Charakterystyka i zastosowanie stali SW7M w środowiskach wysokotemperaturowych 

Stal szybkotnąca HSS to kategoria materiałów narzędziowych, w której o przydatności do konkretnego zastosowania decydują nie deklaracje producenta, lecz zachowanie materiału pod obciążeniem przy podwyższonej temperaturze. Właśnie w tych warunkach ujawnia się różnica między stalą dobrej jakości a stalą wykonaną zgodnie z literą normy, ale bez dbałości o jednorodność struktury. Zrozumienie, co odpowiada za trwałość eksploatacyjną SW7M, pozwala trafniej ocenić jej miejsce wśród dostępnych gatunków HSS.

Czym charakteryzuje się stal SW7M?

Stal SW7M to polskie oznaczenie gatunku odpowiadającego normie EN ISO HS6-5-2, znanego również jako 1.3343 w systemie DIN i M2 w klasyfikacji AISI, należącego do standardowej klasy stali szybkotnących z dodatkiem wolframu, molibdenu, chromu i wanadu. Wersja oferowana przez IK Stal Group oznaczona jako 1.3343 PRIME to gatunek przetworzony metodą przetopu elektrożużlowego ESR. Zapewnia to jednorodną dystrybucję węglików w całym przekroju materiału bez segregacji i pasmowości charakterystycznej dla konwencjonalnych stali szybkotnących. Stal SW7M w wersji PRIME dostępna jest w IK Stal bez minimalnych ilości zamówienia, w formie prętów, płyt, blach i formatek ciętych na wymiar klienta.

Skład chemiczny

Skład chemiczny SW7M jest zoptymalizowany pod kątem uzyskania wysokiej twardości po hartowaniu przy jednoczesnym zachowaniu dobrej udarności, co jest kompromisem trudnym do osiągnięcia w stalach narzędziowych. Zawartość wolframu na poziomie 6,30% i molibdenu 4,95% zapewniają twardość na gorąco i odporność na odpuszczanie w podwyższonej temperaturze, chrom na poziomie 4,15% poprawia hartowność skrośną, a wanad w ilości 1,90% tworzy twarde węgliki MC odpowiedzialne za odporność na zużycie ścierne. Zawartość węgla wynosząca 0,90% pozwala na osiągnięcie twardości 63-65 HRC po prawidłowo przeprowadzonym hartowaniu i co najmniej podwójnym odpuszczaniu.

Jakie cechy SW7M wpływają na jej trwałość eksploatacyjną?

Trwałość eksploatacyjna narzędzia ze stali SW7M wynika z kombinacji 3 wzajemnie powiązanych właściwości, których poziom w wersji ESR jest wyraźnie wyższy niż w konwencjonalnych gatunkach. Jednorodna mikrostruktura bez skupisk dużych węglików eliminuje miejscowe słabe punkty w narzędziu, które w stalach konwencjonalnych są miejscami inicjacji pęknięć przy podwyższonych parametrach skrawania. Przekłada się to na możliwość pracy przy wyższych prędkościach skrawania i posuwach bez ryzyka awaryjnego zniszczenia krawędzi tnącej, co obniża koszt jednostkowy obróbki detalu.

Odporność na zużycie

Odporność na zużycie ścierne SW7M wynika z twardości osnowy martenzytycznej oraz obecności drobnych węglików chromu, molibdenu i wanadu rozproszonych w strukturze materiału. Obróbka kriogeniczna w zakresie -135°C do -190°C pozwala na dalsze zwiększenie odporności na ścieranie o 100-200% przez przemianę austenitu szczątkowego w martenzyt i wytrącenie ultradrobnych węglików, bez negatywnego wpływu na udarność materiału. Gatunek 1.3343 PRIME wykazuje też bardzo dobrą podatność na powłoki PVD i CVD oraz na azotowanie gazowe i jonowe, pod warunkiem zachowania temperatury procesu powierzchniowego o co najmniej 30°C poniżej temperatury ostatniego odpuszczania.

Stabilność strukturalna

Stabilność strukturalna w podwyższonej temperaturze jest właściwością, która odróżnia stale szybkotnące od innych grup stali narzędziowych. SW7M zachowuje twardość roboczą do temperatury około 600-650°C, co pozwala narzędziom ze stali HSS pracować przy prędkościach skrawania, przy których krawędź tnąca nagrzewa się do wysokich temperatur bez natychmiastowej utraty twardości. Dodatek wolframu i molibdenu odpowiada za zjawisko wtórnego utwardzenia podczas odpuszczania w zakresie 550-600°C, czyli tworzenia się drobnych węglików stopowych stabilizujących strukturę martenzytyczną w wysokiej temperaturze.

W jakich zastosowaniach przemysłowych wykorzystuje się stal SW7M?

SW7M jest gatunkiem o szerokim spektrum zastosowań narzędziowych, obejmującym zarówno narzędzia skrawające, jak i narzędzia do obróbki plastycznej pracujące w podwyższonej temperaturze. Do najczęstszych zastosowań należą wiertła kręte i stopniowe, frezy palcowe i tarczowe, rozwiertaki, gwintowniki, narzynki, stemple i matryce do pracy na zimno, noże krążkowe i listwy tnące oraz elementy form wtryskowych narażone na zużycie ścierne. Wszechstronność gatunku przy jednocześnie dobrej dostępności w szerokim zakresie wymiarów sprawia, że SW7M pozostaje jednym z najczęściej stosowanych gatunków HSS w europejskim przemyśle narzędziowym.

Dlaczego stal SW7M jest ceniona w produkcji narzędzi skrawających?

Produkcja narzędzi skrawających wymaga materiału, który łączy wysoką twardość krawędzi tnącej z odpornością na pękanie przy zmiennych obciążeniach i zachowaniem twardości podczas nagrzewania się narzędzia w strefie skrawania. Twardość SW7M po hartowaniu wynosi 63-65 HRC, co przy dobrej udarności wynikającej z jednorodnej struktury ESR pozwala na prowadzenie obróbki przy wyższych parametrach niż przy konwencjonalnej M2 z segregacją węglików. IK Stal Group dostarcza 1.3343 PRIME z magazynu w formie prętów od średnicy 2,5 mm do 323 mm oraz płyt od 20 do 70 mm grubości, z usługą cięcia na wymiar i bez minimalnej ilości zamówienia.

Podsumowanie

• SW7M (1.3343 / HS6-5-2 / M2) to stal szybkotnąca z dodatkiem wolframu, molibdenu, chromu i wanadu, w wersji PRIME przetwarzana metodą ESR zapewniającą jednorodną dystrybucję węglików bez segregacji.
• Twardość po hartowaniu wynosi 63-65 HRC, a stabilność strukturalna do 600-650°C wynika z dodatku wolframu i molibdenu odpowiedzialnych za zjawisko wtórnego utwardzenia.
• Obróbka kriogeniczna w zakresie -135°C do -190°C zwiększa odporność na ścieranie o 100-200% bez utraty udarności, a gatunek jest podatny na powłoki PVD/CVD i azotowanie.
• SW7M stosowana jest do wierteł, frezów, gwintowników, noży przemysłowych, stempli i matryc oraz elementów narażonych na intensywne zużycie ścierne.
• IK Stal Group w Pniówku dostarcza 1.3343 PRIME bez minimalnej ilości zamówienia w formie prętów, płyt i formatek ciętych na wymiar.

FAQ

Jakie są zalety stali SW7M PRIME?

Stal SW7M PRIME charakteryzuje się jednorodną mikrostrukturą dzięki przetopowi elektrożużlowemu ESR, co zwiększa jej trwałość i odporność na pękanie. Umożliwia to pracę przy wyższych prędkościach skrawania bez ryzyka uszkodzenia narzędzia.

Co sprawia, że stal SW7M jest tak wytrzymała?

Wytrzymałość SW7M wynika z optymalnego składu chemicznego, w tym dodatku wolframu i molibdenu, oraz jednorodnej struktury. Twardość na poziomie 63-65 HRC po hartowaniu zapewnia długotrwałą wydajność narzędzi.

Dlaczego stal SW7M jest popularna w przemyśle narzędziowym?

SW7M jest wszechstronna i dostępna w wielu formach, co czyni ją idealnym wyborem dla różnorodnych zastosowań narzędziowych, takich jak wiertła czy frezy. Jej dostępność i właściwości sprawiają, że jest chętnie wybierana w Europie.