Jakie są różne zastosowania stali szybkotnącej?
Stale szybkotnące to grupa wysokowydajnych stopów stali wykorzystywanych do produkcji końcówek narzędzi i części maszyn stosowanych w wymagających, szybkich obróbkach. Istnieje kilka gatunków stali szybkotnącej (HSS), z których wszystkie zawierają węgiel jako wspólny pierwiastek stopowy oprócz różnych innych składników, takich jak wolfram, kobalt i wanad. W przeciwieństwie do zwykłej stali narzędziowej, kompozycje stopowe stali szybkotnących pozwalają im wytrzymać bardzo wysokie temperatury robocze bez utraty twardości. Ta cecha czyni je idealnymi do produkcji wierteł, frezów i rozwiertaków. Tokarki, frezy i brzeszczoty są również zwykle produkowane z HSS.
W przeszłości wiertła o dużej prędkości używane w wiertarkach i tokarkach były tradycyjnie wytwarzane z konwencjonalnej wolframowej stali narzędziowej. Choć skuteczne, nie utrzymywały swojej twardości zbyt dobrze przy podwyższonych prędkościach roboczych. Postępy w metalurgii, takie jak zastąpienie wolframu molibdenem, umożliwiły inne opcje stopowania i narodziła się stal szybkotnąca. Stale te mają zawartość węgla w zakresie od 0,65 procent do 1,1 procent, a także zawierają inne składniki stopowe, takie jak wolfram, wanad i kobalt. Są na ogół bardzo twarde, ze średnimi wartościami przekraczającymi HRC60 i są w stanie utrzymać swój temperament lub twardość, nawet w wysokich temperaturach operacyjnych.
Kilka innych metod obróbki produktów HSS ujawniło wiele nowych zastosowań. Obejmują one powlekanie bitów takimi substancjami jak azotek tytanu i węglik tytanu, które nie tylko zwiększają twardość powierzchni narzędzia, ale także ją smarują. Zapobiega to zacinaniu się lub przywieraniu ciętego materiału do wiertła z powodu wysokich temperatur roboczych wywołanych tarciem. Powłoki służą również do obniżenia temperatur generowanych podczas cięcia, zapewniając czystsze cięcia i lepszą żywotność wiertła.
Ta cecha sprawia, że stal szybkotnąca jest idealna do produkcji narzędzi i końcówek narzędzi używanych w wymagających zastosowaniach o dużym tarciu, w których głębokie, długie cięcia są wykonywane przy prędkościach, które wcześniej nie były możliwe w przypadku starszych stali narzędziowych. Aplikacje te obejmują bity narzędzi używane w operacjach toczenia, kształtowania i frezowania. Wiertła o dużej prędkości są również zwykle wykonane z HSS. Mimo że generalnie nie działają przy bardzo dużych prędkościach, rozwiertaki, przecinaki i brzeszczoty są również wykonane ze stali szybkotnącej z powodu wysokich temperatur generowanych podczas ich użytkowania. Dla porównania, przy zakupie tych wyrobów ze stali szybkotnącej są one zazwyczaj oznaczone stemplem „HSS” lub „HS” w celu łatwej identyfikacji.