Klucze nasadowe (część II). Produkcja kluczy nasadowych

Producenci profesjonalnych kluczy nasadowych w sposób szczególny dbają, aby były one wykonywane z wysokogatunkowej stali narzędziowej. Dzięki temu charakteryzują się znaczną odpornością na różnorodne obciążenia pojawiające się w czasie pracy.

Odpowiedni skład chemiczny stali powoduje, że klucze te są wytrzymałe na odkształcenia plastyczne, a także odporne na ścieranie. Aby uzyskać takie właściwości narzędziowej stali stopowej, musi ona koniecznie zawierać odpowiedni procent związków dwóch pierwiastków, tj. wanadu i chromu.
Związki wanadu w stopie żelaza z węglem zapewniają powstawanie wielu trwałych węglików wanadu. Węgliki te w porównaniu z węglikami żelaza są znacznie trwalsze. Ma

to szczególne znaczenie podczas podgrzewania kluczy nasadowych do odpowiedniej temperatury w procesie hartowania. Węgliki wanadu nie rozpadają się wówczas i nie przechodzą do roztworu tak łatwo, jak to się dzieje w przypadku węglików żelaza. W stalach narzędziowych ilość wanadu zawiera się w granicach od 0,1 do 0,3%. Już ten stosunkowo niewielki procent tego pierwiastka, tworząc trwałe i twarde węgliki, bardzo wyraźnie poprawia odporność stali na ścieranie. Ponadto dzięki temu, że węgliki te są trwałe i w roztworze żelaza równomiernie rozłożone, skutecznie przeciwdziałają rozrostowi ziaren austenitu. Pozwala to w końcowym efekcie uzyskać pożądaną drobnoziarnistą strukturę stali. Właśnie te cechy wanadu sprawiają, że jego obecność w stali narzędziowej przeznaczonej do wyrobu kluczy nasadowych jest niezbędna.

Obecność w stali narzędziowej związków drugiego pierwiastka, chromu, jest nie mniej istotna. Odpowiada on między innymi za powstanie w procesie hartowania specjalnej struktury stali, zwanej martenzytem. Nazywa się tak drobnoziarnistą strukturę stali o postaci igiełek przecinających się pod kątem 60°. Stal, która podczas procesu hartowania osiąga właśnie taką strukturę, uzyskuje największą twardość. Jest to struktura najbardziej pożądana dla większości narzędzi. Martenzyt, lub ewentualnie pochodne tej struktury, uzyskane po procesie odpuszczenia stali, stanowią wraz z austenitem szczątkowym osnowę narzędzia, w której są osadzone twarde węgliki różnych pierwiastków. Węgliki te są po martenzycie drugim zasadniczym składnikiem strukturalnym w stalach narzędziowych. Ich obecność wpływa znacząco na trwałość narzędzi. Ponadto zawartość chromu w stali narzędziowej w ilości około 1,5% umożliwia przeprowadzenie łagodnego hartowania narzędzi w oleju. Dzięki temu klucze w czasie hartowania mniej się odkształcają. W czasie wolniejszego przebiegu procesu hartowania w kąpieli olejowej wyroby są także znacznie mniej narażone na pękanie. Znaczący wzrost trwałości profesjonalnych kluczy nasadowych, wykonanych ze stali narzędziowej o właściwym składzie chemicznym, praktycznie skutkuje tym, że ich zdolność do zachowywania nadanych im pierwotnie wymiarów jest trwała. Takie klucze po prostu nie rozkalibrują się zbyt szybko.

Są dwie metody uzyskiwania odkuwek kluczy nasadowych. Ten proces może się odbyć w trakcie kucia matrycowego na gorąco lub podczas kształtowania stali na zimno. Można się spotkać z opinią, że jakość narzędzi uzyskiwanych metodą kształtowania na zimno jest lepsza od produkowanych matrycowo na gorąco. Niemniej kucie matrycowe na gorąco pozwala również uzyskać klucze o korzystnym rozkładzie włókien wewnątrz struktury ich materiału. Dzięki takim technologiom uzyskuje się wyrób posiadający wysoką wytrzymałość.

Profesjonalne nasadki oraz akcesoria im towarzyszące są poddawane przez producentów wielu różnorodnym testom sprawdzającym ich wytrzymałość. W czasie dynamicznych testów wytrzymałościowych klucze nasadowe są obciążane momentem obrotowym wielokrotnie zmieniającym się od zera do wartości testowej. Liczba cykli w czasie prób wynosi kilkadziesiąt tysięcy. Wielkość sił w momentach obciążających w czasie testów wytrzymałościowych jest oczywiście uzależniona od wielkościnasadki.