Firma YG-1 jako producent narzędzi skrawających stale rozwija swoje produkty. Tak jest również w przypadku gwintowników do stali nierdzewnych. Jednak dziś zanim przejdziemy do doborów konkretnych gwintowników, musimy sobie przybliżyć, co to są te stale nierdzewne, jak się dzielą, jakie mają swoje charakterystyki i zastosowanie.
Stal nierdzewna to stop żelaza zawierający ponad 10% chromu i poniżej 1,2% węgla.
Składa się głównie z żelaza, niklu, węgla, molibdenu, miedzi, manganu, azotu, tytanu, niobu, tantalu oraz chromu. Zwłaszcza ten ostatni pierwiastek chrom przyczynia się w znacznej mierze do powstania powierzchniowej warstwy odpornej na korozję. Zawarty w stali chrom, wchodząc w reakcję z tlenem znajdującym się w powietrzu, tworzy na powierzchni stali niewidoczną gołym okiem warstwę tlenku chromowego, który zabezpiecza stal przed działaniem czynników powodujących korozję.
Wyższa zawartość chromu w stali daje lepszą odporność na korozję. Odporność na korozje ulega dalszemu podwyższeniu po dodaniu molibdenu. Dodatek niklu do stali ma na celu uzyskanie struktury ułatwiającej obróbkę plastyczną na zimno i spawanie.
Wyróżnia się cztery główne rodzaje stali nierdzewnych:
- stal austenityczna,
- stal ferrytyczna,
- stal martenzytyczna,
- stal ferrytyczno-austenityczna (tzw. duplex).
Każdy rodzaj składa się z kilku gatunków stali, ale około 60% produkcji stali nierdzewnej stanowi stal austenityczna, czyli rodzaj pierwszy. Przedstawię kilka najczęściej spotykanych gatunków z każdego rodzaju.
Gatunki stali austenitycznej to w oznaczeniach wg.: DIN 1.4301 (304), lub wg. DIN 1.4306 (304L), lub wg. DIN 1.4401 (316), lub wg. DIN 1.4435 (316L).
Gatunki stali austenitycznej stosowane są powszechnie w większości gałęzi przemysłu - od dekoracji w przemyśle budowlanym, poprzez produkcję podstawowych urządzeń użytkowych do skomplikowanych elementów, podzespołów w przemyśle chemicznym, petrochemicznym, motoryzacyjnym, maszynowym, spożywczym a nawet morskim, lotniczym i kolejowym.
Gatunki stali ferrytycznej to w oznaczeniach wg. DIN 1.4000 (w Polsce stal ta jest bardziej znana jako gatunek 403), wg. DIN 1.4016 (w Polsce znana częściej jako gatunek 430), wg. DIN 1.4510 (w Polsce znana częściej jako gatunek XM8 lub jako 430 Ti)
Stal nierdzewna ferrytyczna charakteryzuje się odpornością na korozje zbliżoną do stali austenitycznych, posiadają dobre własności mechaniczne.
Stosuje się je jako materiały na stale do wyrobu cysterny przewożących różnego rodzaju kwasy, stale dla przemysłu mleczarskiego, owocowo-warzywniczego czy browarniczego. Stale te wykorzystuje się również do budowy pralek i innych urządzeń gospodarstwa domowego.
Gatunki stali martenzytycznej to w oznaczeniach wg. DIN 1.4006 (w Polsce znana częściej jako gatunek 410), wg. DIN 1.4021 (w Polsce znana częściej jako gatunek 420), wg. DIN 1.4057 (w Polsce znana częściej jako gatunek 431S29).
Gatunki tych stali charakteryzują się dość wysoką odpornością na korozję, a zarazem zachowują własności mechaniczne stali stopowych konstrukcyjnych
Stale nierdzewne martenzytyczne również należą do grupy stali magnetycznych i przeznacza się je jako stale do urządzeń i rur w przemyśle naftowym, stale do wyrobu wałów, sworzni, przedmiotów gospodarstwa domowego, stale na łopatki turbin parowych i wodnych, stale na formy do odlewania pod ciśnieniem, jak również stale do produkcji łożysk tocznych.
Gatunki stali ferrytyczno-austenitycznych (Duplex) to w oznaczeniach wg. DIN 1.4362 (w Polsce znana częściej jako gatunek S32304), wg. DIN 1.4460 (w Polsce znana częściej jako gatunek 329).
Stale ferrytyczno-austenityczne Duplex zawierają w swoim składzie mniej kosztownego niklu i charakteryzują w miarę dobrą obrabialnością, posiadają również odporność na korozję.
Zastosowanie stali duplex spotykamy w konstrukcjach i urządzeniach eksploatowanych w wodzie morskiej, w konstrukcjach przy wydobyciu ropy i gazu, mają zastosowanie jako części maszyn i urządzeń dla przemysłu papierniczego.
Znając już rodzaje i gatunki stali nierdzewnych przedstawię jak w YG-1 ten podział stali nierdzewnych wygląda.
Dla tych czterech rodzajów stali nierdzewnych YG-1 w swoich grupach materiałowych dokonała podziału tylko na trzy grupy. Wszystkie grupy materiałowe YG-1 znajdują się na początku katalogu 2022/23.
Ponieważ my dziś skupimy się tylko na stalach nierdzewnych oznaczonych skrótowo literą „M” w grupach materiałowych, w skład której wchodzą tylko trzy pod grupy (12, 13, 14) i to do nich będziemy dobierać te gwintownik maszynowe które będą miały w nich najlepsze zastosowanie.
Pod każdym asortymentem w katalogu (na dole strony) jest skrócona tabela materiałowa. W niej znajdują się pojedyncze kółka lub podwójne kółka.
Jeśli wybierzemy gwintownik, który w danej grupie materiałowej jest „wyborem znakomitym” to mamy pewność, że w tej aplikacji narzędzie na pewno się sprawdzi.
Jeśli wybierzemy gwintownik, który w danej grupie materiałowej jest „wyborem dobrym” to wiemy, że narzędzie to ma swoje odpowiedniki lepsze. Jednak mogą się one wiązać z lepszym materiałem z jakiego jest wykonany gwintownik lub z lepszą powłoką, co podraża narzędzia.
W katalogu pod każdym asortymentem jest tabela, która zawiera pełną listę grup materiałowych obrabianą przez konkretny gwintownik.
Żółte tło komórek dotyczy tylko stali nierdzewnych.
Pierwszy dobór jaki przedstawię będzie z grupy narzędzi YG TAP INOX z geometrią VA/NW, której logo znajduje się w katalogu jako pierwsza ikona opisująca geometrię gwintownika. Narzędzia te są już sporo czasu na rynku i wielokrotnie udowadniały właściwy wybór do zastosowania.
Narzędzia produkujemy w dwóch podstawowych wersjach ze skośną powierzchnią natarcia oraz ze skrętnymi lukami wiórowymi. Skrętne luki wiórowe wymuszają spływ wiórów z przestrzeni obróbczej w kierunku chwytu narzędzia. Natomiast przy gwintownikach ze skośną powierzchnią natarcia wióry mają wymuszony spływ z przestrzeni obróbczej przed gwintownik.
Gwintowniki ze skośną powierzchnią natarcia to:
Linia ekonomiczna z warstwą VAP waporyzowaną > oznaczenie serii TB623.
Sztandarowy nasz wybór gwintowników z powłoką Hardslick, czyli powłoka na bazie glinko-azotku-tytanu (TiAlN) z powierzchniowym naniesieniem węglika wolframu (Wc/W) > oznaczenie serii TCH23.
Gwintowniki ze skrętnymi lukami wiórowymi to:
Linia ekonomiczna z warstwą VAP waporyzowaną > oznaczenie serii TB711.
Sztandarowy nasz wybór gwintowników z powłoką Hardslick, czyli powłoka na bazie glinko-azotku-tytanu (TiAlN) z powierzchniowym naniesieniem węglika wolframu (Wc/W) > oznaczenie serii TCH14.
Drugi dobór jaki przedstawię z grupa narzędzi serii COMBO, ale tutaj bierzemy pod uwagę tylko wykonania z powłoką TIN (azotek-tytanu).
Narzędzia z tą geometrią uniwersalna której logo obok pokazuję znajduje się w katalogu jako pierwsza ikona opisująca zastosowanie gwintownika. Narzędzia te również są sporo czasu na rynku i wielokrotnie udowadniały właściwy wybór.
Narzędzia te również produkujemy w dwóch podstawowych wersjach ze skośną powierzchnią natarcia lub ze skrętnymi lukami wiórowymi. Skrętne luki wiórowe wymuszają spływ wiórów z przestrzeni obróbczej w kierunku chwytu narzędzia. Natomiast przy gwintownikach ze skośną powierzchnią natarcia wióry mają wymuszony spływ z przestrzeni obróbczej przed gwintownik.
Gwintowniki ze skośną powierzchnią natarcia do obróbki stali nierdzewnych tylko w wykonaniach z powłoką TiN > seria TD814.
Gwintowniki ze skrętnymi lukami wiórowymi do obróbki stali nierdzewnych tylko w wykonaniach z powłoką TiN > seria TD804.
Te obie starsze geometrie VA NW oraz COMBO dobieraliśmy następująco wg trwałości.
Najbardziej trwałe i wydajne są gwintowniki z powłoką Hardslick geometria VA NW. Stosujemy je tam, gdzie produkcja jest seryjna i powtarzalna.
Potem pod względem trwałości są gwintowniki Combo, ale tylko te które mają powlokę TIN. Stosujemy tam, gdzie produkcja jest mało seryjna i nie powtarzalna.
Zmniejszoną trwałość mają gwintowniki bez powłoki lub z warstwą waporyzującą w geometrii VA NW.
Te gwintowniki jako linia ekonomiczna, tania która również cieszy się powodzeniem przy stosowaniu w produkcji jednostkowej.
Jednak rozwój maszyn CNC stosowanych do obróbki skrawaniem ich coraz większe prędkości skrawania w powiązaniu z rozwojem metalurgii stali narzędziowych zaowocował powstaniem całkiem nowych gwintowników do obróbki stali nierdzewnych.
Pierwszym nowym wykonaniem gwintowników jakie przedstawię do obróbki stali nierdzewnych jest seria Synchro.
Przede wszystkim gwintowniki tej serii wykonane są ze stali narzędziowej proszkowej HSS-PM.
Daje to atut gwintownikowi w mocnej krawędzi tnącej i wydłuża trwałość gwintownika.
W katalogu w dolnej tabeli materiałowej widać również, że gwintowniki Synchro bardzo dobrze pracują w stalach nierdzewnych ferrytycznych oraz martenzytycznych. Grupa materiałowa 12 i 13.
Gwintownik Synchro natomiast dobrze obrabiają stale austenityczne oraz ferrytyczno-austenityczne. Grupa 14 w tabeli materiałowej w katalogu YG-1.
Drugim nowym wykonaniem jakie przedstawię to gwintowniki serii Prime Tap.
Gwintowniki maszynowe tej serii Prime Tap wykonane są ze stali narzędziowej proszkowej HSS-PM.
Daje to również taki sam atut jak dla gwintowników Synchro. Gwintowniki Prime i Synchro mają mocną krawędź tnącą co wydatnie wydłuża trwałość gwintownika.
Obie serie Synchro i Prime mają przy gwintownikach skrętnych robioną krótszą niż zwykle część robocza. Powoduje to minimalizację zagnieżdżania się wiórów w lukach wiórowych, mniejsze tarcie części roboczej, daje lepsze wykończenie gwintu.
Dla obu serii gwintowników skrętne luki wiórowe wymuszają spływ wiórów z przestrzeni obróbczej w kierunku chwytu narzędzia. Natomiast przy gwintownikach ze skośną powierzchnią natarcia wióry mają wymuszony spływ z przestrzeni obróbczej przed gwintownik.
Wszystkie gwintowniki serii Synchro oraz Prime Tap mają chwyty wykonane w wąskiej tolerancji.
Zmniejsza to bicie narzędzia i powoduje jednolite, powtarzalne mocowanie gwintowników.
Natomiast to co wyróżnia nową serię Prime Taps to zastosowana powłoka wielowarstwowa „X”, która jest na bazie AlCrNa (glinko-azotku-chromu) z dodatkiem Si (krzemu). Gwintowniki Prime Tap z tą powłoką mają dużą odporność na wysokie temperatury pracy, gładkość powłoki zmniejsza tarcie, a krawędź tnąca jest dłużej ostra.
Standardowe wykonanie gwintowników posiadają nakrój Form „C” czyli inaczej mówiąc długość nakroju to 2 - 3 podziałki gwintu. Dodatkowe wykonanie standardowe gwintowników Prime Taps posiada nakrój Form „E” czyli inaczej mówiąc długość nakroju to 1,5 - 2 podziałek gwintu. Umożliwia to wykonanie pełnego zarysu gwintu prawie do samego dna otworu.
Gwintowniki te produkowane są jako metryczne o podziałce normalnej ( M ), metryczne drobnozwojne ( MF ), calowe zunifikowane UNC oraz calowe drobnozwojne UNF.
Na dole w tabeli materiałowej widać, że gwintowniki serii Prime Tap wyśmienicie obrabiają wszystkie trzy grupy stali nierdzewnych.
Nowe gwintownik wykonane ze stali proszkowej znacznie poszerzyły możliwość zastosowań gwintowników YG-1 w wydajnej obróbce stali nierdzewnych.
Nowe geometrie, powłoki, dokładniejsze chwyty gwintowników, wszystko po to, żeby narzędzia do wykonania gwintów cechowały się jeszcze większą trwałością.
Przedstawione gwintowniki maszynowe są tylko wybranymi pozycjami z szerokiej oferty YG-1 Poland, a wszystkie produkowane i oferowane gwintowniki YG-1 znajdują się w naszym nowym katalogu 2022/2023.
Zapraszam do korzystania z pełnej oferty produktowej, a nasi doradcy techniczni odpowiedzą na pytania i przedstawią odpowiednie oferty handlowe.
Zapraszam do zapoznania się z webinarem poświęconym temu zagadnieniu pt.: „Gwintowniki do stali nierdzewnych”, tam trochę szerzej pokazuję dobory gwintowników YG-1.
Opracowanie artykułu:
Andrzej Cieplak
Product manager – wiercenie, gwintowanie, narzędzia obrotowe.