Norma PN-EN ISO 4957:2018-09 – Stale narzędziowe

Norma PN-EN ISO 4957:2018-09 – Stale narzędziowe

PN-EN ISO 4957:2018-09 to europejska norma zharmonizowana, określająca wymagania dla stali narzędziowych stosowanych w różnych gałęziach przemysłu. Została opublikowana 13 września 2018 roku i zastąpiła wcześniejszą wersję PN-EN ISO 4957:2004. Norma ta dostarcza kompleksowych informacji dotyczących składu chemicznego, właściwości mechanicznych, metod obróbki cieplnej oraz warunków dostawy stali narzędziowych.

Zakres normy i klasyfikacja stali:

Norma obejmuje cztery główne grupy stali narzędziowych, różniących się składem chemicznym, zastosowaniem oraz właściwościami mechanicznymi:

1. Stale narzędziowe niestopowe do pracy na zimno:

  • Przeznaczone do narzędzi pracujących w temperaturze do 200-300°C.
  • Stosowane w produkcji dłut, pilników, przecinaków oraz prostych narzędzi ręcznych.
  • Cechują się wysoką twardością po zahartowaniu, ale umiarkowaną odpornością na ścieranie.

przykładowe gatunki

  • C45U (1.1730) – stal niestopowa o umiarkowanej twardości, stosowana w prostych narzędziach ręcznych.
  • C70U (1.1520) – stal węglowa o zwiększonej twardości, wykorzystywana w pilnikach i dłutach.
  • C105U (1.1545) – stal o bardzo wysokiej zawartości węgla, przeznaczona do przecinaków i narzędzi ręcznych o dużej twardości.

Cechy: Wysoka twardość po hartowaniu, umiarkowana odporność na ścieranie, ograniczona hartowność.

2. Stale narzędziowe stopowe do pracy na zimno:

  • Zawierają dodatki stopowe, takie jak chrom, wolfram, molibden, wanad.
  • Wyższa odporność na ścieranie i lepsza hartowność niż stale niestopowe.
  • Przeznaczone do narzędzi skrawających, matryc do wykrawania oraz stempli.

przykładowe gatunki

  • X210Cr12 (1.2080) – stal wysokowęglowa, chromowa, stosowana w matrycach do wykrawania i stempli.
  • X155CrVMo12-1 (1.2379) – stal o podwyższonej hartowności, odporna na ścieranie, używana w narzędziach skrawających i wykrojnikach.
  • 90MnCrV8 (1.2842) – stal manganowo-chromowa o dobrej hartowności, stosowana w nożach do cięcia na zimno i narzędziach tokarskich.

Cechy: Wyższa odporność na ścieranie niż stale niestopowe, dodatki stopowe poprawiające hartowność i trwałość.

3. Stale narzędziowe stopowe do pracy na gorąco:

  • Zaprojektowane do narzędzi pracujących w wysokich temperaturach (do 600°C).
  • Wykorzystywane w matrycach odlewniczych, formach do odlewania pod ciśnieniem, narzędziach kuźniczych.
  • Odporność na odpuszczanie i pękanie cieplne.

przykładowe gatunki

  • X37CrMoV5-1 (1.2343) – stal do matryc odlewniczych i form do odlewania pod ciśnieniem.
  • X40CrMoV5-1 (1.2344) – stal o podwyższonej odporności na ścieranie, wykorzystywana w matrycach kuźniczych i narzędziach odlewniczych.
  • 55NiCrMoV7 (1.2714) – stal do form kuźniczych i dużych matryc do pracy w wysokich temperaturach.

Cechy: Odporność na pękanie cieplne, wysoka wytrzymałość w podwyższonych temperaturach, dobra hartowność.

4. Stale szybkotnące (HSS – High Speed Steel):

  • Zawierają znaczne ilości wolframu, molibdenu, wanadu i kobaltu.
  • Przeznaczone do narzędzi o dużych prędkościach skrawania, takich jak wiertła, frezy, noże tokarskie.
  • Odporne na wysokie temperatury (do 600°C) oraz ścieranie.

przykładowe gatunki

  • HS6-5-2C (1.3343) – klasyczna stal szybkotnąca, stosowana w wiertłach, frezach i nożach tokarskich.
  • HS10-4-3-10 (1.3207) – stal z dodatkiem kobaltu o zwiększonej odporności na wysokie temperatury, przeznaczona do bardzo wymagających narzędzi skrawających.
  • HS2-9-1-8 (1.3247) – stal szybkotnąca o podwyższonej odporności na ścieranie, stosowana w narzędziach tnących i precyzyjnych.

Cechy: Bardzo wysoka twardość, odporność na ścieranie i wysokie temperatury, stosowane w narzędziach skrawających o dużych prędkościach.

Skład chemiczny:

Norma określa dokładne zakresy zawartości pierwiastków dla poszczególnych gatunków stali np:

  • Węgiel (C): wpływa na twardość i hartowność.
  • Chrom (Cr): zwiększa odporność na zużycie i utlenianie.
  • Molibden (Mo): poprawia odporność na odpuszczanie.
  • Wanad (V): zwiększa odporność na ścieranie i stabilność temperaturową.
  • Wolfram (W): poprawia odporność na ścieranie i zachowanie twardości w podwyższonych temperaturach.

Właściwości mechaniczne:

Norma PN-EN ISO 4957:2018-09 precyzuje wymagania dotyczące właściwości mechanicznych, takich jak:

Warunki dostawy:

Norma określa standardy dostawy stali narzędziowych, obejmujące:

  • Stan powierzchni: walcowanie na gorąco, ciągnienie na zimno, kucie.
  • Stan cieplny: dostawa w stanie wyżarzonym, hartowanym lub zmiękczonym.
  • Wymiary i tolerancje: określone dla różnych postaci materiału (pręty, blachy, odkuwki).

Obróbka cieplna:

PN-EN ISO 4957:2018-09 zawiera zalecenia dotyczące procesów obróbki cieplnej, takich jak:

  • Hartowanie: nagrzewanie do wysokich temperatur i szybkie chłodzenie, w celu nadania twardości.
  • Odpuszczanie: redukcja naprężeń po hartowaniu, zwiększenie odporności na pękanie.
  • Wyżarzanie: stosowane w celu zmniejszenia twardości i poprawy obrabialności materiału.

Zastosowanie:

Stale narzędziowe opisane w normie PN-EN ISO 4957:2018-09 znajdują zastosowanie w:

  • Narzędziach skrawających: wiertła, frezy, noże tokarskie.
  • Narzędziach do obróbki plastycznej: matryce, stemple, wykrojniki.
  • Formach odlewniczych: formy do odlewania metali lekkich.
  • Narzędziach ręcznych: dłuta, pilniki, nożyce ręczne.

Porównanie do wcześniejszych norm:

PN-EN ISO 4957:2018-09 zastąpiła wcześniejsze normy:

Zmiany w stosunku do starszych norm:

  • Większa precyzja w opisie składu chemicznego.
  • Zharmonizowane wymagania w całej Europie.
  • Lepsze określenie właściwości mechanicznych i metod badań.
  • Rozszerzony zakres gatunków stali i zastosowań.

PN-EN ISO 4957:2018-09 to szczegółowa, zaktualizowana norma dotycząca stali narzędziowych, uwzględniająca zarówno stale niestopowe, jak i stale szybkotnące. Dzięki zharmonizowanym standardom na poziomie europejskim zapewnia jednolite wymagania jakościowe dla producentów i odbiorców stali narzędziowych, gwarantując powtarzalność właściwości i bezpieczeństwo użytkowania narzędzi.