Archív kategorie ‘Slinuté karbidy’

Oblast použití slinutých karbidů je velmi rozsáhlá. Používají se pro jemné obrábění i pro těžké hrubování téměř všech druhů materiálů na nejrozmanitějších obráběcích strojích. Volba a možnosti použití jednotlivých druhů slinutých karbidů jsou uvedeny v následujícím přehledu.

F2 — P 01.3

• Je nejtvrdší, velmi vzdorný proti otěru, avšak zároveň velmi křehký. Používá se jen pro nejjemnější soustružení a vyvrtávání oceli a lité oceli nepřerušovaným řezem při vysokých řezných rychlostech přes 200 m/min a při nejmenších posuvech a malých hloubkách řezu. Není vhodný pro frézování.

F1— P 01.4

• Je určen především pro jemné soustružení a vyvrtávání oceli a lité oceli při velkých řezných rychlostech a posuvech asi do 0,15 mm/ot. při nepřerušovaném řezu. Je velmi náchylný k praskání při pájení a broušení, neboť je velmi málo odolný proti teplotním rázům. Pro frézování se použije jen výjimečně.

S1 — P 10

• Je méně otěruvzdorný, ale houževnatější než druhy F2 a F1. Je určen hlavně k obrábění oceli a lité oceli při posuvu do 0,6 mm/ot. Není vhodný pro velké úběry třísek a pro přerušovaný řez. Řezné rychlosti musí být nižší než při použití F1. Hodí se především pro dokončování, popř. polohrubování při soustružení, frézování a kopírování.

S1.1 — P 10

• Doporučuje se především pro soustružení závitů na poloautomatech a automatech při řezných rychlostech 80 až 120 m/min podle druhu obráběné oceli bez kůry a vměstků.

S2 — P 20

• Používá se na polohrubování oceli, lité oceli a temperované litiny pro posuvy až do 1 mm/ot, avšak při řezných rychloste.ch asi o 30 % menších než při použití 81. Lze ho použít i pro nestejnoměrnou hloubku řezu a pro přerušo­vaný řez při malé hloubce řezu. Je velmi vhodný pro kopírování, pro frézo­vání na čisto, pro vrtání hlubokých děr, na záhlubníky, frézy atd.

S3 — P 30

• Je určen pro hrubování oceli, lité oceli a temperované litiny při větších průřezech třísky i při přerušovaném řezu. Je vhodný pro soustružení, frézování a hoblování. Řezné rychlosti musí být asi o 45 % menší než u S1, posuv až 2 mm/ot.

S4 — P 40

• Je vhodný k hrubování ocelových výkovků a odlitků při přerušovaném řezu i při nečistém povrchu. Řezné rychlosti se doporučují asi o 55 % menší než u S1, posuvy do 3 až 4 mm/ot. Používá se pro soustružení, frézování, hoblování, obráženi a částečně pro práce na automatech.

S5 — P 50

• Svými vlastnostmi vyplňuje mezeru mezi slinutými karbidy a rychlořeznou ocelí. Je určen k velmi těžkému hrubování soustružením, frézováním a hoblováním ocelí nízké pevnosti, nerezavějících a žárovzdorných ocelí. Řezné rychlosti se volí asi o 70 % menší než u S1 a posuvy 4 mm/ot i více.

S6 — P 50

• Nejhouževnatější druh této skupiny pro nejtěžší řezné podmínky, především pro hoblování při malých řezných rychlostech a velkých průřezech třísky.

U1 — M 10

• Je určen pro dokončovací soustružení a frézování oceli, lité oceli a temperované litiny nepřerušovaným řezem za předpokladu drobivé třísky. Je vhod­ný pro obrábění na automatech. Může se použít pro soustružení a frézování šedé litiny, pro soustružení kalené oceli a pro obrábění hliníkových slitin a velkým obsahem křemíku.

U2 — M 20

• Doporučuje se pro dokončování i hrubování oceli, lité oceli, temperované litiny a odlitků s pískem i vměstky a k obrábění nejtíže obrobitelných materiálů, kde nevyhovuje Ul. Je vhodný pro soustružení, frézování i hoblování legovaných ocelí a litiny při malých průřezech třísky a menších řezných rychlostech.

U3 — M 30

• Je určen pro hoblování a hrubé frézování těžkoobrobitelných materiálů. Vhodný pro upichování na automatech, pro obrábění ocelí malé pevnosti (cementační a automatové oceli). Může se použít jako náhrada za S4 a S5 pro obrábění přerušovaným řezem nebo při nečistém a nerovném povrchu.

H3 — K 01

• Používá se pro jemné soustružení, frézování a vrtání šedé litiny, hliníkových slitin s velkým obsahem křemíku, kompozic, plastických hmot, tvrzeného papíru a azbestových materiálů. Je vhodný pro soustružení kalené oceli tvrdosti přes 50 HRC a tvrzené litiny přes 80 HSH s čistým povrchem nepřerušovaným řezem.

H2 — K 05

• Používá se jako H3. Je vhodný pro soustružení kalené oceli tvrdosti do 50 HEC a tvrzené litiny do 80 HRC s čistým povrchem nepřerušovaným řezem. Doporučuje se pro obrábění na automatech.

H1 — K 10

• Je určen k obrábění litiny tvrdosti přes 200 HB, ledované oceli pevnosti přes 140 kp/mm², kalené oceli tvrdosti přes 50 HRC, temperované litiny, slitin mědi a křemíkových slitin hliníku, lisovaných a plastických hmot. Nehodí se k obrábění nečistých a nerovných ploch.

G1 — K 20

• Doporučuje se pro obrábění litiny tvrdosti do 220 HB, neželezných kovů, plastických hmot, pro vrtání hlubokých děr do šedé litiny, nerezavějících a žárovzdorných ocelí. Lze jím obrábět nerovné a nečistě povrchy a snese i přerušovaný řez.

G1.1 — K 30

• Je určen pro soustružení, frézování a hoblování šedé litiny tvrdosti do 180 HB a ocelí pevnosti do 50 kp/mm³, pro obrábění barevných kovů, hliníku, zinku, plastických hmot, dřeva atd. Je vhodný pro přerušovaný řez při větších průřezech třísky a malých řezných rychlostech i pro nečistý povrch a proměnlivou hloubku řezu.

G2 — K 40

• Používá se pro soustružení, frézování a hoblování všech druhů dřeva, lisovaných a plastických materiálů, barevných kovů, hliníku a zinku. Umožňuje obrábění přerušovaným řezem a nečistých povrchů při větších průřezech třís­ky a malých řezných rychlostech.

G3 — K 50

• Doporučuje se na velmi jemné obrábění litiny a uhlíkových elektrod, na vrtací korunky pro vrtání hornin, k výrobě raznic a dílů střižných nástrojů.

G4 a G5

• Slouží pro výrobu zápustek na lisování hlav šroubů a nýtů za studena a na součásti namáhané kromě otěru i ohybem.

 

Zajímavá je převodní tabulka slinutých karbidů, ve které se nacházejí ekvivalenty SK vůči značení ISO různých států.

---

 

Slinuté karbidy používané k výrobě řezných nástrojů je možno podle je­jich chemického složení rozdělit v zásadě do dvou hlavních skupin.

1. Slinuté karbidy jednokarbidové soustavy WC-Co (karbid wolfra­mu + kobaltové pojivo) — řada G a H. Jsou určeny především pro obrá­bění litiny, neželezných kovů a jejich slitin, plastických hmot apod.

2. Slinuté karbidy dvoukarbidové soustavy WC-TiC-Co (karbid wolframu + karbid titanu + kobaltové pojivo) — řada S a F. Jsou určeny výhradně pro obrábění všech, druhů oceli a lité oceli. Do této skupiny patří ještě tzv. univerzální slinuté karbidy řady U. Svým složením umožňují obrábění nejen oceli a lité oceli, ale i všech druhů litiny, těžkoobrobitelných ocelí a slitin.

 

Druh SK	Označení ISO
	Skupina	Podskupina	Barva
F2 F1 S1; S1.1 S2 S3 S4 S5; S6	P	P01.3 P01.4 P 10 P 20 P 30 P 40 P 50	Modrá
U1 U2 U3	M	M 10 M 20 M 30	Žlutá
H3 H2 H1 G1 G1.1 G2 G3	K	K 01 K 05 K 10 K 20 K 30 K40 K50	Červená

Rozdělení slinutých karbidů pro obrábění vychází z hlediska řezného procesu, a značně zjednodušuje značení. Základní třídění ISO obsahuje jen tří hlavní skupiny P, M a K. Tyto skupiny se dále dělí z hlediska použití na podskupiny, které se označují písmeny příslušných hlavních skupin (P, M, K) a dalším dvoumístným číslem tak jako v tabulce.

V podskupinách s nízkým Číslem (P 01, M 10, K 01) jsou druhy s velkou odolností proti otěru a s maíou houževnatostí a v podskupinách s vysokým číslem (P 50, M 40, K 50) jsou druhy s malou odolností proti otěru a s velkou houževnatostí.
Dvoumístná soustava označování ISO má tu přednost, že se v ní mohou tvořit ještě meziskupiny 05, 15, 25 atd., které umožňují ještě přesnější zařazování slinutých karbidů podle jejich vlastností. Kromě toho připouští ISO další dělení podskupiny P 01 na P 01.1 — P 01.2 — P 01.3 — P 01.4.

Mechanické vlastnosti slinutých karbidů a jejich chemické složení

 

 

Druh SK	Informativní chemické složení [%]				Pevnost v ohybu [kp/mm2]	Tvrdost [HRA]
	WC	TiC	Co
F2	71	25	4		95	90,5
F1	74	20	6		100	90
S1	78	16	6	3TaC	115	89,5
S1.1	75	16	6		110	90
S2	78	14	8		120	89
S3	84	8	8		125	88,5
S4	85	4	9	2 TaC	135	88
S5	82	3	12	3TaC	145	87,5
S6	77	3	15	5 TaC	150	87
U1	86,5	5	7	1 TaC    . 0,5 Cr3C2	125	89,5
U2	81	3	10	5 TaC 1 Cr3C2	145	89
U3	78,5	1,2	15	3 TaC 2,3 Cr3C2	145	87,5
H3	97		3	2 TaC	100	90
H2	94		4		100	89,5
H1	95		5		110	89
G1	94		6		120	88
G1.1	92		8		130	87,5
G2	89		11		140	86,5
G3	85		15		160	85
G4	80		20		170	84
G5	75		25		180	83

---

HISTORIE SLINUTÝCH KARBIDŮ (SK)

V roce 1907 vyrobila firma Haynes v USA chrómkobalt-wolframovou slitinu STELIT, které se používalo hlavně ve Spojených státech jako nástrojového materiálu. Slitiny, obsahující asi 50% vysokotavitelných karbidů, byly v technice obrábění předstiženy slinutými karbidy, v nichž obsah karbidové složky dosahuje 94% a více.

Tento řezný materiál se vyrábí průmyslově od roku 1926, kdy firma Krupp zhotovila metodou práškové metalurgie první slinutý karbid WIDIA (odtud slangové označení pro výměnné destičky a vrtáky do zdiva „vidiák“) . Přes tehdejší poměrně velkou cenu se slinuté karbidy značně rozšířily do strojírenské výroby. Podmínkou pro jejich použití  byla a je co nejvyšší tuhost základní obráběcí soustavy stroj-nástroj-obrobek, protože SK jsou v porovnání  rychlořeznými ocelemi velmi křehké.

POPIS SK

Slinuté karbidy jsou výrobky práškové metalurgie. Jsou tvořeny jemnými částicemi tvrdých karbidů některých kovů, jako W, Ti a Ta, které jsou navzájem pojeny zpravidla kobaltem. Poměrné množství jednotlivých druhů karbidů a kobaltu určuje pak vlastnosti slinutého karbidu.   

Slinuté karbidy jsou mnohem tvrdší než rychlořezné oceli a slitiny Co—Cr—W. Svou tvrdost zachovávají i za vyšších teplot než rychlo­řezné oceli. První slinuté karbidy obsahovaly jen karbid wolframu s malým množstvím kobaltu jako pojidla. Byly velmi tvrdé, ale poměrně křehké, takže špatně odolávaly rázům. Vyhovovaly však celkem dobře při obrábění litiny, ale již méně se osvědčily při obrábění oceli.   

Na slinuté karbidy pro obrábění ocelí bylo použito jako přísady též malého množství karbidů titanu a tantalu. Zvýšeným množstvím kar­bidu titanu bylo dosaženo dalšího zvětšení tvrdosti slinutých karbidů za zvýšených teplot. Značná stálost ostří nástrojů ze slinutých karbidů je hlavní příčinou rychlého rozšíření těchto materiálů na břity řez­ných nástrojů všeho druhu.   

Řezné nástroje ze slinutých karbidů se hodí k obrábění nejrůzněj­ších druhů materiálů, od měkkých, jako jsou mosazi a slitiny Al, až po nejtvrdší materiály, jako je bílá litina a žáropevné slitiny o velké pevnosti. Volba vhodného slinuté­ho karbidu závisí hlavně na druhu a tvrdosti obráběného materiálu a velikosti rázu při funkci nástroje. S rostoucím obsahem kobaltu vzrůstá houževnatost, ale klesá tvrdost a odolnost slinutého karbidu proti opotřebení.   

Podle účelu použití se musí vybrat vždy ten druh slinutého karbidu, který má pro daný účel použití nej­vhodnější kombinaci potřebných vlastností. Pro obrábění šedé litiny se používají slinuté karbidy skupiny
H.   

Pro obrábění oceli se hodí slinuté karbidy skupiny S a pro jemné obrábění se používá slinutých karbidů skupiny F. Pro obrábění těžko obrobitelných materiálů jsou určeny slinuté karbidy skupiny TJ. Slinuté karbidy skupiny H jsou velmi odolné proti opotřebení, takže se hodí k obrábění abrazivních materiálů, např. plastických hmot vyztužených skelnými vlákny apod. Jsou vhodné i k obrábění velmi tvrdých materiálů, např. bílých litin, ale i k obrábění slitin AI apod.   

TABULKY POUŽITÍ SLINUTÝCH KARBIDŮ NA NÁSTROJE

---