1

Szerszámanyagok

• A szerszám legfontosabb része a dolgozórész, az él.

• Ettől függ a forgácsoló folyamat hatékonysága, a forgácsolás termelékenysége, gazdaságossága.

• Ahhoz, hogy a forgácsoló megmunkálással szemben támasztott műszaki és gazdasági követelményeket kielégíthessük, jó forgácsolóképességű szerszámokra van szükség.

• Ennek egyik feltétele a megfelelő minőségű szerszámanyag kiválasztása a szerszám működése közben fellépő igénybevételek ismeretében és meg kell találni azokat a technológiai, üzemeltetési, szerszámgyártási, anyagszerkezeti tényezőket, amelyek hatására a szerszám ezeknek az igénybevételeknek ellenáll.

• A szerszámanyagon a szerszám aktiv, forgácsoló, dolgozó részének anyagát értjük, amire működése közben mechanikai-, termikus- és kémiai igénybevételek hatnak.

A szerszámanyagokkal szemben támasztott követelmények

2

SzerszámanyagokA szerszámanyagokkal szemben támasztott követelmények

Előbbiek ismeretében a szerszámanyagoktól megkövetelt legfontosabb tulajdonságok a következők:- keménység,- kopásállóság,- mechanikai szilárdság, - hőállóság,- hővezetőképesség,- alak- és mérettartósság, - szivósság,- megmunkálhatóság.

Ezeket a tulajdonságokat összevontan a szerszám forgácsolóképességének nevezzük.

Melyek a szerszámanyagokkal szemben támasztott legfontosabb követelmények ?

3

SzerszámanyagokA szerszámanyagokkal szemben támasztott követelmények

• - A keménység a szerszámanyagok legfontosabb tulajdonsága. A szerszám általában akkor forgácsolóképes, ha HVs keménysége legalább háromszorosa a forgácsolt anyag HVw keménységének :

HVs / HVw

• Ez a követelmény azért ilyen szigorú, mert a munkadarab anyaga megmunkálás közben felkeményedhet, a forgács keménysége többszörösen meghaladhatja a munkadarab keménységét és ez a felkeményedett réteg veszi igénybe a szerszámot.

• Mivel a forgácsolószerszámok magas hőmérsékleten dolgoznak, keménységük csökken. Azt a keménységet, amivel a forgácsolás hőmérsékletén a szerszám még nem veszíti el forgácsolóképessé-gét, melegkeménységnek nevezzük.

4

SzerszámanyagokA szerszámanyagokkal szemben támasztott követelmények

• A kopásállóságot a szerszámanyag keménysége, szívóssága , az alapanyag szövetszerkezete és az ebből fakadó egyéb tulajdonságok határozzák meg.

• A szerszámok kopásában az abrazív hatás mellett olyan más hatások is részt vesznek (pl. diffúzió), amelyek intenzitása a hőmérséklettel nő.

• A kopásállóságot elsősorban a szerszámanyag karbidjainak mennyisége és minősége befolyásolja.

• Minél nagyobb a karbidok mennyisége, annál kisebb a kopás miatti tömegveszteség, legkisebb ez az érték a VC vanádiumkarbid esetében

Mit értünk kopásállóság alatt?

5

SzerszámanyagokA szerszámanyagokkal szemben támasztott követelmények

• A mechanikai szilárdság a szerszámanyagnak az az ellenálló-képessége, amivel a méreteibe erősen korlátozott forgácsolóék a ráható nagy forgácsoló erőt törés vagy maradó alakváltozás nélkül elviseli.

• Az anyag keménységének növelése általában maga után vonja a szilárdság csökkenését (ábra). A szerszámacélok-nak a magas üzemi hőmérsékleten mért szilárdsági tulajdonságai (melegkemény-ség, rugalmassági határ, folyáshatár) a melegszilárdságot jellemzik.

• A melegszilárdságot azzal a legnagyobb hőmérséklettel szokták megadni, amelyen forgácsolóképességük hirtelen lecsökken.

6

SzerszámanyagokA szerszámanyagokkal szemben támasztott követelmények

• A hőállóság a szerszámanyagnak az a képessége, hogy hevítéskor milyen mértékben tartja meg a forgácsolóképességét biztositó keménységet.

• Tehát a hőállóság egy olyan tapasztalati hőmérséklet, melynél a szerszámanyag keménysége nem csökken (6... 7) 103 N/mm2 alá (ábra).

Szerszámanyagok hőállóságaWS : szerszámacél , HSS: gyorsacél , PCD: gyémánt,HM: keményfém, SK: kerámia, CBN: köbös bórnitrid )

Adja meg a szerszámanyagokhőállóságát !

7

SzerszámanyagokA szerszámanyagokkal szemben támasztott követelmények

• - A szerszámanyagok hővezetőképessége közvetlen hatással van a szerszámok éltartamára.

• A jó hővezetőképességű szerszámanyagnak kisebb lesz a forgácsolási hőmérséklete és a szerszám jobban megtartja keménységét, kopásállóságát - éltartama nagyobb lesz. Az erősen ötvözött szerszámacélok hővezetőképessége kisebb, mint az ötvözetleneké.

• - A szerszámanyagok alak- és mérettartóssága az alakos és méretes szerszámok fontos tulajdonsága.

• A szerszámban terhelés nélkül is keletkezhet alak- és méretváltozás (pl. nem stabil ausztenit átalakulása martenzitté), de keletkezhet a szerszám gyártásakor és rendeltetésszerű felhasználása során is.

• Az alak-és méretváltozás oka a hőfeszültség, a szövetszerkezeti átalakulásokból származó térfogat változás, és a feszültségek átrendezéséből származó térfogat változás.

8

SzerszámanyagokA szerszámanyagokkal szemben támasztott követelmények

• A szívósság a szerszámanyagnak a ridegtöréssel szembeni ellenállását jelenti.

• A szívósság az anyagnak nem fizikai tulajdonsága, hanem állapota; amit a feszültségi állapot, a hőmérséklet, az igénybevétel sebessége, a széntartalom, a karbidok és a szennyező elemek mennyisége, minősége szab meg.

• A szerszámanyagok szívóssága és keménysége között fordított arányosság van.

• A szerszámanyagnak jól megmunkálhatónak kell lenni. A forgácsolószerszám dolgozó része rendszerint bonyolult felületekkel határolt, amiket általában forgácsolással állítanak elő. A szerszám helytelenül megválasztott gyártási körülményei a dolgozórész kilágyulását, megrepedését okozhatják.

• A szerszámanyag az előbbiek mellett lehetőleg olcsó és hozzáférhető legyen, drága ötvözőket lehetőleg minimális mennyiségben tartalmazzon.