Materiały narzędziowe stosowane w obróbce wiórowej: 

 
Wymagania: 



 

duża twardość, znacznie większa od materiału obrabianego, 



 

duża wytrzymałość na ścinanie, skrawanie, zginanie, 



 

duża udarność, 



 

zachowanie właściwości skrawnych w wysokich temperaturach, 



 

dobra przewodność cieplna i duże ciepło właściwe, 



 

odporność na zużycie (ścierne, adhezyjne, dyfuzyjne, chemiczne) 

 
Najczęściej stosowane materiały: 



 

stale szybkotnące, 



 

węgliki spiekane, 



  cermetale, 



 

spieki ceramiczne (ceramika narzędziowa), 
_ ceramika tlenowa, 
_ ceramika mieszana, tlenowo-węglowa, 
_ tlenkowa wzmacniana whiskerami (SiC) 
_ azotowa (Si

4

N

4

) 



 

materiały supertwarde, 

_ diament polikrystaliczny (DP) 
_ regularny azotek boru (CBN) 

 
Materiał ochronny na ostrze narzędzia: 

 
Głównym celem powłok ochronnych jest ograniczenie zużycia ostrza poprzez: 

  zmniejszenie współczynnika tarcia w strefie kontaktu narzędzia z wiórem i 

przedmiotem obrabianym, 

  zwiększenie twardości warstw wierzchnich powierzchni roboczych narzędzia, 
  stworzenie bariery dla wnikania ciepła w narzędzie, 
  ograniczenie dyfuzji, 
  zmniejszenie zmian chemicznych w warstwach wierzchnich ostrza. 

 
Kolejnymi korzyściami stosowania powłok może być: 

  zmniejszenie sił skrawania, 
  obniżenie temperatury skrawania, 
  zmniejszenie nagrzewania się narzędzia i przedmiotu obrabianego, 
  zmniejszenie skłonności do tworzenie się narostu, 
  zmniejszenie chropowatości obrobionych powierzchni, 
  ułatwienie transportu wióra w rowkach wiórowych, 
  możliwość skrawania bez konieczności stosowania płynów obróbkowych, 
  znaczne zwiększenie okresu trwałości narzędzi lub alternatywnie zwiększenie 

okresowej prędkości skrawania, 

  ułatwienie wizualnej oceny stanu zużycia ostrza, jeśli zewnętrzna warstwa powłoki 

ma barwę różniącą się od podłoża, np. w kolorze złotym wykonaną z TiN, 

  znaczne rozszerzenie uniwersalności zastosowań ostrzy wykonanych z takich 

materiałów narzędziowych, jak: stale szybkotnące, węgliki spiekane i cermetale itp. 

 
 

Cechy materiału narzędziowego: 

 
Wymagania stawiane materiałom narzędziowym są bardzo wysokie. Należą do nich: 

  duża twardość, znacznie większa od twardości materiału obrabianego, 
  duża wytrzymałość na ściskanie, skręcanie, zginanie i rozciąganie, 
  duża udarność, 
  odporność zmęczeniowa, 
  zachowanie właściwości skrawnych w wysokich temperaturach, 
  odporność na szoki termiczne i mechaniczne, 
  dobra przewodność cieplna, 
  mała rozszerzalność cieplna, 
  odporność na zużycie: ścierne, adhezyjne, dyfuzyjne i chemiczne, 
  stabilność krawędzi skrawającej, 
  jednorodność właściwości materiału w obrębie jednego ostrza, jak i całej serii 

ostrzy, 

  względnie niska cena w porównaniu do jego możliwości skrawnych. 

 
W przypadku stali narzędziowych pożądanymi cechami są dodatkowo: 



 

mała segregacja węglików, 



  dobra obrabialność, 



 

dobra podatność na obróbkę plastyczną, 



 

dobra hartowność, 



 

mała wrażliwość na przegrzanie, 



 

mała skłonność do odwęglania, 



 

mała podatność do odkształceń w procesie obróbki cieplnej, 



 

mała wrażliwość na odpuszczanie podczas szlifowania. 

 
Zużycie ostrza: 

 
Zużycie ostrza to zaistniałe zmiany geometryczne, związane lub niezwiązane z 
ubytkiem materiału, zmiany właściwości wywołane odkształceniami, temperaturą, 
chemicznymi działaniami ośrodka współpracującego, itp. 



 

mechaniczne, 

  ścierne, 
  wytrzymałościowe, 

  wyszczerbienia, 
  wykruszenia, 
  wyłamania, 
  pęknięcia 



 

dyfuzyjne, 



 

cieplne, 



 

chemiczne, 
 

Przyczyny zużywania się ostrzy: 
- Wysoka temperatura skrawania. 
- Bardzo duże naciski jednostkowe, często o udarowym charakterze. 
- Względne przemieszczanie się materiału obrabianego i ostrza. 
 
 

 

 
Przebieg zużycia ostrza: 
Początkowy (A), krótkotrwały okres zużycia wstępnego zwanego naturalnym docieraniem 
(usuwanie ostrych nierówności) powierzchni ostrza. 
Drugi okres (B) – najdłuższy o stałej intensywności zużycia, w którym ustalają się warunki 
normalnej pracy narzędzia. 
Trzeci okres zużycia (C) przyspieszonego o dużym gradiencie; w fazie tej zużycie może być 
tak gwałtowne, że prowadzi do całkowitego zniszczenia narzędzia (zużycia katastroficznego). 

 

 
 
Stępienie ostrza jest to taki stan wywołany zużywaniem się ostrza, w którym nastąpiła taka 
utrata jego własności skrawnych, że dalsze skrawanie, bez przywrócenia mu tych właściwości 
(np. przez przestrzenie) nie może być kontynuowane. 
Można wyróżnić następujące kryteria stępienia ostrza: 
- geometryczne (VBB, KT, KE itp.), 
- technologiczne (Ra, dokładność), 
- fizykalne (temperatura, drgania, siły itp.), 
- ekonomiczne (koszty, wydajność, produktywność). 
 
Trwałość narzędzia Tc jest to wielkość charakteryzująca w sposób bezpośredni czas 
skrawania lub pośrednio liczbę wykonanych operacji, względnie długość drogi skrawania do 
chwili osiągnięcia kryterium stępienia. Trwałość narzędzia wyrażoną czasem skrawania 
nazywamy okresem trwałości narzędzia. 
 

Narost: 

Narost jest to klinowa warstwa materiału obrabianego, powstającego na ostrzu, w 
określonych granicach prędkości skrawania, i zrywana z niego cyklicznie z częstotliwością od 
kilku do kilkuset herców. 

Przyczyny powstawania narostu: 
· duże współczynniki tarcia na powierzchniach roboczych ostrza 
· silne zjawiska adhezji między materiałem obrabianym a ostrzem (czemu sprzyja wysoka 
temperatura), 
· duże naciski powierzchniowe, 
· powinowactwo między materiałem ostrza i obrabianym, 
· czyste fizycznie i chemicznie powierzchnie kontaktowe, 
· umocnienie materiału w wyniku silnych odkształceń plastycznych itp. 
 
Narost może przyczyniać się do: 
· zwiększenia chropowatości obrabianej powierzchni, 
· pogorszenia dokładności obróbki, 
· zmniejszenia sił skrawania, 
· zwiększenia wytrzymałościowego zużycia ostrza, 
· ochrony ostrza przed zużyciem ściernym i dyfuzyjnym. 
 
Ograniczenie tworzenia się narostu można uzyskać m.in. przez: 
· stosowanie powierzchniowo aktywnych płynów obróbkowych, 
· zmianę prędkości skrawania (zmniejszenie lub zwiększenie), 
· stosowanie na ostrza powłok zmniejszających powinowactwo adhezyjne z materiałem 
obrabianym i zmniejszające wsp. tarcia. 
 

 

Przy mniejszych wartościach prędkości narost nie powstaje z powodu zbyt małej temperatury, 
a więc zbyt małych sił adhezyjnych, natomiast przy dużych prędkościach jest coraz bardziej 
uplastyczniony, aż w końcu zamienia się w cienką warstwę.