Szerszámacélok edzése, megeresztése — technológiai szempontok

A szerszámokat lágyított állapotú szerszámacélokból általában forgácsolással alakítják ki. Ezt követően a szerszámokat edzeni, majd feszültségmentesíteni illetve megereszteni kell. A szerszámacélok edzésénél és megeresztésénél több speciális szempont vetődik föl.

A szerszámacélok edzése

Az ausztenitesítésnél figyelembe kell venni, hogy a szerszámacélok zöme karbidképző elemekkel erősen ötvözött. Az erős ötvözés miatt rossz a hővezető képesség, és az ötvöző karbidok oldása igen magas edzési hőmérsékletet igényelhet. Ennek két következménye van:

• A rossz hővezető képesség miatt a felhevítési sebesség is repedést okozhat, ezért a szerszámacélokat csak óvatosan, esetleg lépcsősen szabad edzési hőmérsékletre hevíteni.
• Az edzési hőmérséklet-igény elérheti az 1000–1300 °C-t is. Ez a szokásos hőkezelő kemencékkel nem valósítható meg, ezért a szerszámacélok hőkezelése speciális berendezéseket igényelhet.

Az erős ötvözés miatt az edzéshez szükséges lehűtési sebesség kicsi. Ezért az olajhűtés mellett számításba jöhet a gázsugárral történő hűtés is, amely vákuumkemencében is megvalósítható.

Szerszámacéloknál általában igen lényeges a felület védelme (revésedés, dekarbonizáció). Különösen az olyan szerszámoknál, amelyeknél az edzést nem követi köszörülés (pl. reszelők). A nagy karbontartalmú szerszámacéloknál az előírt edzési keménység teljesítése nem okozhat gondot. Önmagában az előírt keménység elérése azonban nem biztosítja a megfelelő minőséget. Egy szerszám annál jobb minőségű, minél nagyobb szívósság járul az előírt keménységhez — annál nagyobb a szerszám töréssel szembeni biztonsága. A szívósság annál nagyobb, minél finomabb az acél szemcsenagysága, ez pedig az ausztenitesítés optimalizálásával érhető el. Az ausztenitesítési hőmérsékletre lépcsősen hevítve az utolsó lépcső hőntartási idejét általában percekre korlátozzák a szemcsedurvulás elkerülése érdekében. Mivel az ausztenitesítés optimalizálása a keménység, a kopásállóság és a szívósság szempontjából csak közvetett vizsgálatokkal lehetséges, a kialakított és már bevált technológia pontos betartása rendkívül lényeges.

Megeresztés

Az ötvözetlen vagy gyengén ötvözött szerszámacélok keménysége a megeresztési hőmérséklet függvényében monoton csökken. A keménység-csökkenés a szerszám kopásállóságát, éltartósságát stb. csökkenti. Ezért az edzési feszültségek relaxáltatása érdekében, a szerszám-törékenység mérséklésére, általában csak kis hőmérsékletű megeresztést (feszültségcsökkentést) szokás alkalmazni. Ezeknél az acéloknál a keménység 250 °C fölött már rohamosan csökken. A szokásos feszültségmentesítést ezért 80–240 °C-on végzik. Ez alól kivételek azok a szerszámok, amelyeknél a kopásállóság illetve éltartósság rovására munkabiztonsági vagy egyéb meggondolások szempontjából engedményt tesznek (pl. kalapácsok kipattogzási veszélye vagy fűrészfogak kihajtogathatósága). Ebben az esetben a megeresztési hőmérséklet akár 400–450 °C-ra is emelhető, tudomásul véve a drasztikus keménység-csökkenést.

Az erősen ötvözött melegalakító szerszámacélok szekunder keményedéssel rendelkeznek. Az edzett acélok megeresztési hőmérsékletét növelve a keménység eleinte a martenzit-bomlás miatt csökken, majd a maradék ausztenit átalakulása illetve az ötvöző-karbidok diszperz kiválása miatt emelkedik. A maximális keménység az acélminőségtől és az ausztenitesítés paramétereitől függően kb. 540 °C-on érhető el. Ezeket az acélokat a szekunder keményedés maximumához tartozó hőmérséklet környezetében kell megereszteni. A többszöri megeresztés a szerszám szívóssága szempontjából előnyös.

Forrás: Az acélok hőkezelésének alapjai (Budapesti Műszaki Főiskola, Bánki Donát Gépészmérnöki Főiskolai Kar, oktatási segédlet, 2004)