Wyobraź sobie wysoce precyzyjne obrabiarki pracujące z niewiarygodnymi prędkościami, przecinające twarde metale z fruwającymi iskrami. Co sprawia, że te narzędzia skrawające wytrzymują tak ekstremalne warunki, zachowując jednocześnie ostrość i trwałość? Odpowiedź często leży w składzie materiału – stali szybkotnącej lub stali wolframowej. Obie są niezbędnymi stalami narzędziowymi we współczesnym przemyśle, jednak co dokładnie je wyróżnia i jak dokonać wyboru pomiędzy nimi do konkretnych zastosowań? W artykule dokonano szczegółowej analizy ich właściwości, zastosowań i kryteriów wyboru.
Stal szybkotnąca (HSS) to złożona stal stopowa znana z wyjątkowej twardości, odporności na zużycie i odporności na ciepło. Nie jest to materiał jednoskładnikowy, ale raczej stop zawierający wiele pierwiastków tworzących węgliki, takie jak wolfram, molibden, chrom, wanad i kobalt, przy czym całkowita zawartość stopu zwykle waha się od 10% do 25%. To strategiczne połączenie elementów nadaje HSS jego unikalne właściwości.
HSS jest używany głównie do produkcji złożonych narzędzi o cienkich krawędziach, odpornych na uderzenia narzędzi do cięcia metalu, łożysk wysokotemperaturowych i matryc do wytłaczania na zimno, w tym:
HSS uwzględnia ograniczenia węglowej stali narzędziowej, która szybko traci twardość powyżej 200°C (392°F) i staje się nieskuteczna w temperaturze 500°C (932°F). Dzięki doskonałej twardości w kolorze czerwonym, HSS utrzymuje zdolność skrawania w wysokich temperaturach, umożliwiając obróbkę z dużymi prędkościami.
Stal wolframowa, czyli węglik spiekany, to spiekany materiał kompozytowy składający się głównie z węglika wolframu (WC). Oferuje wyjątkową twardość, odporność na zużycie, wytrzymałość, wytrzymałość, odporność na ciepło i odporność na korozję - zachowując stabilność do 500°C (932°F) i zachowując znaczną twardość nawet w temperaturze 1000°C (1832°F).
Stal wolframowa składa się głównie z węglika wolframu (70% -95%) i metali wiążących, takich jak kobalt (5% -30%). W celu zwiększenia wydajności można dodać dodatkowe węgliki (tytan, tantal lub niob).
Znana jako „zęby nowoczesnego przemysłu” stal wolframowa jest szeroko stosowana w:
| Nieruchomość | Stal szybkotnąca | Stal wolframowa (węglik spiekany) |
|---|---|---|
| Twardość i odporność na zużycie | Wysoka twardość i odporność na zużycie, szczególnie w wysokich temperaturach | Ekstremalna twardość i odporność na zużycie, ale stosunkowo krucha |
| Koszt | Bardziej ekonomiczne, łatwiejsze w obróbce | Wyższy koszt, wymaga specjalistycznej produkcji |
| Wytrzymałość | Wyższa wytrzymałość niż stal wolframowa | Bardziej podatne na odpryski |
| Aplikacje | Wiertła, gwintowniki i narzędzia wymagające odporności na uderzenia | Narzędzia skrawające, płyty ścieralne, wiertła do kamienia |
| Szybkość cięcia | Niżej | Wyższy |
| Odpowiednie materiały | Materiały o niskiej/średniej twardości (stal węglowa, stal stopowa) | Materiały twarde (stal nierdzewna, stal hartowana) |
Przy wyborze pomiędzy stalą HSS a stalą wolframową należy wziąć pod uwagę następujące czynniki:
Zarówno stal szybkotnąca, jak i stal wolframowa są niezbędnymi materiałami narzędziowymi o różnych właściwościach i zastosowaniach. HSS zapewnia dobrą wytrzymałość i niższe koszty narzędzi ogólnego przeznaczenia, podczas gdy stal wolframowa zapewnia wyjątkową twardość i odporność na zużycie w wymagających zastosowaniach. Dokładna ocena wymagań operacyjnych pozwala producentom zoptymalizować wydajność obróbki i opłacalność.
