,35 0,40-0,65 0,05-0,20 0,40-0,70

58

Krómmal gyengén ötvözött hipereutektoidos acélok

MSZ EN jel Anyagszám C% Si% Mn% Cr% V% W%

102Cr6 1.2067 0,95-1,10 0,10-0,40 0,15-0,45 1,35-1,65

105V 1.2833 1,00-1,10 0,10-0,30 0,10-0,40 0,10-0,20

Jellemzőik:

•nagy a C tartalma (0,8-1,5 %) a Cr, mint ötvöző alkalmazása elsősorban. az átedződés javítása érdekében történik

•Megfelelő gyártással és hőkezeléssel elérhető, hogy a karbidok finom eloszlásban helyezkedjenek el a szövetben. Ennek köszönhetően ezeknek az acéloknak a köszörülés utáni felületi érdessége kiváló

Alkalmazás:

•pengék, dörzsárak. Kiemelendő a 102Cr6, amely GO3 típusjelzéssel golyóscsapágyak készítésére használt acél

59

Krómmal erősen ötvözött acélok

Jellemzőik:

•a nagy Cr tartalom hatására ledeburitos szerkezetűek

• Karbidtartalmuk hatására rendkívül kopásállóak,

méretváltozásuk nagyon kicsi.

•kiváló kopásállóság,

Alkalmazás:

•nagyteljesítményű, nagy méretű hideg képlékenyalakító szerszámok gyártását. Ilyenek pl. a fejező bélyegek, menetmángorló szerszámok, üregelő- és mélyhúzó szerszámok

MSZ EN jel Anyagszám C% Si% Mn% Cr% V% W%

X153CrMoV12 1.2379 1,45-1,60 0,10-0,60 0,20-0,60 11-13 0,70-1,0

X210Cr12 1.2080 1,90-2,20 0,10-0,60 0,20-0,60 11-13 0,05-0,20

X210CrW12-1 1.2436 2,0-2,30 0,10-0,40 0,30-0,60 11-13 0,60-0,80

60

Melegalakítószerszámacélok

• A melegalakítószerszámacélok legfontosabb tulajdonsága a munkahőmérsékleten a keménység, a kopásállóság illetve a megeresztésállóság. Szokásos szilárdsági tartományuk 1100-1400 N/mm2.

61

A melegalakító szerszámacélok felosztása

A melegalakító szerszámacélokat ötvözetrendszerük és a felhasználásuk szerint három csoportba oszthatjuk:

• Nikkel-króm ötvözésű(55NiCrMoV7)• Króm-wolfram-vanádium ötvözésű (38CrCoWV18-

17-17; X30WCrV9-3; X35CrWMoV5-1)• Króm-molibdén-vanádium ötvözésű (X32CrMoV12-

28; X40CrMoV5-1; X37CrMoV5-1; 50CrMoV13-15; X38CrMoV5-3)

62

63

Gyorsacélok

A gyorsacélok a nevüket onnan kapták, hogy a növelt sebességű forgácsolás megvalósítására kerültek kifejlesztésre az 1900-as évek elején.

64

A gyorsacélok története• Több, mint 100 éves, de ma is egyik legelterjedtebb• 1861-ben Mushet acél (0,2-2,4 % C, 0,7-1,6%Si, 1,7-2,5%

Mn 0,5% Cr, 5-8%W)• Önedző acélok kisebb, Si és C tartalom. A Mn felső határ,

a Cr 3%-ig, a W 5%-ról 11%-ra nőtt• 1898-ban 4,5%Mo• A századforduló acélipari fellendülése nagy mennyiségben

igényelte a szerszámanyagokat• 1898-ban Taylor forradalmasította a hőkezelést• 1900-ban Taylor White gyorsacél 1,85%C, 0,15%Si,

0,3%Mn, 3,8%Cr, 8%W• 1906 növelik a W tartalmat (18%W, 4%Cr, 1%V)• 1909 a V tartalmat 1,5%-ra növelik . Taylor a W-t Mo-nel

helyettesíti (két rész W = egy rész Mo)

65

A gyorsacél története

• 1912 Becker kifejleszti a Co ötvözésű gyorsacélt, kezdetben 5%, amit 20%-ra növel

• Az első világháború után Németországban visszatér a növelt W tartalom,

• USA-ban marad a Mo ötvözés, megjelenik a Mo-Max (8%Mo, 1%V, 2%W, amelynek a teljesítménye azonos a 18%W, 4%Cr, 1,5%V, acéllal)

• 1944-ig a W 11-13%, a V 2,5%, ez ma is jellemző

66

Gyorsacélok

stabil karbidképzőkkel – wolframmal, molibdénnel , krómmal és vanádiummal - erősen ötvözött közepes (0,7-0,9% C) és nagy (1,1-1,4%C) C tartalmú ötvözetek.

A nagy keménységük, kopásállóságuk, melegszilárdságuk az edzéskor végbemenő martenzites átalakuláson kívül még a megeresztés során végbemenő kiválásos keményedés, valamint a jelentős mennyiségű oldatlan, nagy keménységű karbid eredménye.

67

Jellemzők:

Közepes hővezető képesség, Növelt szívósság (Co-ötvözés), Melegalakíthatóság (pl. csigafúrók) Jó megmunkálhatóság nagy sebesség mellett (10-

30x nagyobb, mint a melegszilárd acélok esetében Edzhetőség és átedzhetőség, Nagy megeresztésállóság, túlhevüléssel szembeni

érzéketlenség, Nagy melegkeménység és kopásállóság (600 °C-

ig) Minimális repedési hajlam.

68

• A gyorsacélokat az ötvözőfém tartalmuk alapján négy csoportba sorolhatjuk

A gyorsacélok fő típusai

69

Az ötvözőelemek hatása

70

A gyorsacélok vegyi összetételeMSZ EN 4957 szerint

HS (High Speed), amelyet az ötvözőelemek %-os értékei követnek a következő sorrendben: W-Mo-V-Co. A Cr tartalmat nem kell feltüntetni, mivel az általában 3,5-4,5%.

71

A gyorsacélok mikroszerkezete

72

A gyorsacélok alkalmazási területei

73

Keményfémek

• Keményfémnek nevezzük azokat az álötvözeteket, amelyeket nagy olvadáspontú kemény karbidokból (WC; TiC; TaC; NbC) és a vascsoporthoz tartozó fémek, leggyakrabban a Co porából porkohászati úton állítanak elő.

• Meg kell jegyezni, hogy a karbidok mellett ma már megjelennek a boridok, szilicidek, nitridek és a zsugoríthatóságot elősegítő kötőfémek között a kobalt mellett a nikkel és a vas is.

74

A keményfém története

• Az első mai értelemben vett keményfémet (Co-ba ágyazott WC) K. Schröter állította elő 1923-ban, amely eljárás szabadalmát a Krupp cég hasznosította és Widia (wie Diamant azaz mint a gyémánt) márkanéven hozta forgalomba.

• A mai „K” sorozatnak keményfémek többkarbidosak (WC, TiC, TaC) ezek kifejlesztése 1931-ben történt.

75

A hagyományos keményfém szerkezete

Az A jelű durvább szemcsés WC-ot (ISO=K20) a B jelű finom WC szemcséket tartalmaz (ISO =K10)

76

Többkarbidos keményfém

77

A keményfémek gyártása

78

A keményfémek gyártása

őrlés

sajtolás

szinterelés

kezelésbevonatolás

79

A keményfémek tulajdonságai

• Szívósság (hajlítószilárdság)

• Keménység

• kopásállóság

80

81

A keményfémek jelölése és felhasználási csoportjai

82

Cermet

TiC, TiCN, TiN a WC helyett. A név a CERamic/METal azaz kerámia szemcsék fém kötőanyagban szavakból származik. A kötőanyag Ni vagy Mo.

83

A cermet jellemzői

• Kis tömeg

• nagy a kopásállóság,

• kis súrlódási tényező,

• nagy kémiai ellenállóképesség.

• A szilárdsága viszont kisebb, ezért elsősorban simító műveletekhez használják.

84

KerámiákA forgácsoló sebesség lehetséges növelésének

reményében 1938-ban OSENBERG alkalmazta először a kerámiákat forgácsoló anyagként.

85

Kerámiák

• A kerámiáknak két nagy csoportja terjedt el. Ezek:– Alumínium oxid alapú– Szilíciumnitrid alapú

• A szerszámanyag oxidok(Al2O3, ZrO2)

• legújabban karbidok (TiC, WC, TaC) és vagy nitridek (Si3N4) kötőanyag nélküli keveréke alkotja.

• A lapkákat a por alakanyagból sajtolják és zsugorító hőkezeléssel kezelik

86

A kerámiák jellemzői• Ezek az anyagok nagy keménységűek, és

viszonylag magas hőmérsékletig éltartóak. • Felhasználásuknál gondot jelent a termikus

kifáradással szembeni alacsony ellenállásuk. • Mint a legtöbb kerámia ezeknek is igen kicsi a

lökésszerű hőhatással szembeni ellenállásuk, ami az alacsony hővezetőképességgel és a gyakorlatilag nulla alakváltozóképességgel magyarázható, és kizárja a hűtőfolyadék alkalmazását.

• Hátrányuk még, hogy nehéz köszörülni. Kis előtolással és nagy forgácsolási sebességgel kell velük dolgozni.

87

Alumínium oxid kerámiák

• Tiszta alumínium oxid– Kis szilárdság

– Kis szívósság

– Kis hővezetőképesség

• Keverék (fém fázissal TiC, TiN 20-40 %)– Alumínium oxid bázisú, jobb hősokk állóság

– Repedéssel szembeni nagyobb ellenállás

– Jobb hővezetőképesség

– Relatív szívósság

88

Szilícium nitrid bázisú kerámiák

1970-ben fejlesztették ki• Jobb hősokk állóság• Nagy melegkeménység• Szívós• Szilárdság szívósság arány kedvező• Kémiai stabilitás

Alkalmazás: öntöttvas, hőálló ötvözetek, gömbgrafitos öntöttvas, kéregöntvények