Grundlæggende krav til værktøjsmaterialer- tilstedeværelsen af hårdhed, slidstyrke, varme osv. Overholdelse af disse kriterier tillader skæring. For at udføre introduktionen i overfladelagene af det produkt, der behandles, skal bladene til skæring af arbejdsdelen være fremstillet af stærke legeringer. Hårdhed kan være naturlig eller erhvervet.
For eksempel værktøjsstålene fra fabrikkenfremstilling er let at skære. Efter mekanisk og termisk behandling samt slibning og slibning stiger niveauet for deres styrke og hårdhed.
Karakteristikken kan defineres på forskellige måder.Værktøjsstål har en Rockwell -hårdhed, hårdhed har en numerisk betegnelse samt bogstavet HR med en skala fra A, B eller C (f.eks. HRC). Valget af værktøjsmateriale afhænger af typen af metal, der behandles.
Det mest stabile funktionsniveau oglavt slid på knive, der har gennemgået varmebehandling, kan opnås med en HRC på 63 eller 64. Ved en lavere værdi er værktøjsmaterialernes egenskaber ikke så høje, og ved høj hårdhed begynder de at smuldre på grund af skørhed.
Metaller med hårdhed HRC 30-35,perfekt behandlet med jernværktøjer, der har gennemgået varmebehandling med en HRC-hastighed på 63-64. Således er forholdet mellem hårdhedsindikatorer 1: 2.
Til behandling af metaller med HRC 45-55,bruge armaturer baseret på hårde legeringer. Deres indikator er HRA 87-93. Syntetisk baserede materialer kan bruges ved bearbejdning af hærdet stål.
Under skæringsprocessen påvirkes arbejdsdelen afkraft på 10 kN og mere. Det genererer høje spændinger, der kan ødelægge instrumentet. For at forhindre at dette sker, skal skærematerialerne have en høj styrkefaktor.
Den bedste kombination af styrkeegenskaber harværktøjsstål. Arbejdsdelen, der er fremstillet af dem, tåler perfekt tunge belastninger og kan fungere under kompression, vridning, bøjning og spænding.
Når der genereres varme ved skæring af metallerderes blade er underlagt opvarmning, i højere grad - deres overflader. Når temperaturen er under det kritiske mærke (for hvert materiale har det sit eget), ændres strukturen og hårdheden ikke. Hvis opvarmningstemperaturen bliver højere end den tilladte norm, falder hårdhedsniveauet. Den kritiske temperatur kaldes rød fasthed.
Rødme er ejendommen til et metal, nårved opvarmning til en temperatur på 600 ° C, lyser den i en mørkerød farve. Udtrykket indebærer, at metallet bevarer sin hårdhed og slidstyrke. Kernen er evnen til at modstå høje temperaturer. For forskellige materialer er der en grænse, fra 220 til 1800 ° C.
SkæreværktøjsmaterialerDe kendetegnes ved øget funktionalitet, samtidig med at de øger temperaturmodstanden og forbedrer fjernelsen af varme, der genereres på bladet under skæring. Varme øger temperaturen.
Jo mere varme der fjernes fra bladet til dybden af enheden, desto lavere er temperaturen på dens kontaktflade. Niveauet for varmeledningsevne afhænger af sammensætning og opvarmning.
For eksempel forårsager indholdet af elementer som wolfram og vanadium i stål et fald i dets varmeledningsevne, og en blanding af titanium, kobolt og molybdæn forårsager dets forøgelse.
Glidende friktionskoefficientafhænger af sammensætningen og fysiske egenskaber af de kontaktende materialepar samt af værdien af belastning på overflader, der udsættes for friktion og glidning. Koefficienten påvirker materialets slidstyrke.
Værktøjets interaktion med det forarbejdede materiale finder sted med konstant kontakt i bevægelse.
Hvordan opfører instrumentalmaterialer sig i dette tilfælde? Deres typer slides lige meget.
De er kendetegnet ved:
Knive slides konstant. Som et resultat af dette mister enhederne deres egenskaber, og formen på deres arbejdsflade ændres også.
Slidstyrkeindekset kan variere afhængigt af de betingelser, hvorunder skæringen finder sted.
De vigtigste instrumentalmaterialer kan inddeles i følgende kategorier:
Værktøjsjern kan være kulstof, legering og høj hastighed.
Kulstofholdige stoffer begyndte at blive brugt til fremstilling af værktøjer. Deres skærehastighed er lav.
Hvordan mærkes værktøjsstål?Materialer betegnes med et bogstav (f.eks. Betyder "U" kulstofholdigt) samt et tal (indikatorer på tiendedele af en procent af kulstofindholdet). Tilstedeværelsen af bogstavet "A" i slutningen af markeringen angiver stålets høje kvalitet (indholdet af stoffer som svovl og fosfor overstiger ikke 0,03%).
Det kulstofholdige materiale har en hårdhed på 62-65 HRC og et lavt temperaturbestandigt niveau.
Karakterer af U9 og U10A værktøjsmaterialer bruges til fremstilling af save, og U11, U11A og U12 serierne er beregnet til håndhaner og andet værktøj.
Niveauet for modstandsdygtighed over for temperatur af stål i U10A, U13A-serien er 220 ° C, derfor anbefales det at bruge værktøjer fremstillet af sådanne materialer med en skærehastighed på 8-10 m / min.
Legeret værktøjsmateriale kan værechrom, chrom-silicium, wolfram og chrom-wolfram, med en blanding af mangan. Sådanne serier er angivet med tal, og de har også bogstavmærkning. Det første venstre ciffer angiver kulstofindholdsfaktoren i tiendedele, hvis elementindholdet er mindre end 1%. Tallene til højre repræsenterer den gennemsnitlige legeringsprocent.
Værktøjsmateriale klasse X er velegnet til fremstilling af vandhaner og matricer. Stål B1 kan anvendes til fremstilling af små bor, vandhaner og reamere.
Niveauet for temperaturbestandighed i legerede stoffer er 350-400 ° C, så skærehastigheden er halvanden gang højere end for en carbonlegering.
Diverse værktøjsmaterialer hurtigtfræsere bruges til fremstilling af bor, forsyninger og haner. De er markeret med bogstaver samt tal. Materialernes vigtige bestanddele er wolfram, molybdæn, chrom og vanadium.
Højhastighedsstål falder i to kategorier: normal og høj ydeevne.
Til kategorien jern med et normalt niveauproduktiviteten omfatter kvaliteterne P18, P9, P9F5 og wolframlegeringer med en blanding af molybdæn i P6MZ, P6M5 -serien, der bevarer deres hårdhed ikke lavere end HRC 58 ved 620 ° C. Materialet er velegnet til bearbejdning af kulstof og lavlegeret stål, gråt støbejern og ikke-jernholdige legeringer.
Denne kategori omfatter mærker R18F2,R14F4, R6M5K5, R9M4K8, R9K5, R9K10, R10K5F5, R18K5F2. De er i stand til at opretholde en HRC på 64 ved temperaturer fra 630 til 640 ° C. Denne kategori omfatter superhårde værktøjsmaterialer. Det er velegnet til jern og legeringer, der er vanskelige at arbejde med, samt titanium.
Sådanne materialer er:
Pladernes form afhænger af mekanikkens egenskaber. Disse værktøjer fungerer ved høje skærehastigheder sammenlignet med højhastighedsmateriale.
Hårde legeringer fra cermets er:
VK -serien indeholder wolfram og titanium.Værktøjer baseret på disse komponenter har øget slidstyrke, men slagfastheden er lav. Enheder på dette grundlag bruges til behandling af støbejern.
Legeringen af wolfram, titanium og kobolt kan anvendes til alle typer jern.
Syntesen af wolfram, titanium, tantal og kobolt bruges i særlige tilfælde, når andre materialer er ineffektive.
Karbidlegeringer er kendetegnet ved et højt niveau afmodstandsdygtighed over for temperatur. Wolframmaterialer kan bevare deres egenskaber med en HRC på 83-90 og wolfram med titanium-med en HRC på 87-92 ved temperaturer fra 800 til 950 ° C, hvilket gør det muligt at arbejde med en høj skærehastighed (fra 500 m / min til 2700 m / min ved behandling af aluminium).
Til bearbejdning af dele med modstandtil rustning og forhøjede temperaturer bruges værktøjer fra OM-serien af finkornede legeringer. Grade VK6-OM er velegnet til efterbehandling, og VK10-OM og VK15-OM er velegnede til halvbearbejdning og grovbearbejdning.
Endnu mere effektiv, når du arbejder medSuperhårde værktøjsmaterialer i serien BK10-XOM og BK15-XOM har "vanskelige" detaljer. De erstatter tantalcarbid med chromcarbid, hvilket gør dem mere holdbare, selv når de udsættes for høje temperaturer.
For at øge styrkeniveauet af pladen lavet affast stof, ty til at dække det med en beskyttende film. Titaniumcarbid, nitrid og carbonit anvendes, som påføres i et meget tyndt lag. Tykkelsen varierer fra 5 til 10 mikron. Som et resultat dannes et finkornet titaniumcarbidlag. Disse skær har op til tre gange længere værktøjslevetid end uovertrukne skær, hvilket øger skærehastigheden med 30%.
I nogle tilfælde anvendes kermetmaterialer, som er fremstillet af aluminiumoxid med tilsætning af wolfram, titanium, tantal og kobolt.
Brug et mineral til skæreværktøjerkeramik TsM-332. Det er iboende resistent over for forhøjede temperaturer. Hårdhedsindekset HRC varierer fra 89 til 95 ved 1200 ° C. Materialet er også kendetegnet ved slidstyrke, som tillader bearbejdning af stål, støbejern og ikke-jernholdige legeringer ved høje skærehastigheder.
Til at lave skæreværktøjer ogsåbrug cermet af B -serien. Den er baseret på oxid og carbid. Indførelsen af metalcarbid, såvel som molybdæn og chrom i sammensætningen af mineralkeramik, hjælper med at optimere de fysikomekaniske egenskaber ved cermet og eliminerer dets skrøbelighed. Skærehastigheden øges. Halvbearbejdning og efterbehandling med en kermetbaseret armatur bruges til gråt sejern, vanskeligt at skære stål og en række ikke-jernholdige metaller. Processen udføres med en hastighed på 435-1000 m / min. Skærekeramik er temperaturbestandig. Dens hårdhed på skalaen er HRC 90-95 ved 950-1100 ° C.
Til behandling af hærdet jern,holdbart støbejern, samt glasfiber, bruges et værktøj, hvis skærende del er lavet af faste stoffer indeholdende bornitrid og diamanter. Hårdhedsindekset for Elbor (bornitrid) er omtrent det samme som diamant. Dens temperaturbestandighed er det dobbelte af sidstnævnte. Elbor er kendt for sin inertitet over for jernmaterialer. Det ultimative styrkeniveau for dets polykrystaller i kompression er 4-5 GPa (400-500 kgf / mm2), og ved bøjning - 0,7 GPa (70 kgf / mm2). Temperaturmodstand er op til grænsen på 1350-1450 ° C.
Bemærk også diamanten på syntetiskbaseret på ballas fra ASB -serien og carbonado i ASPK -serien. Reaktiviteten af sidstnævnte over for carbonholdige materialer er højere. Derfor bruges den til slibning af dele fremstillet af ikke-jernholdige metaller, legeringer med et højt siliciumindhold, hårde materialer VK10, VK30 samt ikke-metalliske overflader.
Modstandsindekset for carbonadeskærere er 20-50 gange højere end modstandsniveauet for hårde legeringer.
Medvirkendematerialer. De arter, der bruges i Rusland, USA og Europa, er for det meste fri for wolfram. De tilhører serien KNT016 og TH020. Disse modeller er blevet en erstatning for T15K6, T14K8 og VK8 kvaliteter. De bruges til behandling af konstruktionsstål, rustfrit stål og værktøjsmaterialer.
Nye krav til værktøjsmaterialerpå grund af manglen på wolfram og kobolt. Det er med denne faktor, at der konstant udvikles alternative metoder til opnåelse af nye wolframfrie hårde legeringer i USA, europæiske lande og Rusland.
For eksempel instrumentale materialerfremstillet af det amerikanske firma Adamas Carbide Co i Titan 50, 60, 80, 100 serien indeholder carbid, titanium og molybdæn. En stigning i antallet angiver materialets styrke. Udførelsen af værktøjsmaterialerne i denne udgave indebærer et højt styrkeniveau. For eksempel har Titan100 -serien en trækstyrke på 1000 MPa. Det er en konkurrent til keramik.
