Toczenie stali bez tajemnic

Toczenie to metoda obróbki wiórowej. Pozwala nadać materiałowi kształt bryły obrotowej (np. walca), ale też tworzyć mniej regularne formy. Toczeniu można poddawać m.in. drewno oraz niektóre metale i ich stopy, w tym wybrane gatunki stali. Czym powinna charakteryzować się stal przeznaczona do toczenia? Na co zwrócić szczególną uwagę, aby toczenie stali przyniosło pożądany efekt? O tym dalej!

Mówiąc najbardziej ogólnie, stal to stop żelaza z węglem. Sprawa nie jest jednak tak prosta, ponieważ w zależności od udziału węgla, metody przygotowania stopu oraz domieszek innych substancji właściwości uzyskanej stali będą diametralnie różne. Gatunki stali są odmienne pod względem: odporności mechanicznej, podatności na obróbkę termiczną i wiórową, mniej lub bardziej spawalne, a także w różnym stopniu odporne na korozję, działanie kwasów czy skrajnych temperatur.

Idealna stal do toczenia

Nie każda stal nadaje się do toczenia. Zbyt twarda będzie stawiała opór, z kolei krucha będzie się szczerbić i uszkadzać, zamiast przybierać pożądany kształt. Materiał musi mieć odpowiednią skrawalność. O to, które gatunki stali nadają się do toczenia, zapytaliśmy specjalistę z MTM Stal – firmy oferującej stal jakościową:

Podatność na skrawanie, a więc też na toczenie, jest zależna od zawartości węgla w stali oraz od dodatków stopowych. Im twardszy materiał, tym trudniejsza obróbka. Najlepiej skrawają się stale zawierające około 0,25% węgla, a więc stosunkowo niewiele. Wraz ze wzrostem udziału węgla wzrasta też twardość, co przy toczeniu staje się przeszkodą. Odpowiednie dodatki stopowe podnoszą skrawalność, zapobiegają chropowatości uzyskanej powierzchni i nie dopuszczają do tworzenia tzw. narostów. Zaliczają się tu m.in. fosfor i mangan. 

Szczególnym rodzajem stali jest stal automatowa. Powstała ona z myślą o obróbce maszynami CNC, w tym tokarkami. Z tej stali powstają najczęściej elementy, które nie są poddawane znacznym obciążeniom. Zawiera ona dodatki: siarkę, fosfor, a także ołów, bizmut czy tellur.

Na co uważać podczas toczenia stali?

Aby toczenie stali przyniosło pożądany efekt, czyli gładką, precyzyjnie wykonaną i odporną powierzchnię, ważny jest nie tylko dobór surowca, ale też technika pracy. Noże tokarskie muszą być dostosowane do opracowywanego materiału, podobnie jak tempo pracy. Dąży się do tego, aby było ono wysokie, ponieważ to minimalizuje narosty. Narost to skrawki toczonego materiału gromadzące się na nożu. Utrudniają pracę, spowalniają ją i odbierają jej dokładność. Narosty można ograniczyć, sięgając po gatunki stali, które dają krótkie wióry. Nóż przystawiony pod kątem zbliżonym do 90 stopni także zmniejszy przywieranie skrawków. Zagrożeniem dla efektu stali jest również odkształcenie plastyczne powstające pod wpływem ciepła przy toczeniu. Jeśli stal jest podatna na takie odkształcenie, można zastosować dodatkowe chłodzenie.