KESKUSTELU

Mistä saisi hiiliteräslevyä, paksuus 1-2mm?

Tuolta ostin pyöreätä 1/2" työkaluterästä:
http://www.sten.fi/tuotteet/
Saattaa ehkä löytyä lituskanakin.

Haluamaansa metallilevyä saa mittaan leikattuna ja halutessaan jälkikäsiteltynäkin melkeimpä mistä tahansa metallifirmasta. Itse olen saanut useammastakin firmasta haluamaani tavaraa ihan vaan soittamalla ja kysymällä. Kuopiossa tämmöinen firma on esim Brandente, mut vastaavia metallipajoja on varmasti ihan joka puolella Suomea. http://www.brandente.fi/

Mitä oikeastaan tarkoitat hiiliteräslevyllä?

Terästä on mahdollista hiilettää lämpökäsittelyllä ja niin tehdään esim. hiiletyskarkaisussa. Hiiletyssyvyyttä voi vaihdella hieman yli millimetrin syvyyteen asti. Se on siis pintakarkaisumenetelmä, jossa pinnan alla oleva teräs ei hiilety ja säilyttää sitkeytensä. Teräksen hiiletys on helppoa ahjossa.

Tietääkseni hiiliterästä ei myydä levynä ja yksinkertainen syy sille on hiiletyksen helppous ja hiiletetyn teräksen vaikea tai mahdoton muovattavuus juuri sen hiilipitoisuuden vuoksi.

Toki teräslaaduissa on eroja hiilipitoisuuden suhteen ja siksi kysynkin, mitä tarkoitat.

Noilla paksuuksilla käytetään nimitystä pelti, saahan siitä tietysti puukkoaihioita.

Kyllähän se tuli mieleen, että sitäkö tässä nyt haetaan. Se hiili haetaan hiilloksesta niihin puukonteriin. Niihin saa niinkin paljon hiiltä, että katkeavat kun pudottaa lattialle. Olen kokeillut.

Tietämättömyyttäni tässä kyselen, mutta siis kun meillä on malmia ja siitä saadaan rautaa, niin siinä on paljon hiiltä mukana. Kun sitä jalostetaan teräkseksi, niin eikö siitähän juuri poistetaan sitä hiiltä. MUTU-tuntumalla tulee mieleen, että rautaa (hiilipitoinen) olisi helpompi muokata kuin terästä (ei hiilipitoinen)? Vai tarkoittaako tuo hankala muokattavuss sitä, että aineessa on erilaisia hiilipitoisuuden kerrostumia? Ja miten hiilellä karkaistaan, tai kovennetaan, raudan pinta, mielikiuva on että teräs on kovaa ja se on hiilettömämpää?

Tuolta näkyy löytyvän:
http://epaper01.mmd.net/reader/?issue=5 ... 1f825526;7
Puukkoteräs W-Nr.1.1750
Levyn paksuus 2...5 mm.

Koostumus suunnilleen sama kuin hopeateräksellä:
C 0,75
Mn 0,7
Si 0.3
Olen joskus käyttänyt ohuempaakin, olisikohan ollut 0,5 mm.

Rauta on varsin pehmeää muokkauslujittuvaa materiaalia. Teräs on aina seosta, siinä on mukana muita alkuaineita, usein juuri hiiltä. Kromia, Vanadiumia, Molybdeenia, Kobolttia ym.

Hiiletyskarkaisu tapahtuu yksinkertaisesti siten, että teräs- tai vaikkapa rautaesine kuumennetaan sopivaan lämpötilaan (hehkuvaksi) hiilettävässä ympäristössä ja pidetään siinä aikansa. Kaasupolttimen liekkikin voi olla joko hiilettävä tai pelkistävä. Sitten lämpötila lasketaan vaihtelevassa ajassa riippuen halutusta lopputuloksesta. Hiiletyskarkaisussa kappale sammutetaan yleisimmin joko veteen tai öljyyn. Yksinkertaisimmillaan hiiletyskarkaisu tapahtuu pitämällä rautaesinettä hehkuvassa hiilloksessa kunnes sekin on puna-keltahehkuinen ja kastamalla veteen. Kun tämän toistaa muutaman kerran, on todella kovaa ja haurasta, jonka joskus itsekin testasin. Päästöllä, eli karkaisun jälkeisellä lämmityksellä voi vielä hienosäätää teräksen ominaisuuksia halutunlaisiksi.

Niinhän se minustakin kuulostaisi siltä, että jos metalliin sotkee "jotain haurasta hiiltä" niin siitä tulee korkeintaan hyvin haurasta ja kovaa. Kas kummaa, korkeahiiliteräkset kuten pianolanka ovat kuitenkin sekä kovimpia, lujimpia että sitkeimpiä teräksiä mitä on.

Karkaisu perustuu asiaan perehtymättömälle siihen, että kun metallia kuumennetaan, sen kiderakenne muuttuu lämpölaajenemisen myötä väljemmäksi, jolloin atomien lomaan pääsee hiiltä. Jos materiaali sitten jäähdytetään tosi nopeasti, lähes kaikki sisälle päässyt hiili jää sinne, ja materiaalista tulee erittäin kovaa, mutta koska atomisidokset ovat jo äärimmilleen pingottuneita, ei tarvita suurta voimaa niiden murtamiseksi, jolloin esine halkeaa tai katkeaa. Vastaavasti sopivalla vauhdilla jäähdyttämällä väliin jää vain hallittu määrä hiiltä, jolloin teräksestä tulee hyvin lujaa mutta samalla kovaa ja kimmoisaa.

Tarkemmin ajateltuna lienee helpompaa ensin leikata normaalista teräslevystä muotoonsa osat, ja sen jälkeen lämpökäsitellä ne. Kovaa ja lujaa hiiliterästä voi olla vähän *ttumaista koneistaa..

Monet työkalut valmistetaan karkaistusta teräksestä koneistamalla. Esimerkiksi nuorrutusteräkset on valmiiksi karkaistu, eikä niitä ole tarkoitus karkaista uudelleen. Työstö onnistuu aivan tavallisilla pikaterästerillä. Itse asiassa työstö on helpompaa kuin pehmeäksi hehkutetuilla hiiliteräksillä, joista edellä oli maininta.

Eikä noita leukuja ja morapuukkojakaan nykyään missään ahjossa tehdä. Kaupasta hiiliteräslevyä ja rautasaha ja viila. Syntyy ihan hyvä kopio morasta. Karkaisuun kosania. Takominen ja ahjo kannattaa unohtaa kokonaan.

Hiiliteräksiä ei tarvitse hiilettää erikseen. Riittää, kun sahaa tai viilaa tai jyrsii työkalun muotoonsa ja sitten karkaisee ja päästää. Minä käytän muistaakseni laatua K460 pienten sorvinterien raaka-aineena. Jos ei ole varastossa sopivaa sisäsorvausterää, niin eikun pyörötanko sorviin, sitten smirgeliin, karkaisuun ja päästöön. Karkaisu ja päästö onnistuvat mukavasti pienellä kaasupolttimella ja moottoriöljyllä.

"Vaikeasti koneistettavien materiaalien lastuava työstö"
tutkitaan seuraavien materiaalien lastuamisominaisuuksia: nuorrutusteräkset, hiiletysteräkset, pikateräkset, pulverimetallurgiset teräkset,
austeniittiset ruostumattomat teräkset, ruostumattomat
duplexteräkset, titaani ja kuitulujitteiset muovikomposiitit.

En varmasti usko, että rosteria, CrMoa, titaania, hiiliterästä, pii- vanadium- tai muita seostettuja teräksiä olisi helpompaa koneistaa kuin mustaa rautaa.

Joskus kellokoulussa piti tehdä kellotyökaluja ja kellon osia teräksestä. Pataraudasta tehtynä tuommoisen 0,5 tai 0,05 mm tapin sorvaaminen liipottimen akselin päähän on aivan toivotonta, jos akseli on kuin purukumia. Tavalliseseti käytimme hopeateräkseksi kutsuttua hiiliterästä, jossa oli hiiltä n. 0,8 %, mangaania n. 1 % ja mahdollisesti piitä teräksen tiivistykseen, tai vaihtoehtoisesti automaattiterästä, jossa on sopiva seostus lastunkatkaisuun.

Liipottimen akselin aihio karkaistiin ja päästettiin uunissa sopivasti lastuamista varten. Isommat aihiot karkaistiin ja päästettiin suoraan käsipelillä ja silmämäärällä kaasuliekissä. Onnistunut tulos oli kovempi kuin mitä tavallisesti on nuorrutusteräksillä. Aihioiden koot olivat luokkaa d = 1...5 mm, l = 4...35 mm.

Sitten aihio sijoitettiin käsin pyöritettävään sorviin (kärkiväli 5...50 mm, kärkikorkeus 25 mm). Stikkelillä sorvatessa huomasi nopeasti, onko karkaisu tai päästö jotenkin epäonnistunut. Oikein lämpökäsitellystä teräksestä pystyy pienen harjoittelun jälkeen irroittamaan stikkelillä muutaman mikrometrin paksuisen siistin lastun niin, että pinta on sileä ja naarmuton, mikä tuskin onnistuu mustasta raudasta.

Sorvin rakensin kotona Uddeholmin työkaluteräksestä. Hyvin tuota jyrsi ja porasi ihan HSS-työkaluilla ja jyysti rautasahalla ja viilalla.

Jos puhutaan kappaleen elastisista ominaisuuksista, niin rakenteellisesti haastavien kappaleiden koneistaminen on tietenkin helpompaa, kun materiaalin oma lujuus sen kokoon suhteutettuna on suurempi kuin työstöön vaadittava lujuus. Minä tarkoitin kuitenkin esimerkiksi 25mm tangosta sorvaamista tai jyrsimistä normaaleilla työstömenetelmillä ja -koneilla, jolloin rakenteellinen lujuus ei ole ratkaisevaa työstön kannalta. Tällöin pehmeämpää materiaalia on aina helpompaa koneistaa.

Kokemuksesta minäkin sanon, että jo parin-kolmen millin paksuisten tappien ja tankojen muokkaaminen oikeastaan yhtään mihinkään on aivan hirveää touhua. Pianolanka kuitenkin soveltuu tähän tarkoitukseen erinomaisen hyvin.