MATERIALI PER UTENSILI CARATTERISTICHE PRINCIPALI
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- Antonina Castellani
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1 MATERIALI PER UTENSILI CARATTERISTICHE PRINCIPALI - Durezza a freddo (elementi di lega, trattamenti termici ) - Durezza a caldo (alte velocità di taglio) - Tenacità (frese, taglio interrotto ) - Resistenza all usura (durata utensile) - Conducibilità termica - Coefficiente di attrito - Costo CLASSIFICAZIONE - Acciai per utensili (Acciai speciali al carbonio, Acciai debolmente legati, Acciai fortemente legati) - Leghe fuse - Carburi metallici sinterizzati - Materiali ceramici - Cermets - Diamanti
2 ACCIAI SPECIALI AL CARBONIO - % C: 0,6 1,5 - % altri elementi (Si, Mn, P, S): < 0,25 Trattamenti - Riscaldamento a C - Tempra (elevata durezza) - Rinvenimento a 300 C (riduzione tensioni interne, aumento tenacità) - Buona durezza a freddo (60 65 HRC) - Facile lavorabilità - Basso costo - Scarsa resistenza a usura - Scarsa durezza a caldo (T = 250 C) Esempi - C110KUTF - C150KU
3 ACCIAI DEBOLMENTE LEGATI - % C: 0,6 1,5 - % altri elementi (Si, Mn, P, S): < 5 Trattamenti - Riscaldamento a C - Tempra - Rinvenimento a 300 C - Buona durezza a freddo (65 HRC) - Facile lavorabilità - Basso costo - Migliore resistenza a usura - Scarsa durezza a caldo (T = 300 C) Esempi - 100WCr4KU - 115W4KU
4 ACCIAI FORTEMENTE LEGATI (rapidi, superrapidi) - % C: 0,7 0,9 - % altri elementi (Si, Mn, P, S): > 5 (18-4-1, , , % Co) Elementi - Carbonio (grafite o cementite Fe 3 C, aumenta la durezza a freddo e diminuisce la tenacità) - Tungsteno (12 21 %, aumenta la durezza a caldo x WC e carburi complessi di Fe + W, WC solubilizza nell austenite a 1050 C, riduce la velocità di tempra) - Cromo (3 5 %, solubilizza nella ferrite e affina i grani, solubilizza nella cementite con (Fe + Cr) 4 C e Cr 7 C 3 e Cr 4 C, favorisce la formazione di WC, aumenta la durezza e la resistenza a usura per la durezza della martensiste ricca in Cr e C, riduce l ossidazione ad alte T) - Molibdeno (0,5 1,1 %, influenza simile a W e Cr, aumenta la resistenza a usura, la durezza a caldo e la temprabilità) - Vanadio (1 3 %, affina la grana, aumenta la capacità di taglio, la resistenza all usura e la durezza a caldo per V 4 C 3 ) - Cobalto (stabilizza la struttura ad alte T) - Zolfo (aumenta la lavorabilità) Trattamenti - Ricottura a C (riduzione tensioni interne, aumento tenacità) - Riscaldamento a C - Tempra termale (riduzione tensioni interne) - Rinvenimento a C (aumento durezza) - Diffusione (nitruro di titanio, più rare pallinatura e diamantatura) - Buona durezza a freddo - Buona durezza a caldo (T = 500 (HSS) C) - Facile lavorabilità - Basso costo - Buona resistenza a usura Esempi - X75W18KUTF - X80WCo1810KUTF
5 CARBURI METALLICI SINTERIZZATI (placchette) - % WC: 94 (alta durezza e resistenza abrasione truciolo) - % Co: 6-10 (legante) - TiC (aumenta la resistenza a usura) - TaC (aumenta la durezza e la resistenza a usura, aumenta la fragilità) - NbC (aumenta la durezza a caldo, la resistenza a usura e all ossidazione, compensa la fragilità) Produzione - Riduzione Triossido di Tungsteno a 950 C - Riscaldamento a 1500 C e macinazione di polvere di W e nerofumo - Presinterizzazione polveri (Co, WC, altri carburi) a 1000 C e sinterizzazione a 1500 C - Rivestimento (TiC + TiN + Al 2 O 3, TiN + TiCN + ZrN, struttura interna tenace e esterna dura) - Alta durezza a freddo (74-78 HRC) - Alta durezza a caldo (T = 1000 C) - Alta resistenza a usura e alla compressione - Bassa tenacità (fragilità) - Bassa resistenza agli sbalzi termici - Alto costo Designazione - Gruppo K (WC + Co, ghise, acciaio temprato materiali non ferrosi) - Gruppo M (WC +Co + TiC, acciai in getti, ghise, leghe resistenti al calore) - Gruppo P (WC + Co + TiC + TaC + NbC, acciai al C, acciai inossidabili, ghise, alte velocità) - In ogni gruppo da 01 a 50 (basso per alta resistenza a usura e scarsa tenacità, alto per bassa resistenza a usura e alta tenacità)
6 LEGHE FUSE (stelliti, placchette) - % Co: 50 - % Cr: % W: tracce di Mo, Fe e C - Buona durezza a freddo (58 HRC) - Alta durezza a caldo (T = C) - Buona resistenza a usura - Bassa tenacità (fragilità) - Bassa lavorabilità (Alte T di fusione) MATERIALI CERAMICI (placchette) - % Al 2 O 3 : 99 - altri ossidi metallici Produzione - Compressione polveri - Sinterizzazione a C (densità, porosità) - Alta durezza (alte velocità di taglio) - Alta resistenza alla compressione - Alta resistenza all usura - Alta refrattarietà - Alta fragilità (con aggiunta di whiskers cristalli di SiC)
7 CERMETS - componente ceramica (Al 2 O 3, carburi o nitruri di Si) - componente metallica (carburi metallici di Mo, Cr e V) - Alta resistenza all usura - Alta refrattarietà DIAMANTI (diamanti sinterizzati, a struttura policristallina) - Massima durezza - Alta finitura - Alta fragilità (piccoli trucioli) - Chimicamente attivo ALTRI MATERIALI - Nitruro di Boro policristallino (alta durezza) - Boruri metallici (Ti, Zr, Ni, Mo, alta durezza, alto modulo di elasticità, buona resistenza all usura) - Coronite (sinterizzato, TiN in acciaio, alta durezza, alta resistenza a usura, buona tenacità)
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