KWALIFIKACJA MEC9 - PAŹDZIERNIK 2013

PYTANIE NR 19.
Który gatunek stali należy użyć do wykonania stempla wykrojnika?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Stempel wykrojnika pracuje w warunkach dużych nacisków i intensywnego ścierania, więc wymaga stali narzędziowej do pracy na zimno o wysokiej twardości po hartowaniu. NC11 (X210Cr12) to stal wysokowęglowa, wysokochromowa, typowo stosowana na elementy narzędzi tnących. Pozostałe gatunki są głównie konstrukcyjne lub do innych zastosowań.

Pełne wyjaśnienie:

Stempel wykrojnika jest elementem roboczym, który bezpośrednio tnie/wykrawa materiał. Podczas pracy występują bardzo duże naciski jednostkowe na krawędziach tnących oraz intensywne tarcie, co powoduje zużycie ścierne i ryzyko wykruszania krawędzi. Z tego powodu materiał na stempel musi zapewniać przede wszystkim:

  • wysoką twardość po obróbce cieplnej,
  • wysoką odporność na ścieranie,
  • dostateczną ciągliwość/odporność na pękanie po właściwym odpuszczaniu.

Wskazanie "NC11 (X210Cr12)" odpowiada tym wymaganiom: jest to stal narzędziowa do pracy na zimno o dużej zawartości węgla i chromu, dzięki czemu po hartowaniu uzyskuje wysoką twardość oraz tworzy w strukturze węgliki zwiększające odporność na zużycie. To typowy wybór na elementy narzędzi wykrawających, przyrządów tnących czy matryc i stempli, gdzie kluczowe jest utrzymanie ostrej krawędzi roboczej.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?

  • "St3S (S235JR)" – to stal konstrukcyjna ogólnego przeznaczenia. Nie jest przeznaczona na narzędzia tnące: ma zbyt niską twardość i odporność na ścieranie, a po typowej obróbce nie osiągnie parametrów wymaganych dla krawędzi wykrawających.
  • "20HG (20MnCr5)" – stal konstrukcyjna do nawęglania. Sprawdza się na części maszyn (np. elementy przekładni), gdzie dąży się do twardej warstwy wierzchniej po nawęglaniu, ale nie jest to standardowy materiał na stempel wykrojnika, który wymaga pełniejszej "narzędziowej" odporności na zużycie i stabilności krawędzi.
  • "55 (C55)" – stal węglowa o podwyższonej zawartości węgla, możliwa do ulepszania cieplnego, jednak w zastosowaniach narzędziowych do intensywnego wykrawania zwykle ustępuje stalom wysokochromowym pod względem odporności na ścieranie i trwałości krawędzi.

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli w pytaniu pojawia się "stempel wykrojnika", myśl o narzędziu tnącym na zimno. W pierwszej kolejności szukaj stali narzędziowych (często wysokowęglowych i stopowych, np. z dodatkiem chromu), a nie stali konstrukcyjnych czy typowych stali do nawęglania.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Stempel wykrojnika to element roboczy narzędzia, który wchodzi w materiał i współpracuje z matrycą, powodując oddzielenie (wykrojenie) detalu. Musi utrzymać ostrą krawędź tnącą mimo dużych nacisków i tarcia, dlatego dobór stali jest krytyczny dla trwałości narzędzia.
Podczas wykrawania na zimno dominuje zużycie ścierne i lokalne przeciążenia krawędzi tnącej. Stale narzędziowe do pracy na zimno po hartowaniu osiągają wysoką twardość i mają strukturę sprzyjającą odporności na ścieranie, co ogranicza stępienie i wykruszanie krawędzi.
Najważniejsze są: wysoka twardość po obróbce cieplnej, odporność na ścieranie, stabilność krawędzi oraz odpowiednia udarność po właściwym odpuszczaniu. W praktyce oznacza to dobór stali narzędziowej i poprawne zaplanowanie hartowania oraz odpuszczania.
To europejskie oznaczenie stali: "X" wskazuje stal wysokostopową, liczba "210" odnosi się do przybliżonej zawartości węgla w setnych części procenta, a "Cr12" sugeruje istotny udział chromu. Taki skład sprzyja dużej twardości i odporności na zużycie, pożądanej w narzędziach do wykrawania.
S235JR to stal konstrukcyjna do ogólnych zastosowań. Nie jest projektowana na bardzo twarde krawędzie tnące ani na wysoką odporność na ścieranie. W stemplu szybko by się odkształcała i tępiła, co obniża jakość wykrojek i skraca żywotność narzędzia.
20MnCr5 jest stalą do nawęglania, typową na części maszyn wymagające twardej warstwy wierzchniej (np. koła zębate). W przypadku stempla, gdzie pracuje krawędź tnąca i liczy się odporność na ścieranie w całym przekroju roboczym, częściej stosuje się stale narzędziowe do pracy na zimno.
C55 bywa używana w mniej wymagających elementach, gdzie potrzebna jest podwyższona wytrzymałość po ulepszaniu cieplnym, ale nie ekstremalna odporność na ścieranie krawędzi tnącej. Dla intensywnego wykrawania zwykle lepsze są stale stopowe (np. chromowe), które dłużej zachowują geometrię krawędzi.
Hartowanie zwiększa twardość, a odpuszczanie pozwala zmniejszyć kruchość i ustabilizować właściwości. Dobrze dobrany cykl obróbki cieplnej decyduje o odporności na ścieranie i o tym, czy krawędź będzie się tępić, czy raczej wykruszać. Dlatego sama nazwa stali nie wystarczy bez właściwej technologii.
Najczęściej widać szybkie stępienie krawędzi, zadziory na wykrojkach, pęknięcia lub wykruszanie naroży oraz konieczność częstego ostrzenia. Objawy mogą też wskazywać na błąd obróbki cieplnej (za twardo/za krucho) albo niewłaściwy luz między stemplem a matrycą.
Ucz się "parami": zastosowanie ↔ wymagane cechy ↔ typ stali. Dla wykrawania: odporność na ścieranie i wysoka twardość po hartowaniu, więc stale narzędziowe do pracy na zimno. Przećwicz rozróżnianie stali konstrukcyjnych, do nawęglania i narzędziowych oraz kojarzenie ich z typowymi elementami maszyn.
info

Statystycznie 44% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Według specjalistów z branży: "Stempel wykrojnika pracuje w warunkach dużych nacisków i intensywnego ścierania, więc wymaga stali narzędziowej do pracy na zimno o wysokiej twardości po hartowaniu."

Źródła:

  • PN-EN ISO 4957, "Stale narzędziowe" (klasyfikacja i przykładowe stale narzędziowe do pracy na zimno)
  • EN 10027-1, "Designation systems for steels — Part 1: Steel names" (zasady tworzenia nazw/oznaczeń stali, m.in. X…Cr…)
  • EN 10027-2, "Designation systems for steels — Part 2: Numerical system" (system numeracji stali i powiązanie z nazwami)

Materiały:

  • Podręczniki do materiałoznawstwa i metaloznawstwa (dział: stale narzędziowe)
  • Materiały dydaktyczne z technologii budowy tłoczników i wykrojników
  • Katalogi/poradniki producentów stali narzędziowych (tabele zastosowań i obróbki cieplnej)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego