Kształtowanie wyrobów ze stali kwasoodpornych i żaroodpornych
obróbką skrawaniem
1. Wstęp.
Problemy obróbkowe stali austenitycznych chromowo-niklowych (kwaso- i żaroodpornych) pojawiły
się z chwilą opracowania tych tworzyw i konieczności konstytuowania z nich wyrobów. Często w odniesieniu
do tych stali stwierdzano, że są to stale trudno obrabialne, ponieważ podczas ich obróbki następuje szybkie
zużycie ostrza, powstaje wysoka temperatura w obszarze skrawania (co w związku z ich bardzo złą
przewodnością cieplną powoduje. że znaczną część ciepła przyjmuje narzędzie), a niewielkie stępienie na
powierzchni przyłożenia ostrza powoduje gwałtowne pogorszenie chropowatości obrobionej powierzchni itp.
Czy jednak takie rozumienie pojęcia „trudno obrabialny” jest nadal aktualne i ścisłe? Czy możemy używać tego
terminu bez podania bliższych danych towarzyszących procesowi skrawania? Czy zastosowanie nowych
materiałów narzędziowych, które pozwalają uzyskiwać większą trwałość ostrza, lub stosowanie takich mate-
riałów narzędziowych. dla których występujące temperatury skrawania nie są groźne, lub wreszcie wspomaganie
samego procesu dodatkowymi czynnikami zewnętrznymi (zgniot, przepływ dodatkowego prądu w układzie OPN
itp.) nie nakazuje zweryfikować pojęcia „trudno obrabialny”?
W latach 1965 - 1974 w Katedrze Obróbki Skrawaniem (od 1970 roku przemianowanej na Zakład
Technologii Budowy Maszyn) podjęto badania mające na celu poprawę skrawalności stali austenitycznych
chromowo-niklowych. Prowadzono je pod kierunkiem prof. K. Wieczorowskiego, ówczesnego docenta w wyżej
wymienionej katedrze i zakładzie.
Podjęte wówczas badania są prowadzone z różną intensywnością oraz w różnych odmianach do chwili
obecnej.
2.
Przebieg badań.
Rozpoczęte w 1966 roku doświadczenia nad skrawalnością kwaso- i żaroodpornych stali
austenitycznych miały wytyczone dwa kierunki. Pierwszy dotyczył możliwości poprawy tejże skrawalności
przez obróbkę cieplną (przesycanie w różnych temperaturach), drugi natomiast miał charakter wyraźnie
użytkowy - chodziło o opracowanie na podstawie uzyskanych wyników normatywów technologicznych. Główny
zakres badań dotyczył toczenia, natomiast skromniejszy obszar - dotyczący budowy normatywów
technologicznych - opracowano na podstawie odrębnego zakresu doświadczeń dla pozostałych sposobów
obróbki. tj. wiercenia, powiercania, rozwiercania i frezowania.
Myślą przewodnią badań nad poprawą skrawalności stali austenitycznych za pomocą obróbki cieplnej
był jej wpływ na wielkość ziaren austenitu w funkcji temperatury przesycania, a w wyniku tego zmiana
właściwości wytrzymałościowych (rys. 1).
Na podstawie badań ustalono, że obróbka cieplna ma wpływ na skrawalność stali austenitycznych. Jest
on niejednakowy dla różnych wskaźników skrawalności, np. istotny w przypadku oporu skrawania, a znacznie
mniej istotny w przypadku trwałości ostrza.
Kontynuując badania i poszukując nowych możliwości popraw skrawalności stali austenitycznych
chromowo-niklowych, przeprowadzono serię doświadczeń nad wpływem zgniotu wstępnego oraz naprężeń
rozciągających na tę skrawalność. Wpływ ten istnieje, a w niektórych przypadkach jest wyraźny. Już badanie
właściwości wytrzymałościowych wskazuje na wyraźną zmianę ich wskaźników (szczególnie plastyczności)
jako funkcji zgniotu wywołanego osiowymi naprężeniami ściskającymi. Ogólny wniosek wynikający z tych
prób wskazuje na zgniot jako sposób poprawienia skrawalności stali austenitycznych, przede wszystkim
zmniejszenia chropowatości powierzchni (rys. 2, 3).
Stale austenityczne chromowo-niklowe są stalami miękkimi. bardzo podatnymi na zgniot. Otrzymane
wyniki potwierdziły wstępne przypuszczenie, że w stanie zgniecionym stale te będą lepiej obrabialne. Dotyczy
to przede wszystkim chropowatości powierzchni oraz w mniejszy stopniu trwałości ostrza.
