Obróbka stali węglowej

Czym jest stal węglowa?

Stal węglowa jest stopem żelaza z niewielką domieszką innych pierwiastków, takich jak: aluminium, krzem, mangan, miedź. Kluczowe są proporcje tych pierwiastków. Zawartość wszystkich pierwiastków, poza węglem, powinna być niższa niż powszechnie przyjęte wartości graniczne, określone w stosowanych normach. Stal taka nazywana bywa również stalą niestopową.

Rodzaje i gatunki stali węglowej.

Obróbka stali węglowej wykorzystuje różne rodzaje i gatunki stali.

Klasyfikacja rodzajów stali węglowej może obejmować różne ich właściwości i zastosowanie.

Jednym z kryteriów, w sumie najważniejszym, jest procentowa zawartość węgla:

• stal niskowęglowa – zawartość węgla poniżej 0,3%

Jest ona miękka, rozciągliwa, łatwa w obróbce i daje największe możliwości kształtowania. Wykorzystuje się ją przy tworzeniu stalowych konstrukcji, blach, części głęboko tłoczonych, drutów.

• stal średniowęglowa – zawartość węgla od 0,3 do 0,6%

Charakteryzuje się większą wytrzymałością oraz odpornością na zużycie od stali niskowęglowej, kosztem trudniejszego formowania, cięcia, spawania i innych metod obróbczych. Wykorzystywana w produkcji części samochodowych, elementów kutych.

• stal wysokowęglowa – zawartość węgla powyżej 0,6%.

Stop używany przy najbardziej wytrzymałych elementach konstrukcyjnych. Jego twardość może powodować trudności w obróbce. Dodatkowo po hartowaniu staje się twarda i krucha. Używa się jej do produkcji narzędzi, ostrzy mieczy, specjalistycznych sprężyn.

Następnym parametrem jest obróbka:

• stal jakościowa – stosowana bez dodatkowej obróbki,
• stal specjalna – poddawana przed użyciem obróbce cieplnej lub chemicznej.

Pod względem odtlenienia stale dzielą się na:

• uspokojone (zazwyczaj są one najwyższej jakości),
• półuspokojone, 
• nieuspokojone.

Ważnym parametrem jest też sumaryczna zawartość fosforu (P) i siarki (S), stanowiących zanieczyszczenie:

• stal zwykłej jakości – zawartość P i S na poziomie 0,10%,
• stal wyższej jakości – na poziomie 0,07%,
• stal najwyższej jakości – na poziomie 0,03%.

W zależności od składu chemicznego wyróżniamy:

• stal przeróbczą,
• stal odlewniczą,
• inne stale niestopowe.

W zależności od właściwości i przeznaczenia wyróżniamy:

• stale konstrukcyjne – wykorzystywane w budowie obiektów, hal, mostów, szkieletów nośnych, części maszyn i urządzeń o tzw. typowym przeznaczeniu,
• stale narzędziowe – stosowane w produkcji elementów metalowych typu: wiertła, ostrza, tarcze,
• stale o szczególnych właściwościach fizycznych i chemicznych – odznaczające się właściwościami odpowiednimi dla danego środowiska pracy.

Właściwości stali węglowej.

Stal węglowa jest surowcem cenionym za niezawodność, niskie koszty produkcji, łatwość obróbki (obróbka stali węglowej omówiona zostanie poniżej). 

Im zawiera mniej węgla, tym większa jej elastyczność i plastyczność, z kolei ze wzrostem węgla wzrasta wytrzymałość. Stal średniowęglowa zachowuje równowagę pomiędzy wytrwałością a elastycznością.

Jakie technologie wykorzystujemy do obróbki stali węglowej?

Obróbka stali węglowej obejmuje między innymi usługi: cięcia, frezowania, toczenia i spawania stali węglowej.

Cięcie stali węglowej.

W procesie cięcia stali węglowej sprawdzi się technologia laserowa (CO₂, fiber), hydroabrazywna, plazmowa oraz tlenowa.

Nasi Partnerzy pomogą Ci dobrać najlepszą metodę do danego rodzaju surowca. Bez względu na to, która technologia zostanie zastosowana, możesz być pewien, że obróbka stali węglowej, a w zasadzie jej rezultaty będą najwyższej jakości, cięcie przeprowadzone profesjonalnie, a krawędzie gładkie, czyste, bez żadnych skaz i konieczności obróbki dodatkowej.

Frezowanie stali węglowej.

Frezowanie umożliwia uzyskanie odpowiedniego kształtu w dość szybkim czasie, z wykorzystaniem specjalnych „zębów”, odpowiedzialnych za ściąganie nadmiaru materiału z przedmiotu. Czynność ta ułatwia pracę na powierzchniach płaskich i wspomaga działania przy brzegach gwintów, kołach zębatych, umożliwia uzyskiwanie otworów i nieregularnych kształtów. Frezowanie możliwe jest do wykonywania zarówno w pionie, jak i w poziomie. Proces ten sprawia, że obrabiany przedmiot zyskuje odpowiednie nacięcia.

Toczenie stali węglowej.

Podczas obróbki wiórowej stali węglowej i innych materiałów, do której należy także toczenie, powinno się zadbać o odpowiednie parametry skrawania, w tym głębokość. W tym zakresie parametry nie powinny przekraczać długości promienia zastosowanego do obróbki noża tokarskiego, co pozwoli uniknąć trudności związanych z przywieraniem wytworzonych wiórów oraz ich usunięciem.

Innymi kwestiami, które należy wziąć pod uwagę, są także: jak najbliższy kąt przystawienia, stosowanie wysokiej prędkości skrawania, chłodzenie.

Spawanie stali węglowej.

Do spawania stali węglowych można stosować spawarki różnego typu: MIG/MAG, TIG bądź MMA. Wybór odpowiedniej metody i sprzętu zależy od umiejętności i doświadczenia spawacza oraz wymogów dotyczących jakości spoiny. Jeżeli wymagana jest wysoka jakość, konieczność spawania bardzo drobnych elementów bądź wypełniania ubytków (braków, niezgodności, pęknięć), najlepiej poradzą sobie z tym precyzyjne spawarki TIG.

Trzeba pamiętać przy tym, że niewłaściwe spawanie stali węglowej może być niebezpieczne i skutkować kruchością połączeń. Stale niskowęglowe odznaczają się dobrą spawalnością, ale wraz ze wzrostem węgla w materiale rośnie także ryzyko tzw. pęknięć zimnych, powstających podczas ochładzania się spoiny. W porównaniu ze stalą niskowęglową stal średniowęglowa ma zatem sporo słabszą spawalność: faza ciekła-stała metalu spoiny jest większa, segregacja poważniejsza, tendencja pękania na gorąco wyższa, w strefie wpływu ciepła wytwarzany jest utwardzany martenzyt mikrostrukturalny o zwiększonej zawartości węgla i wzrasta tendencja do twardnienia.

Podczas spawania stali węglowej można użyć wąskiego ściegu i spawania krótkim łukiem.

Obróbka stali węglowej? Zapraszamy do współpracy.