Co je nástrojová ocel – definice

Nástrojová ocel je druh vysokopevnostní oceli se speciálními vlastnostmi, která se používá k výrobě různých typů nástrojů, včetně řezných nástrojů, forem, zápustek, nožů, vrtáků, kleští a nástrojů pro tepelné zpracování a tváření. Nástrojová ocel se vyznačuje především vysokou tvrdostí, odolností proti otěru a schopností zachovat si své vlastnosti za vysokých teplot.
Nástrojové oceli pro práci za tepla jsou ideální pro nástroje, které jsou vystaveny častým a náhlým změnám teploty. Tyto oceli se také ideálně vyrovnávají s vysokými tlaky a otěrem. Středně legované oceli se vyznačují dobrou tepelnou vodivostí, takže u nich není tolik problémů s tvorbou trhlin. Tyto typy ocelí se používají především k výrobě lisovacích kovadlin a spolehlivých kovacích zápustek. Co se týče vysoce legovaných ocelí, používají se hlavně na lisovací zápustky nebo formy pro vysokotlaké lití. Při výrobě těchto nástrojů je kontakt horkého materiálu poměrně dlouhý.

Nástrojové oceli se vyznačují velmi vysokou tvrdostí (i přes 60 HRC), takže nástroje z nich vyrobené si velmi dobře rozumí s opracovávanými materiály. Legované nástrojové oceli poskytují dostatečnou houževnatost, odolnost proti lomu a vysokou odolnost proti abrazivnímu opotřebení. Nástroje jsou schopny zachovat si své funkční vlastnosti i při velmi vysokém tření.

Nástrojové oceli se vyznačují velmi vysokou tvrdostí (i přes 60 HRC), takže nástroje z nich vyrobené se velmi dobře hodí k obráběným materiálům. Legované nástrojové oceli poskytují dostatečnou houževnatost, odolnost proti lomu a vysokou odolnost proti abrazivnímu opotřebení. Nástroje jsou schopny zachovat si své výkonové vlastnosti i při velmi vysokém tření, kdy dochází ke značnému jednotkovému tlaku. Mezi největší výhody patří dostatečná kalitelnost a vysoká odolnost proti popouštěcím účinkům vysokých teplot.

Nejběžnější typy nástrojové oceli

S ohledem na povrchovou teplotu nástroje lze rozlišovat mezi legovanými nástrojovými ocelemi pro obrábění za studena a za tepla. Nástrojové oceli legované za studena se používají, pokud je teplota nástroje nižší než 200 stupňů Celsia. Nad touto teplotou se používají horké nástrojové oceli. Lze také rozlišovat mezi nelegovanými nástrojovými ocelemi, které jsou určeny pro obrábění za studena. V současné době existuje šest druhů nelegovaných nástrojových ocelí, které se liší obsahem uhlíku (C45U, C70U, C80U, C90U, C105U, C120U). K nejběžnějším jakostem nástrojových ocelí pro obrábění za tepla patří:

1.2367/X38CrMoV5-3
WNL/1.2713/55NiCrMoV6
WLV/1.2365/32CrMoV12-28
WCLV/1.2344/X40CrMoV5-1
WCL/1.2343/X37CrMoV5-1

Jaké je složení nástrojové oceli pro obrábění za tepla?

Nejdůležitější roli ve všech nástrojových ocelích hraje samozřejmě uhlík, který má největší vliv na tvrdost oceli. Nástrojové oceli mají převážně vysoký obsah uhlíku. Oceli se středním obsahem uhlíku se používají pouze pro nástroje, které potřebují výrazně vyšší odolnost vůči dynamickému zatížení. Kromě uhlíku obsahují nástrojové oceli také řadu legujících prvků. Máme na mysli především karbidotvorné prvky: Mo, CR, W, V. Tepelným zpracováním (kalením a popouštěním) je možné uvedené prvky kombinovat s uhlíkem. Hlavním účelem legujících prvků je zvýšení odolnosti proti opotřebení a zlepšení kalitelnosti. Díky prvkům je také možné zlepšit odolnost vůči popouštěcímu teplu, takže lze udržet neuvěřitelnou tvrdost i při velmi vysokých teplotách. Díky zlepšení kalitelnosti lze bez problémů používat méně intenzivní chladicí kapaliny. Tímto jednoduchým způsobem je možné snížit napětí a omezit výskyt tzv. kalicích trhlin.

Použití nelegovaných nástrojových ocelí

Nelegované oceli se používají především k výrobě jednoduchého ručního nářadí. Nízkouhlíkové oceli se používají například k výrobě spolehlivého rázového nářadí (kladiva, razidla, sekáče, sekery, dláta atd.). Na druhé straně se nelegované oceli s vysokým obsahem uhlíku používají při výrobě nástrojů pro obrábění kovů při nízkých řezných rychlostech (závitníky, vrtáky, frézy, knoflíkové matrice atd.).

Nástrojové oceli pro obrábění za studena

Oceli pro obrábění za studena mají na rozdíl od nelegovaných ocelí zvýšenou kalitelnost. Z praktického hlediska to znamená, že z nich lze vyrábět nástroje výrazně složitějších tvarů. Zvýšenou odolnost proti opotřebení zajišťují jemné karbidy prvků, jako jsou např: Mo, V, W a Cr. Oceli s nižším obsahem uhlíku se vyznačují vysokou odolností proti rázům, a jsou proto ideální pro výrobu dlát a nýtovacích nástrojů. Naopak oceli s vysokým obsahem uhlíku se používají pro nástroje poměrně složitých tvarů (válce, řezné desky, protahovací kroužky).