Βασικές απαιτήσεις για υλικά εργαλείων- την παρουσία σκληρότητας, αντοχής στη φθορά, θερμότητας κ.λπ. Για να πραγματοποιηθεί η εισαγωγή στα επιφανειακά στρώματα του υπό επεξεργασία προϊόντος, οι λεπίδες για την κοπή του εξαρτήματος εργασίας πρέπει να είναι κατασκευασμένες από ισχυρά κράματα. Η σκληρότητα μπορεί να είναι φυσική ή να αποκτάται.
Για παράδειγμα, χάλυβες εργαλείων από εργοστάσιοη κατασκευή είναι εύκολο να κοπεί. Μετά τη μηχανική και θερμική επεξεργασία, καθώς και το άλεσμα και το ακόνισμα, αυξάνεται το επίπεδο αντοχής και σκληρότητάς τους
Ένα χαρακτηριστικό μπορεί να οριστεί με διαφορετικούς τρόπους.Οι χάλυβες εργαλείων έχουν σκληρότητα Rockwell, η σκληρότητα έχει αριθμητική ονομασία, καθώς και το γράμμα HR με κλίμακα A, B ή C (για παράδειγμα, HRC). Η επιλογή του υλικού εργαλείου εξαρτάται από τον τύπο του μετάλλου που υποβάλλεται σε επεξεργασία.
Το πιο σταθερό επίπεδο λειτουργίας καιΗ χαμηλή φθορά των λεπίδων που έχουν υποστεί θερμική επεξεργασία μπορεί να επιτευχθεί με HRC 63 ή 64. Σε χαμηλότερη τιμή, οι ιδιότητες των υλικών εργαλείων δεν είναι τόσο υψηλές, και με υψηλή σκληρότητα, αρχίζουν να θρυμματίζονται λόγω ευθραυστότητας.
Μέταλλα με σκληρότητα HRC 30-35,επεξεργάζονται τέλεια με εργαλεία σιδήρου που έχουν υποστεί θερμική επεξεργασία με ρυθμό HRC 63-64. Έτσι, ο λόγος των δεικτών σκληρότητας είναι 1: 2.
Για την επεξεργασία μετάλλων με HRC 45-55,χρησιμοποιήστε εξαρτήματα βασισμένα σε σκληρά κράματα. Ο δείκτης τους είναι HRA 87-93. Τα συνθετικά υλικά μπορούν να χρησιμοποιηθούν κατά την κατεργασία σκληρυμένων χαλύβων.
Κατά τη διαδικασία κοπής, το τμήμα εργασίας επηρεάζεται απόδύναμη 10 kN και άνω. Παράγει υψηλές τάσεις που μπορούν να καταστρέψουν το όργανο. Για να αποφευχθεί αυτό, τα υλικά κοπής πρέπει να έχουν υψηλό συντελεστή αντοχής.
Ο καλύτερος συνδυασμός χαρακτηριστικών αντοχής έχουνχάλυβες εργαλείων. Το τμήμα εργασίας, κατασκευασμένο από αυτά, αντέχει τέλεια σε μεγάλα φορτία και μπορεί να λειτουργήσει υπό συμπίεση, στρέψη, κάμψη και τέντωμα.
Όταν παράγεται θερμότητα κατά την κοπή μετάλλωνΟι λεπίδες τους υπόκεινται σε θέρμανση, σε μεγαλύτερο βαθμό - στις επιφάνειες τους Όταν η θερμοκρασία είναι κάτω από το κρίσιμο σημάδι (για κάθε υλικό έχει το δικό του), η δομή και η σκληρότητα δεν αλλάζουν. Εάν η θερμοκρασία θέρμανσης γίνει υψηλότερη από τον επιτρεπόμενο κανόνα, τότε το επίπεδο σκληρότητας μειώνεται. Η κρίσιμη θερμοκρασία ονομάζεται ερυθρότητα.
Η ερυθρότητα είναι ιδιοκτησία ενός μετάλλου ότανόταν θερμαίνεται σε θερμοκρασία 600 ° C, λάμπει σε σκούρο κόκκινο χρώμα. Ο όρος υπονοεί ότι το μέταλλο διατηρεί τη σκληρότητα και την αντοχή του στη φθορά. Στον πυρήνα του, είναι η ικανότητα να αντέχει σε υψηλές θερμοκρασίες. Για διάφορα υλικά υπάρχει ένα όριο, από 220 έως 1800 ° C.
Υλικά εργαλείων κοπήςΔιακρίνονται από την αυξημένη λειτουργικότητα ενώ αυξάνουν την αντίσταση στη θερμοκρασία και βελτιώνουν την απομάκρυνση της θερμότητας που παράγεται στη λεπίδα κατά την κοπή. Η θερμότητα αυξάνει τη θερμοκρασία.
Όσο περισσότερη θερμότητα αφαιρείται από τη λεπίδα στο βάθος της συσκευής, τόσο χαμηλότερη είναι η ένδειξη θερμοκρασίας στην επιφάνεια επαφής της. Το επίπεδο θερμικής αγωγιμότητας εξαρτάται από τη σύνθεση και τη θέρμανση.
Για παράδειγμα, το περιεχόμενο στοιχείων όπως το βολφράμιο και το βανάδιο σε χάλυβα προκαλεί μείωση του επιπέδου της θερμικής αγωγιμότητάς του και ένα μείγμα τιτανίου, κοβαλτίου και μολυβδαινίου προκαλεί την αύξηση του.
Συντελεστής τριβής ολίσθησηςεξαρτάται από τη σύνθεση και τις φυσικές ιδιότητες των επαφών ζεύγους υλικών, καθώς και από την τιμή της τάσης στις επιφάνειες που υπόκεινται σε τριβή και ολίσθηση. Ο συντελεστής επηρεάζει την αντίσταση στη φθορά του υλικού.
Η αλληλεπίδραση του εργαλείου με το επεξεργασμένο υλικό πραγματοποιείται με συνεχή κινούμενη επαφή.
Πώς συμπεριφέρονται τα οργανικά υλικά σε αυτήν την περίπτωση; Οι τύποι τους φθείρονται εξίσου.
Χαρακτηρίζονται από:
Η φθορά των λεπίδων συμβαίνει συνεχώς. Ως αποτέλεσμα αυτού, οι συσκευές χάνουν τις ιδιότητές τους και το σχήμα της επιφάνειας εργασίας τους αλλάζει επίσης.
Ο δείκτης αντοχής στη φθορά μπορεί να ποικίλει ανάλογα με τις συνθήκες υπό τις οποίες πραγματοποιείται η κοπή.
Τα κύρια οργανικά υλικά μπορούν να ταξινομηθούν στις ακόλουθες κατηγορίες:
Το σίδερο εργαλείων μπορεί να είναι άνθρακας, κράμα και υψηλή ταχύτητα.
Οι ανθρακούχες ουσίες άρχισαν να χρησιμοποιούνται για την κατασκευή εργαλείων. Η ταχύτητα κοπής τους είναι χαμηλή.
Πώς επισημαίνονται οι χάλυβες εργαλείων;Τα υλικά χαρακτηρίζονται με ένα γράμμα (για παράδειγμα, "U" σημαίνει ανθρακούχο), καθώς και έναν αριθμό (δείκτες των δέκατων του ποσοστού της περιεκτικότητας σε άνθρακα). Η παρουσία του γράμματος "Α" στο τέλος της σήμανσης δείχνει την υψηλή ποιότητα του χάλυβα (η περιεκτικότητα σε ουσίες όπως θείο και φώσφορος δεν υπερβαίνει το 0,03%).
Το ανθρακούχο υλικό έχει σκληρότητα 62-65 HRC και χαμηλό επίπεδο αντοχής στη θερμοκρασία.
Οι ποιότητες υλικών εργαλείων U9 και U10A χρησιμοποιούνται στην κατασκευή πριονιών και οι σειρές U11, U11A και U12 προορίζονται για βρύσες χειρός και άλλα εργαλεία.
Το επίπεδο αντοχής στη θερμοκρασία των χάλυβα της σειράς U10A, U13A είναι 220 ° C, επομένως συνιστάται η χρήση εργαλείων κατασκευασμένων από τέτοια υλικά με ταχύτητα κοπής 8-10 m / min.
Το υλικό του κράματος μπορεί να είναιχρώμιο, χρώμιο-πυρίτιο, βολφράμιο και χρώμιο-βολφράμιο, με ανάμιξη μαγγανίου. Τέτοιες σειρές υποδεικνύονται με αριθμούς και έχουν επίσης σήμανση γραμμάτων. Το πρώτο αριστερό ψηφίο υποδεικνύει τον συντελεστή περιεκτικότητας σε άνθρακα στα δέκατα, εάν το περιεχόμενο του στοιχείου είναι μικρότερο από 1%. Οι αριθμοί στα δεξιά αντιπροσωπεύουν το μέσο ποσοστό κραμάτων.
Το υλικό του εργαλείου βαθμού X είναι κατάλληλο για την κατασκευή βρύσες και μήτρες Ο χάλυβας B1 είναι εφαρμόσιμος για την κατασκευή μικρών τρυπανιών, βρύσεων και δοκών.
Το επίπεδο αντοχής στη θερμοκρασία σε κράματα ουσιών είναι 350-400 ° C, επομένως η ταχύτητα κοπής είναι ενάμισι φορές υψηλότερη από ότι για ένα κράμα άνθρακα.
Διάφορα υλικά εργαλείων γρήγορακόπτες χρησιμοποιούνται για την κατασκευή τρυπανιών, ψεκαστήρων και βρύσης. Σημειώνονται με γράμματα και αριθμούς. Τα σημαντικά συστατικά των υλικών είναι βολφράμιο, μολυβδαίνιο, χρώμιο και βανάδιο.
Οι χάλυβες υψηλής ταχύτητας χωρίζονται σε δύο κατηγορίες: κανονική και υψηλή απόδοση.
Στην κατηγορία του σιδήρου με κανονικό επίπεδοΗ παραγωγικότητα περιλαμβάνει τους βαθμούς P18, P9, P9F5 και κράματα βολφραμίου με ανάμιξη μολυβδαινίου της σειράς P6MZ, P6M5, τα οποία διατηρούν τη σκληρότητά τους όχι χαμηλότερη από HRC 58 στους 620 ° C. Το υλικό είναι κατάλληλο για κατεργασία χάλυβα άνθρακα και χαμηλού κράματος, γκρι χυτοσίδηρο και μη σιδηρούχα κράματα.
Αυτή η κατηγορία περιλαμβάνει μάρκες R18F2,R14F4, R6M5K5, R9M4K8, R9K5, R9K10, R10K5F5, R18K5F2. Είναι ικανοί να διατηρούν HRC 64 σε θερμοκρασίες από 630 έως 640 ° C. Αυτή η κατηγορία περιλαμβάνει υλικά superhard. Είναι κατάλληλο για σίδηρο και κράματα που είναι δύσκολο να εργαστούν, καθώς και τιτάνιο.
Τέτοια υλικά είναι:
Το σχήμα των πλακών εξαρτάται από τις ιδιότητες των μηχανικών. Αυτά τα εργαλεία λειτουργούν σε υψηλές ταχύτητες κοπής σε σύγκριση με το υλικό υψηλής ταχύτητας.
Τα σκληρά κράματα από κεραμοειδή είναι:
Η σειρά VK περιλαμβάνει βολφράμιο και τιτάνιο.Τα εργαλεία που βασίζονται σε αυτά τα εξαρτήματα έχουν αυξημένη αντοχή στη φθορά, αλλά το επίπεδο αντοχής στην κρούση είναι χαμηλό. Οι συσκευές σε αυτή τη βάση χρησιμοποιούνται για την επεξεργασία χυτοσιδήρου.
Το κράμα βολφραμίου, τιτανίου και κοβαλτίου εφαρμόζεται σε όλους τους τύπους σιδήρου.
Η σύνθεση βολφραμίου, τιτανίου, τανταλίου και κοβαλτίου χρησιμοποιείται σε ειδικές περιπτώσεις όταν άλλα υλικά είναι αναποτελεσματικά.
Τα κράματα καρβιδίου χαρακτηρίζονται από υψηλό επίπεδοαντοχή στη θερμοκρασία. Τα υλικά βολφραμίου μπορούν να διατηρήσουν τις ιδιότητές τους με HRC 83-90 και βολφράμιο με τιτάνιο - με HRC 87-92 σε θερμοκρασίες από 800 έως 950 ° C, γεγονός που καθιστά δυνατή τη λειτουργία με υψηλή ταχύτητα κοπής (από 500 m / min έως 2700 m / min κατά την επεξεργασία αλουμινίου).
Για κατεργασία εξαρτημάτων με αντίστασηΣε σκουριά και υψηλές θερμοκρασίες, χρησιμοποιούνται εργαλεία από τη σειρά ΟΜ λεπτών κόκκων κραμάτων. Ο βαθμός VK6-OM είναι κατάλληλος για φινίρισμα και οι VK10-OM και VK15-OM είναι κατάλληλοι για ημι-φινίρισμα και τριβή.
Ακόμα πιο αποτελεσματική όταν εργάζεστε μεΤα «δύσκολα» εξαρτήματα κατέχονται από υλικά superhard εργαλείων της σειράς BK10-XOM και BK15-XOM. Αντικαθιστούν το καρβίδιο τανταλίου με καρβίδιο χρωμίου, το οποίο τα καθιστά πιο ανθεκτικά ακόμη και όταν εκτίθενται σε υψηλές θερμοκρασίες.
Για να αυξήσετε το επίπεδο αντοχής της πλάκας απόστερεή ουσία, καταφύγετε στην κάλυψη με προστατευτική μεμβράνη. Χρησιμοποιούνται καρβίδιο του τιτανίου, νιτρίδιο και καρβονίτης, τα οποία εφαρμόζονται σε ένα πολύ λεπτό στρώμα. Το πάχος κυμαίνεται από 5 έως 10 μικρά. Ως αποτέλεσμα, σχηματίζεται ένα στρώμα από λεπτόκοκκο καρβίδιο τιτανίου. Αυτά τα ένθετα έχουν έως και τρεις φορές μεγαλύτερη διάρκεια ζωής σε σχέση με τα μη επικαλυμμένα ένθετα, αυξάνοντας την ταχύτητα κοπής κατά 30%.
Σε ορισμένες περιπτώσεις, χρησιμοποιούνται κεραμομετρικά υλικά, τα οποία λαμβάνονται από οξείδιο του αργιλίου με την προσθήκη βολφραμίου, τιτανίου, τανταλίου και κοβαλτίου.
Για εργαλεία κοπής, χρησιμοποιήστε ένα ορυκτόκεραμικά TsM-332. Χαρακτηρίζεται από αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες. Ο δείκτης σκληρότητας HRC κυμαίνεται από 89 έως 95 στους 1200 ° C. Επίσης, το υλικό χαρακτηρίζεται από αντοχή στη φθορά, η οποία επιτρέπει την επεξεργασία χάλυβα, χυτοσιδήρου και μη σιδηρούχων κραμάτων σε υψηλές ταχύτητες κοπής.
Επίσης, για την κατασκευή εργαλείων κοπήςχρησιμοποιήστε cermet της σειράς B. Βασίζεται σε οξείδιο και καρβίδιο. Η εισαγωγή μεταλλικού καρβιδίου, καθώς και μολυβδαινίου και χρωμίου στη σύνθεση των ορυκτών κεραμικών, βοηθά στη βελτιστοποίηση των φυσικομηχανικών ιδιοτήτων του κεραμοειδούς και εξαλείφει την ευθραυστότητά του. Η ταχύτητα κοπής αυξάνεται. Το ημι-φινίρισμα και το φινίρισμα με προσάρτημα με βάση το κεραμίδι χρησιμοποιείται για γκρι όλκιμο σίδερο, δύσκολο να κοπεί χάλυβα και διάφορα μη σιδηρούχα μέταλλα. Η διαδικασία πραγματοποιείται με ταχύτητα 435-1000 m / min. Τα κεραμικά κοπής είναι ανθεκτικά στη θερμοκρασία. Η σκληρότητά του στην κλίμακα είναι HRC 90-95 στους 950-1100 ° C.
Για την επεξεργασία σκληρυμένου σιδήρου,ανθεκτικό χυτοσίδηρο, καθώς και υαλοβάμβακα, χρησιμοποιείται ένα εργαλείο, το κομμάτι του οποίου είναι κατασκευασμένο από στερεές ουσίες που περιέχουν νιτρίδιο του βορίου και διαμάντια. Ο δείκτης σκληρότητας του Elbor (βόριο νιτρίδιο) είναι περίπου ο ίδιος με αυτόν του διαμαντιού. Η αντίσταση της θερμοκρασίας του είναι διπλάσια από την τελευταία. Το Elbor είναι αξιοσημείωτο για την αδράνεια του σε υλικά σιδήρου. Το απόλυτο επίπεδο αντοχής των πολυκρυστάλλων σε συμπίεση είναι 4-5 GPa (400-500 kgf / mm2), και κατά την κάμψη - 0,7 GPa (70 kgf / mm2). Η αντίσταση θερμοκρασίας είναι μέχρι το όριο των 1350-1450 ° C.
Επίσης αξιοσημείωτο είναι το διαμάντι στο συνθετικόμε βάση ballas της σειράς ASB και carbonado της σειράς ASPK. Η αντιδραστικότητα του τελευταίου προς υλικά που περιέχουν άνθρακα είναι υψηλότερη. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο χρησιμοποιείται για ακόνισμα εξαρτημάτων κατασκευασμένα από μη σιδηρούχα μέταλλα, κράματα με υψηλή περιεκτικότητα σε πυρίτιο, σκληρά υλικά VK10, VK30, καθώς και μη μεταλλικές επιφάνειες.
Ο δείκτης αντίστασης των κοπτικών ανθρακονήματος είναι 20-50 φορές υψηλότερος από το επίπεδο αντίστασης των σκληρών κραμάτων.
Ενόργανοςυλικά. Τα είδη που χρησιμοποιούνται στη Ρωσία, τις ΗΠΑ και την Ευρώπη είναι κυρίως απαλλαγμένα από βολφράμιο. Ανήκουν στη σειρά KNT016 και TH020. Αυτά τα μοντέλα έχουν αντικαταστήσει τους βαθμούς T15K6, T14K8 και VK8. Χρησιμοποιούνται για την επεξεργασία δομικών χάλυβα, ανοξείδωτου χάλυβα και υλικών εργαλείων.
Νέες απαιτήσεις για υλικά εργαλείωνλόγω της ανεπάρκειας βολφραμίου και κοβαλτίου. Με αυτόν τον παράγοντα αναπτύσσονται συνεχώς εναλλακτικές μέθοδοι παραγωγής σκληρών κραμάτων χωρίς βολφράμιο στις ΗΠΑ, τις ευρωπαϊκές χώρες και τη Ρωσία.
Για παράδειγμα, οργανικά υλικάκατασκευάζεται από την αμερικανική εταιρεία Adamas Carbide Co της σειράς Titan 50, 60, 80, 100 και περιέχει καρβίδιο, τιτάνιο και μολυβδαίνιο. Η αύξηση του αριθμού δείχνει τον βαθμό αντοχής του υλικού. Η απόδοση των υλικών εργαλείων αυτού του τεύχους συνεπάγεται υψηλό επίπεδο αντοχής. Για παράδειγμα, η σειρά Titan100 έχει ισχύ 1000 MPa. Είναι ανταγωνιστής της κεραμικής.
