Højhastighedsstål: Af hvilket stål er bor fremstillet af
For at kunne fremstille boremaskiner kræves der et værktøjsstål, der bedst opfylder kravene til anvendelsen. Til fremstilling af boreværktøj til metalskæring anvendes hurtigstål.
Stål er generelt opdelt i konstruktionsstål og værktøjsstål. Værktøjsstål bruges bl.a. til at skære hånd- og maskinværktøj. Alle værktøjsstål er rustfrie ståltyper.
Varmebehandling giver værktøjsstål deres arbejdshårdhed (varmehårdhed og styrke). Denne behandling påvirker værktøjsstålets mange egenskaber (f.eks. varmehårdhed, anvendelsestemperatur, trækstyrke, slidstyrke) og tilpasser det til specifikke anvendelser. Når hårdheden øges, falder f.eks. sejheden. Her skal det overvejes, hvilken egenskab der har væsentlig indflydelse på værktøjets levetid afhængigt af anvendelsen.
Værktøjsstål er karakteriseret efter
- deres sammensætning (ulegeret og legeret)
- kølemidlerne (vand, olie og lufthærdere) og
- anvendelsestemperaturen (koldt arbejde, varmt arbejde og hurtigstål).
Ved anvendelsestemperaturen skelnes der mellem koldt stål (ulegeret) og varmt stål (legeret). Stål til koldbearbejdning anvendes normalt, når temperaturen ved overfladen ikke overstiger 200 °C under brug. På den anden side forekommer anvendelsestemperaturer på mere end 200 °C med varmtarbejdende stål.
En særlig klasse af disse varmtarbejdende ståltyper er hurtigstål (HSS), hvor anvendelsestemperaturen kan stige til over 600 °C.
Højhastighedsstål (HSS)
(High speed steel (HSS)), anvendes primært som skæremateriale (til skæreværktøj) og er et højlegeret værktøjsstål. HSS anvendes også til fremstilling af værktøj, fordi det er meget godt til slibning (hvilket også muliggør efterslibning af f.eks. stumpe værktøjer).
Sammenlignet med koldt stål kan der opnås tre til fire gange højere skærehastigheder og dermed høje anvendelsestemperaturer. Dette skyldes varmebehandlingen, hvor stålet udglødes ved over 1 200 °C og derefter afkøles.
HSS får sin hårdhed fra sin grundstruktur, som hovedsagelig består af jern og kulstof. Derudover er der legeringstilsætninger på over 5 %, hvilket gør HSS til et højlegeret stål.
-
Anvendelsestemperatur over 600 °C
-
Høje skærehastigheder
-
Høj styrke (høj brudstyrke)
-
God slibbarhed under produktionen
-
God efterslibning af stumpe værktøjer
-
Relativt lav pris
Navnetillæggene HSSE-Co 5 eller HSSE-Co 8 angiver procentdelen af koboltindholdet. Jo højere koboltindholdet er, jo hårdere er værktøjsstålet. Koboltindholdet øger varmhærdningsmodstanden, og du kan bedre skære materialer, der er vanskelige at skære. Co 5 indeholder, 4,8 - 5 % cobalt og Co 8, 7,8 - 8 % cobalt. Med stigende hårdhed falder dog sejheden.
| Betegnelse | Indhold af kobolt |
|---|---|
| HSS | 0,5 - 1,5 % |
| HSSE-Co 5 | 4,8 - 5 % |
| HSSE-Co 8 | 7,8 - 8 % |
Slidstyrke på grund af belægning
Ud over skærehastigheden og den deraf følgende anvendelsestemperatur har slid også indflydelse på værktøjets levetid. Dette kan afhjælpes med en belægning, der tillader højere skærehastigheder.
HSS-værktøjer kan efterbehandles med forskellige belægninger, der øger værktøjets slidstyrke og frem for alt dets levetid.
Belægninger, som vi bruger:
- TiN
- TiAlN
- AlTiN
- TiCN
- RUnaTEC
En oversigt og en sammenligning af belægningerne findes i vores artikel TiN, TiAlN, AlTiN... en sammenligning af belægningerne.
Anvendelser
Hurtigstål med forskellige hårdhedsgrader og belægninger er velegnet til forskellige anvendelser.
Hvilket hurtigstål du skal bruge til din anvendelse afhænger af din skæreproces, uanset om du borer, gevindskære eller sænker.
I den følgende grafik giver vi dig en guide til, hvilket materiale du kan bruge hvilket højhastighedsstål. Det afhænger stadig af den respektive skæreproces. Ikke desto mindre kan du se, at med stigende koboltindhold stiger hårdheden af det materiale, der skal skæres (f.eks. skærer HSS stål op til 900 N/mm2, med HSSE-Co 8 borer du i stål op til 1300 N/mm2).
Konklusion og resumé
Boremaskiner er fremstillet af legeret højhastighedsstål (HSS). Med dette værktøjsstål kan der opnås anvendelsestemperaturer på op til 600 °C, hvilket kan forekomme ved skæring af f.eks. stål eller metaller.
Efterhånden som materialets hårdhed stiger, kan du bruge hurtigstål med et højere koboltindhold (5 % eller mere). Hvor højt koboltindholdet skal være, afhænger af din anvendelse. Hvis du f.eks. ønsker at bore i rustfrit stål, bruger du normalt et ubelagt HSSE-Co 5-spiralbor uden belægning. I nogle tilfælde er værktøjsstål HSS med en TiAlN-belægning tilstrækkeligt.
Nu kan du klassificere højhastighedsstål og vælge det rigtige værktøj til din anvendelse.
Hvis du har spørgsmål, så tøv ikke med at kontakte os.