Stale narzędziowe są szeroko stosowanym materiałem w zakładach produkcyjnych zajmujących się wyrobem narzędzi. Doskonale nadają się do kształtowania w drodze przeróbki plastycznej. Zasadniczym wymaganiem stawianym narzędziu jest stałość kształtu, dlatego też materiał, z którego zostaną wykonane, musi przenosić obciążenia bez odkształceń oraz wykazywać odporność na ścieranie. Jakie znaczenie w tym procesie ma obróbka cieplna?
Stale stosowane w budowie tłoczników
Najczęściej stosowanymi materiałami do wykonania elementów roboczych tłoczników są stale narzędziowe. Matryce, stemple, tłoczniki, rolki do prasowania i inne elementy do obróbki elementów nienagrzanych wykonywane są najczęściej ze stali stopowych przeznaczonych do pracy na zimno: 1.2363, 1.2201, 1.2379, 1.2550. Gwarantują one zachowanie wymiarów po obróbce cieplnej. O tym, którą stal wybrać do wytworzenia danego narzędzia, decyduje charakter jego pracy w danym zastosowaniu oraz materiał obrabiany.
Dlaczego obróbka cieplna ma tak duże znaczenie?
Prawidłowo zaprojektowany i kontrolowany proces obróbki cieplnej ma zasadniczy wpływ na trwałość i przydatność użytkową narzędzi. Nawet przy otrzymaniu jednakowej twardości narzędzia jego żywotność może się zmniejszyć nawet do 70% tylko ze względu na niewłaściwą obróbkę cieplną. Obecnie najlepsze efekty otrzymuje się podczas obróbki cieplnej w piecach próżniowych. Gwarantują one odpowiednie nagrzanie do temperatury austenityzacji i właściwy sposób chłodzenia. Co jest istotne, proces jest na bieżąco kontrolowany, a jego wyniki są powtarzalne.
Jak wygląda proces?
W procesie stosuje się przystanki, w czasie których zmniejsza się różnica temperatur między warstwą wierzchnią a rdzeniem. Zmiany prowadzi się stopniowo, nie dopuszczając do zbyt dużej różnicy temperatur. Dotyczą one również atmosfery pieca. Pierwszy przystanek następuje w temperaturze ok. 600 stopni Celsjusza i trwa do chwili, aż różnica temperatur między rdzeniem i powierzchnią będzie mniejsza niż 50 stopni. Przedstawiciel firmy Pi-Tech podkreśla, że zbyt gwałtowna zmiana temperatury wpływa negatywnie na właściwości materiału, dlatego proces musi być cały czas kontrolowany. Właściwa zmiana temperatury to gwarancja, że wykonane z danego materiału narzędzie, będzie wytrzymałe i odporne na uszkodzenia mechaniczne.
Od czego zależy przebieg całego procesu?
Ilość przystanków i skład atmosfery dobiera się ze względu na gatunek materiału narzędzia, jego wielkość i zastosowanie. Dokładniejsze dane można znaleźć w wytycznych wydanych przez amerykańskie stowarzyszenie NADCA (North American Die Casting Association) oraz liderów przemysłu samochodowego m.in. koncerny Ford i General Motors.