Stal automatowa – właściwości, rodzaje i zastosowania

Stale automatowe - wprowadzenie

Stale automatowe należą do grupy stali niestopowych, które dzięki dodatkom odpowiednich pierwiastków chemicznych ułatwiają prowadzenie obróbki skrawaniem. W przeciwieństwie do standardowych stali konstrukcyjnych, stale automatowe nie nadają się do spawania oraz na elementy narażone na obciążenia dynamiczne, ale są idealne do produkcji precyzyjnych elementów w dużych seriach. Po obróbce skrawaniem, część stali automatowych jest stosowana na elementy maszyn bez dodatkowej obróbki cieplnej, a część jest poddawana ulepszaniu cieplnemu lub nawęglaniu. 

Czym jest stal automatowa?

Stal automatowa należy do grupy stali niestopowych jakościowych i jest klasyfikowana wg składu chemicznego. Jej największą zaletą jest bardzo dobra skrawalność. Jest przeznaczona do obróbki skrawaniem prowadzonej na szybkobieżnych obrabiarkach i automatach tokarskich. Odpowiednia zawartość siarki i fosforu, zapewnia tworzenie się krótkich i łamliwych wiórów podczas obróbki mechanicznej. Dodatkowo zawartość ołowiu zmniejsza zużycie narzędzi.  Jest gatunkiem stali stosowanym głównie w produkcji seryjnej, gdzie wymagane jest szybkie i precyzyjne wykonywanie elementów z zachowaniem precyzyjnych wymiarów i dobrego stopnia wykończenia powierzchni obrabianego wyrobu.

Dzięki dodatkom siarki, fosforu i ołowiu, stale automatowe cechują się:

• łatwym usuwaniem wiórów – skracając czas obróbki,
• niskim zużyciem narzędzi skrawających – obniżając koszty produkcji,
• wysoką jakością powierzchni – eliminując potrzebę dodatkowej obróbki wykańczającej.
   

Najczęściej stosowane stale automatowe to:
🔹 11SMn30 (1.0715)   – standardowa stal automatowa bez dodatku ołowiu.
🔹 11SMnPb30 (1.0737) – odmiana z dodatkiem ołowiu (Pb), zapewniająca jeszcze lepszą skrawalność.
🔹 11SMn37 (1.0736) – wersja o podwyższonej zawartości manganu, zwiększająca twardość i odporność na zużycie.
🔹 46S20 (1.0726) – stal automatowa do ulepszania cieplnego o podwyższonej wytrzymałości mechanicznej.

Skład chemiczny stali automatowej

Stale automatowe różnią się od innych gatunków stali zawartością siarki (S) i fosforu (P), które poprawiają kruchość wiórów i ułatwiają ich usuwanie w trakcie obróbki skrawaniem. Niektóre gatunki zawierają również ołów (Pb), który dodatkowo poprawia smarowanie powierzchni narzędzi skrawających.

Pierwiastek    Wpływ na właściwości stali
Węgiel (C)    Zapewnia podstawową twardość i wytrzymałość
Mangan (Mn)    Poprawia wytrzymałość
Siarka (S)    Ułatwia skrawanie, zmniejsza ciągliwość wiórów
Fosfor (P)    Zwiększa wytrzymałość i poprawia skrawalność
Ołów (Pb)    Poprawia jakość powierzchni i smarowanie narzędzi

Wysoka zawartość siarki i fosforu sprawia, że stale automatowe nie nadają się do spawania, kucia i obróbki plastycznej, ponieważ ich struktura jest bardziej krucha i podatna na pękanie.

Właściwości mechaniczne stali automatowej

Stale automatowe charakteryzują się wysoką twardością i dobrą odpornością na ścieranie, ale mają ograniczoną wytrzymałość na rozciąganie i niską odporność na obciążenia dynamiczne.

Stale te są przeznaczone do produkcji elementów o niewielkich obciążeniach mechanicznych, ale wymagających dużej precyzji wykonania.

Obróbka mechaniczna i spawalność

Obróbka skrawaniem:
✔ Stale automatowe świetnie nadają się do toczenia, wiercenia i frezowania.
✔ Tworzą krótkie, kruche wióry, które nie zapychają narzędzi skrawających.
✔ Nie powodują nadmiernego zużycia narzędzi, co skraca czas produkcji.

Formowanie:
✔ Ze względu na dużą zawartość siarki i fosforu, stale automatowe są kruche i nie nadają się do gięcia, kucia czy tłoczenia.
Spawalność:
🚫 Stale automatowe nie nadają się do spawania – duża zawartość siarki i fosforu powoduje pękanie i porowatość spoin.

Zastosowanie stali automatowej

Stal automatowa jest szeroko stosowana w przemyśle motoryzacyjnym, elektronicznym, maszynowym i precyzyjnym, szczególnie w produkcji seryjnej. Typowe zastosowania obejmują:

• Elementy precyzyjne:

🔹 Śruby, nakrętki, wkręty, kołki i tuleje.
🔹 Części gwintowane i drobne komponenty mechaniczne.

• Przemysł motoryzacyjny:

🔹 Elementy układów kierowniczych, tuleje, sworznie.
🔹 Komponenty układów hamulcowych i zawieszenia.

• Przemysł elektroniczny:

🔹 Stalowe komponenty do złączy i styków elektrycznych.
🔹 Części wymagające wysokiej precyzji wykonania.

• Przemysł maszynowy:

🔹 Wały precyzyjne, elementy napędów i przekładni.
🔹 Komponenty hydrauliczne i pneumatyczne.

Zalety stali automatowej

✅ Doskonała skrawalność – ułatwia produkcję precyzyjnych elementów.
✅ Niska ścieralność narzędzi skrawających – zwiększa wydajność obróbki.
✅ Szybkość produkcji – idealna do masowej produkcji drobnych części.
✅ Dobra jakość powierzchni – często nie wymaga dodatkowego wykańczania.
✅ Ekonomiczne rozwiązanie – skraca czas obróbki i zmniejsza koszty narzędzi.

🚫 Ograniczenia:
❌ Nie nadaje się do spawania – stal może pękać w obszarach spoin.
❌ Niska odporność na obciążenia dynamiczne – nie nadaje się do obciążonych konstrukcji.
❌ Ograniczona możliwość formowania i gięcia – wysoka zawartość siarki powoduje kruchość materiału.
 

Podsumowanie

Stal automatowa to ważny materiał w różnych gałęziach przemysłu, umożliwiający szybkie i efektywne wytwarzanie skomplikowanych elementów na maszynach CNC i tokarkach automatycznych. Dzięki doskonałej skrawalności i niskim kosztom produkcji, jest szeroko stosowana w motoryzacji, elektronice, mechanice precyzyjnej i hydraulice.

🔩 Jeśli szukasz odpowiedniego gatunku stali automatowej do swojego projektu – skontaktuj się z nami, a pomożemy dobrać najlepsze rozwiązanie! ⚙️