Ang mga pangunahing kinakailangan para sa mga materyales ng kasangkapan ay tigas, paglaban sa pagsusuot, init, atbp. Ang pagsunod sa mga pamantayang ito ay nagpapahintulot sa pagputol. Upang tumagos sa mga layer ng ibabaw ng produktong pinoproseso, ang mga blades para sa pagputol ng gumaganang bahagi ay dapat gawin ng mga matibay na haluang metal. Ang katigasan ay maaaring natural o nakuha.
Halimbawa, ang mga tool steel na gawa sa pabrika ay madaling putulin. Pagkatapos ng mekanikal at thermal processing, pati na rin ang paggiling at pagpapatalas, tumataas ang kanilang antas ng lakas at tigas.
Paano tinutukoy ang katigasan?
Ang katangian ay maaaring tukuyin sa iba't ibang paraan. Ang mga tool steel ay may Rockwell hardness, hardness ay may numerical designation, pati na rin ang letter HR na may sukat na A, B o C (halimbawa, HRC). Ang pagpili ng tool material ay depende sa uri ng metal na pinoproseso.
Ang pinaka-stable na performance at mababang wear blades nana-heat treated, maaaring makamit sa isang HRC na 63 o 64. Sa mas mababang halaga, ang mga katangian ng mga materyales sa tool ay hindi masyadong mataas, at sa mataas na tigas, nagsisimula silang gumuho dahil sa brittleness.
Ang mga metal na may tigas na HRC 30-35 ay perpektong ginawang makina gamit ang mga kasangkapang bakal na na-heat treat na may HRC na 63-64. Kaya, ang ratio ng hardness indicators ay 1:2.
Upang iproseso ang mga metal gamit ang HRC 45-55, dapat gumamit ng mga tool, na nakabatay sa mga hard alloy. Ang kanilang index ay HRA 87-93. Maaaring gamitin ang mga synthetic-based na materyales sa mga tumigas na bakal.
Lakas ng mga materyales sa tool
Sa panahon ng proseso ng pagputol, ang puwersa na 10 kN o higit pa ay inilalapat sa gumaganang bahagi. Pinipukaw nito ang mataas na boltahe, na maaaring humantong sa pagkasira ng tool. Para maiwasan ito, ang mga cutting materials ay dapat may mataas na safety factor.
Ang pinakamahusay na kumbinasyon ng mga katangian ng lakas ay may mga tool steel. Ang gumaganang bahagi na gawa sa mga ito ay perpektong nakatiis sa mabibigat na karga at maaaring gumana sa compression, torsion, baluktot at pag-uunat.
Epekto ng kritikal na temperatura ng pagpainit sa mga tool blades
Kapag ang init ay inilabas kapag nagpuputol ng mga metal, ang kanilang mga blades ay napapailalim sa pag-init, sa mas malaking lawak - mga ibabaw. Kapag ang temperatura ay mas mababa sa kritikal na marka (para sa bawat materyal ay mayroon itong sariling)ang istraktura at katigasan ay hindi nagbabago. Kung ang temperatura ng pag-init ay nagiging mas mataas kaysa sa pinahihintulutang pamantayan, pagkatapos ay bumaba ang antas ng katigasan. Ang kritikal na temperatura ay tinatawag na pulang tigas.
Ano ang ibig sabihin ng terminong "pulang tigas"?
Ang Red hardness ay ang pag-aari ng isang metal na kumikinang ng madilim na pula kapag pinainit sa temperatura na 600 °C. Ang termino ay nagpapahiwatig na ang metal ay nagpapanatili ng katigasan at pagsusuot nito. Sa kaibuturan nito, ito ay ang kakayahang makatiis ng mataas na temperatura. Para sa iba't ibang materyales ay may limitasyon, mula 220 hanggang 1800 ° C.
Paano tataas ang performance ng cutting tool?
Ang mga materyales sa tool ng cutting tool ay nailalarawan sa pamamagitan ng tumaas na functionality habang pinapataas ang paglaban sa temperatura at pagpapabuti ng pag-aalis ng init na nabuo sa blade habang pinuputol. Pinapataas ng init ang temperatura.
Kung mas maraming init ang naaalis mula sa blade nang malalim sa device, mas mababa ang temperatura sa ibabaw ng contact nito. Ang antas ng thermal conductivity ay depende sa komposisyon at pag-init.
Halimbawa, ang nilalaman ng mga elemento tulad ng tungsten at vanadium sa bakal ay nagdudulot ng pagbaba sa thermal conductivity nito, at ang paghahalo ng titanium, cob alt at molybdenum ay nagiging sanhi ng pagtaas nito.
Ano ang tumutukoy sa koepisyent ng sliding friction?
Ang koepisyent ng sliding friction ay nakasalalay sa komposisyon at pisikal na katangian ng magkadikit na pares ng mga materyales, gayundin sa halaga ng stress sa mga ibabaw,napapailalim sa friction at slip. Naaapektuhan ng coefficient ang wear resistance ng materyal.
Ang pakikipag-ugnayan ng tool sa materyal na naproseso ay nagpapatuloy sa patuloy na paglipat ng contact.
Paano kumikilos ang mga instrumental na materyales sa kasong ito? Parehong nauubos ang mga uri ng mga ito.
Sila ay nailalarawan sa pamamagitan ng:
- ang kakayahang burahin ang metal na nadikit dito;
- kakayahang magpakita ng paglaban sa pagsusuot, iyon ay, upang labanan ang abrasion ng isa pang materyal.
Blade wear nangyayari sa lahat ng oras. Bilang resulta nito, nawawala ang mga katangian ng mga device, at nagbabago rin ang hugis ng kanilang gumaganang surface.
Ang paglaban sa pagsusuot ay maaaring mag-iba depende sa mga kondisyon ng pagputol.
Anong mga grupo ang nahahati sa mga tool steel?
Ang mga pangunahing instrumental na materyales ay maaaring hatiin sa mga sumusunod na kategorya:
- cermet (matitigas na haluang metal);
- cermets, o mineral ceramics;
- boron nitride batay sa sintetikong materyal;
- synthetic diamante;
- Mga tool steel na nakabatay sa carbon.
Ang tool iron ay maaaring carbon, alloy at high speed.
Mga tool steel na nakabatay sa carbon
Carbonaceous na materyales ay nagsimulang gamitin sa paggawa ng mga kasangkapan. Mabagal ang kanilang cutting speed.
Paano minarkahan ang mga tool steel? Ang mga materyales ay itinalaga ng isang titik (halimbawa, "U" ay nangangahulugang carbon), pati na rin ang isang numero (mga tagapagpahiwatig ng ikasampu ng isang porsyento ng nilalaman ng carbon). Ang pagkakaroon ng titik na "A" sa dulo ng pagmamarka ay nagpapahiwatig ng mataas na kalidad ng bakal (ang nilalaman ng mga sangkap tulad ng sulfur at phosphorus ay hindi hihigit sa 0.03%).
Ang carbon material ay may tigas na 62-65 HRC at mababang temperatura.
U9 at U10A na mga grado ng tool materials ay ginagamit sa paggawa ng saws, at ang U11, U11A at U12 series ay idinisenyo para sa mga hand tap at iba pang tool.
Ang antas ng paglaban sa temperatura ng U10A, U13A series steels ay 220 °C, kaya inirerekomendang gumamit ng mga tool na gawa sa naturang mga materyales sa bilis ng pagputol na 8-10 m/min.
Alloyed iron
Alloyed tool material ay maaaring chromium, chromium-silicon, tungsten at chromium-tungsten, na may admixture ng manganese. Ang ganitong mga serye ay ipinahiwatig ng mga numero, at mayroon din silang mga marka ng titik. Ang unang kaliwang figure ay nagpapahiwatig ng koepisyent ng nilalaman ng carbon sa ikasampu kung ang nilalaman ng elemento ay mas mababa sa 1%. Ang mga numero sa kanan ay kumakatawan sa average na alloying content bilang porsyento.
Ang tool material grade X ay angkop para sa paggawa ng mga gripo at dies. Ang B1 steel ay angkop para sa paggawa ng maliliit na drill, gripo at reamer.
Ang antas ng paglaban sa temperatura ng mga alloyed substance ay 350-400 °C, kaya ang bilis ng pagputol ay isa at kalahating beses na mas mabilis kaysa sacarbon alloy.
Para saan ginagamit ang mga high-alloy steel?
Ang iba't ibang fast cutting tool na materyales ay ginagamit sa paggawa ng mga drill, countersink at gripo. Ang mga ito ay may label na may mga titik pati na rin ang mga numero. Ang mahahalagang sangkap ng mga materyales ay tungsten, molibdenum, chromium at vanadium.
Ang HSS ay nahahati sa dalawang kategorya: normal at mataas na performance.
Normal performance steel
Ang kategorya ng bakal na may normal na antas ng pagganap ay kinabibilangan ng mga grade R18, R9, R9F5 at tungsten alloy na may admixture ng molybdenum ng R6MZ, R6M5 series, na nagpapanatili ng tigas na hindi bababa sa HRC 58 sa 620 ° C. Angkop para sa carbon at low alloy steels, gray cast iron at non-ferrous alloys.
Mga bakal na mataas ang performance
Kasama sa kategoryang ito ang mga marka R18F2, R14F4, R6M5K5, R9M4K8, R9K5, R9K10, R10K5F5, R18K5F2. Nagagawa nilang mapanatili ang HRC 64 sa mga temperatura mula 630 hanggang 640 °C. Kasama sa kategoryang ito ang mga superhard tool na materyales. Dinisenyo ito para sa bakal at mga haluang metal na mahirap i-machine, gayundin sa titanium.
Hardmetals
Ang mga ganitong materyales ay:
- cermet;
- mineral ceramic.
Ang hugis ng mga plato ay nakasalalay sa mga katangian ng mekanika. Gumagana ang mga tool na ito sa high cutting speed kumpara sa high speed material.
Metal ceramics
Cermet carbide ay:
- tungsten;
- tungsten titanium;
- tungsten na may kasamang titanium at tantalum.
Ang VK series ay may kasamang tungsten at titanium. Ang mga tool na nakabatay sa mga sangkap na ito ay nagpapataas ng resistensya sa pagsusuot, ngunit mababa ang kanilang antas ng resistensya sa epekto. Ang mga device sa batayan na ito ay ginagamit para sa pagproseso ng cast iron.
Tungsten-titanium-cob alt alloy ay naaangkop sa lahat ng uri ng bakal.
Ang synthesis ng tungsten, titanium, tantalum at cob alt ay ginagamit sa mga espesyal na kaso kapag ang ibang mga materyales ay hindi epektibo.
Ang Carbide grade ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na antas ng paglaban sa temperatura. Ang mga materyales na gawa sa tungsten ay maaaring mapanatili ang kanilang mga katangian sa HRC 83-90, at tungsten na may titanium - na may HRC 87-92 sa temperatura na 800 hanggang 950 ° C, na ginagawang posible na gumana sa mataas na bilis ng pagputol (mula sa 500 m/min hanggang 2700 m /min kapag gumagawa ng aluminyo).
Para sa machining parts na lumalaban sa kalawang at mataas na temperatura, ginagamit ang mga tool mula sa OM fine-grain alloy series. Ang grade VK6-OM ay angkop para sa pagtatapos, habang ang VK10-OM at VK15-OM ay angkop para sa semi-finishing at roughing.
Higit na mas mahusay kapag nagtatrabaho sa mga "mahirap" na bahagi ay mga superhard tool na materyales ng serye ng BK10-XOM at BK15-XOM. Pinapalitan nila ang tantalum carbide ng chromium carbide, na ginagawang mas matibay ang mga ito kahit na napapailalim sa mataas na temperatura.
Upang mapataas ang antas ng lakas ng solid plate, pinapahiran nila ito ng protective film. Ginagamit ang Titanium carbide, nitride at carbonite, na inilalapat sa isang napakanipis na layer. Ang kapal ay mula 5 hanggang 10 microns. Bilang resulta, nabuo ang isang layer ng fine-grained titanium carbide. Ang mga insert na ito ay may tatlong beses na tagal ng tool ng mga uncoated insert, na nagpapataas ng bilis ng pagputol ng 30%.
Sa ilang mga kaso, ginagamit ang mga materyales ng cermet, na nakukuha mula sa aluminum oxide na may pagdaragdag ng tungsten, titanium, tantalum at cob alt.
Mineral ceramics
Mineral ceramics TsM-332 ay ginagamit para sa mga tool sa paggupit. Ito ay may mataas na pagtutol sa temperatura. Ang hardness index HRC ay mula 89 hanggang 95 sa 1200 °C. Gayundin, ang materyal ay nailalarawan sa pamamagitan ng wear resistance, na nagbibigay-daan sa pagproseso ng bakal, cast iron at non-ferrous alloys sa mataas na bilis ng pagputol.
Upang gumawa ng mga cutting tools, ginagamit din ang B-series cermet. Ito ay batay sa oxide at carbide. Ang pagpapakilala ng metal carbide, pati na rin ang molibdenum at chromium sa komposisyon ng mineral ceramics, ay tumutulong upang ma-optimize ang pisikal at mekanikal na mga katangian ng cermet at inaalis ang brittleness nito. Ang bilis ng pagputol ay nadagdagan. Ang semi-finishing at finishing gamit ang cermet-based na tool ay angkop para sa gray ductile iron, hard-to-machine steel at ilang non-ferrous na metal. Ang proseso ay isinasagawa sa bilis na 435-1000 m/min. Ang pagputol ng mga keramika ay lumalaban sa temperatura. Ang tigas nito ay HRC90-95 sa 950-1100 °С.
Para sa pagproseso ng tumigas na bakal, matibay na cast iron, pati na rin ang fiberglass, isang tool ang ginagamit, na ang pagputol bahagi nito ay ginawa mula sa solid substance na naglalaman ng boron nitride at diamante. Ang hardness index ng elbor (boron nitride) ay halos kapareho ng sa brilyante. Ang paglaban nito sa temperatura ay dalawang beses kaysa sa huli. Ang Elbor ay nakikilala sa pamamagitan ng pagiging inertness nito sa mga materyales na bakal. Ang limitasyon ng lakas ng mga polycrystal nito sa compression ay 4-5 GPa (400-500 kgf/mm2), at sa baluktot - 0.7 GPa (70 kgf/mm 2). Ang paglaban sa temperatura ay hanggang 1350-1450 °C.
Kapansin-pansin din ang mga synthetic-based na diamond ballas ng ASB series at ang carbonado ng ASPK series. Ang aktibidad ng kemikal ng huli patungo sa mga materyales na naglalaman ng carbon ay mas mataas. Kaya naman ginagamit ito kapag hinahasa ang mga bahaging gawa sa mga non-ferrous na metal, mga haluang metal na may mataas na nilalaman ng silikon, mga matitigas na materyales na VK10, VK30, pati na rin ang mga non-metallic na ibabaw.
Ang tool life ng mga carbonade cutter ay 20-50 beses kaysa sa mga hard alloy.
Aling mga haluang metal ang ginagamit sa industriya?
Instrumental materials ay inilabas sa buong mundo. Ang mga uri na ginamit sa Russia, USA at sa Europa, sa karamihan, ay hindi naglalaman ng tungsten. Nabibilang sila sa seryeng KNT016 at TN020. Ang mga modelong ito ay naging kapalit para sa mga tatak ng T15K6, T14K8 at VK8. Ginagamit ang mga ito para sa pagpoproseso ng mga bakal para sa mga istruktura, hindi kinakalawang na asero at mga materyales sa tool.
Mga bagong kinakailangan para sa mga materyales sa tool dahil sa kakulangan ng tungsten atkob alt. Sa kadahilanang ito, ang mga alternatibong pamamaraan para sa pagkuha ng mga bagong matigas na haluang metal na walang tungsten ay patuloy na ginagawa sa USA, mga bansa sa Europa at Russia.
Halimbawa, ang Titan 50, 60, 80, 100 series na tool materials na ginawa ng American company na Adamas Carbide Co ay naglalaman ng carbide, titanium at molybdenum. Ang pagtaas ng bilang ay nagpapahiwatig ng antas ng lakas ng materyal. Ang katangian ng mga materyales ng tool ng release na ito ay nagpapahiwatig ng mataas na antas ng lakas. Halimbawa, ang serye ng Titan100 ay may lakas na 1000 MPa. Siya ay isang katunggali sa ceramics.
