Perusvaatimukset työkalumateriaaleille- kovuus, kulutuskestävyys, lämpö jne. Näiden kriteerien noudattaminen mahdollistaa leikkaamisen. Prosessoitavan tuotteen pintakerroksiin viemisen suorittamiseksi työosan leikkaamiseen tarkoitettujen terien on oltava vahvoja seoksia. Kovuus voi olla luonnollista tai hankittua.
Esimerkiksi tehdasvalmisteiset työkaluteräksetvalmistus on helppo leikata. Mekaanisen ja lämpökäsittelyn sekä hionnan ja teroituksen jälkeen niiden lujuus ja kovuus kasvavat.
Ominaisuus voidaan määritellä eri tavoin.Työkaluteräksillä on Rockwell-kovuus, kovuudella on numeerinen merkintä sekä kirjain HR asteikolla A, B tai C (esim. HRC). Työkalun materiaalin valinta riippuu käsiteltävän metallin tyypistä.
Vakain toimintataso jaLämpökäsiteltyjen terien vähäinen kuluminen voidaan saavuttaa HRC:llä 63 tai 64. Pienemmällä arvolla työkalumateriaalien ominaisuudet eivät ole niin korkeat ja korkealla kovuudella ne alkavat murentua haurauden vuoksi.
Metallit, joiden kovuus on HRC 30-35,ne on käsitelty täydellisesti rautatyökaluilla, jotka on lämpökäsitelty HRC-suhteella 63–64. Siten kovuusindikaattoreiden suhde on 1:2.
Metallien käsittelyyn HRC 45-55,käytä koviin seoksiin perustuvia valaisimia. Niiden indikaattori on HRA 87-93. Karkaistujen terästen työstyksessä voidaan käyttää synteettisiä materiaaleja.
Leikkausprosessin aikana työskentelyosaan vaikuttaavoima 10 kN ja enemmän. Se tuottaa korkeita jännitteitä, jotka voivat tuhota laitteen. Tämän estämiseksi leikkausmateriaalilla on oltava korkea lujuustekijä.
Paras lujuusominaisuuksien yhdistelmä ontyökaluteräkset. Niistä valmistettu työosa kestää täydellisesti raskaita kuormia ja voi toimia puristuksessa, vääntössä, taivutuksessa ja jännityksessä.
Kun metallia leikattaessa syntyy lämpöäniiden terät kuumenevat, suuremmassa määrin niiden pinnat. Kun lämpötila on alle kriittisen merkin (jokaisella materiaalilla on omansa), rakenne ja kovuus eivät muutu. Jos lämmityslämpötila nousee sallittua normia korkeammaksi, kovuustaso laskee. Kriittistä lämpötilaa kutsutaan punaiseksi kestävyydeksi.
Punoitus on metallin ominaisuus, kun600 °C:n lämpötilaan lämmitettynä se loistaa tummanpunaisena. Termi tarkoittaa, että metalli säilyttää kovuutensa ja kulutuskestävyytensä. Sen ytimessä on kyky kestää korkeita lämpötiloja. Eri materiaaleille on olemassa raja, 220 - 1800 ° C.
Leikkuutyökalujen materiaalitNiille on ominaista lisääntynyt toimivuus, samalla kun ne lisäävät lämmönkestävyyttä ja parantavat terästä leikkauksen aikana syntyneen lämmön poistumista. Kuumuus nostaa lämpötilaa.
Mitä enemmän lämpöä poistuu terästä syvälle laitteeseen, sitä alhaisempi on sen kosketuspinnan lämpötila. Lämmönjohtavuus riippuu koostumuksesta ja lämmityksestä.
Esimerkiksi alkuaineiden, kuten volframin ja vanadiinin, pitoisuus teräksessä laskee sen lämmönjohtavuuden tasoa ja titaanin, koboltin ja molybdeenin seos lisää sen.
Liukukitkakerroinriippuu kosketuksissa olevien materiaaliparien koostumuksesta ja fysikaalisista ominaisuuksista sekä kitkalle ja liukumiselle altistuvien pintojen jännityksen arvosta. Kerroin vaikuttaa materiaalin kulutuskestävyyteen.
Työkalun vuorovaikutus käsitellyn materiaalin kanssa tapahtuu jatkuvalla liikkuvalla kosketuksella.
Miten instrumentaalit materiaalit käyttäytyvät tässä tapauksessa? Niiden tyypit kuluvat yhtä lailla.
Niille on ominaista:
Terät kuluvat jatkuvasti. Tämän seurauksena laitteet menettävät ominaisuuksiaan ja myös niiden työpinnan muoto muuttuu.
Kulutuskestävyysindeksi voi vaihdella riippuen olosuhteista, joissa leikkaus tapahtuu.
Tärkeimmät instrumentaalimateriaalit voidaan luokitella seuraaviin luokkiin:
Työkalurauta voi olla hiiltä, metalliseosta ja nopeaa.
Hiilipitoisia aineita alettiin käyttää työkalujen valmistukseen. Niiden leikkausnopeus on alhainen.
Miten työkaluteräkset merkitään?Materiaalit on merkitty kirjaimella (esimerkiksi "U" tarkoittaa hiilipitoista) sekä numerolla (hiilipitoisuuden prosentin kymmenesosien indikaattorit). Kirjaimen "A" läsnäolo merkinnän lopussa osoittaa teräksen korkeaa laatua (sellaisten aineiden, kuten rikin ja fosforin, pitoisuus ei ylitä 0,03%).
Hiilipitoisen materiaalin kovuus on 62–65 HRC ja alhainen lämmönkestävyys.
Sahojen valmistuksessa käytetään U9 ja U10A työkalumateriaaleja ja U11, U11A ja U12 sarjat on tarkoitettu käsihanoihin ja muihin työkaluihin.
U10A-, U13A-sarjan terästen lämpötilankesto on 220 ° C, joten on suositeltavaa käyttää tällaisista materiaaleista valmistettuja työkaluja leikkausnopeudella 8-10 m / min.
Seostettu työkalumateriaali voi ollakromi, kromi-pii, volframi ja kromi-volframi, mangaanin sekoituksella. Tällaiset sarjat on merkitty numeroilla, ja niissä on myös kirjainmerkintä. Ensimmäinen vasen numero ilmaisee hiilipitoisuuskertoimen kymmenyksinä, jos alkuainepitoisuus on alle 1 %. Oikealla olevat numerot edustavat keskimääräistä seostusprosenttia.
Työkalumateriaaliluokka X soveltuu hanojen ja meistien valmistukseen. Teräs B1 soveltuu pienten porakoneiden, hanojen ja kalvinten valmistukseen.
Seostettujen aineiden lämpötilankesto on 350–400 ° C, joten leikkausnopeus on puolitoista kertaa suurempi kuin hiiliseoksella.
Erilaiset työkalumateriaalit nopeastiteriä käytetään porien, upotusten ja hanojen valmistukseen. Ne on merkitty kirjaimilla ja numeroilla. Materiaalien tärkeitä aineosia ovat volframi, molybdeeni, kromi ja vanadiini.
Pikateräkset jaetaan kahteen luokkaan: normaali ja korkea suorituskyky.
Normaalitasoisen raudan luokkaantuottavuus sisältää P18, P9, P9F5 ja volframiseokset molybdeeniseoksen kanssa sarjan P6MZ, P6M5, jotka säilyttävät kovuutensa vähintään HRC 58 620 °C:ssa. Materiaali soveltuu hiili- ja niukkaseosteisten terästen, harmaan valuraudan ja ei-rautametalliseosten koneistukseen.
Tähän kategoriaan kuuluvat merkit R18F2,R14F4, R6M5K5, R9M4K8, R9K5, R9K10, R10K5F5, R18K5F2. Ne pystyvät ylläpitämään 64:n HRC:n lämpötiloissa 630-640 °C. Tämä luokka sisältää erittäin kovat työkalumateriaalit. Se sopii raudalle ja metalliseoksille, joita on vaikea työstää, sekä titaanille.
Tällaisia materiaaleja ovat:
Levyjen muoto riippuu mekaniikan ominaisuuksista. Nämä työkalut toimivat suurella leikkausnopeudella verrattuna nopeaan materiaaliin.
Kermetistä valmistetut kovat metalliseokset ovat:
VK-sarja sisältää volframia ja titaania.Näihin komponentteihin perustuvilla työkaluilla on lisääntynyt kulutuskestävyys, mutta iskunkestävyys on alhainen. Tällä perusteella laitteita käytetään valuraudan käsittelyyn.
Volframin, titaanin ja koboltin seos soveltuu kaikenlaisille rautatyypeille.
Volframin, titaanin, tantaalin ja koboltin synteesiä käytetään erikoistapauksissa, kun muut materiaalit ovat tehottomia.
Karbidiseoksille on ominaista korkea tasolämpötilan kestävyys. Volframimateriaalit voivat säilyttää ominaisuutensa HRC:llä 83-90 ja volframi titaanilla - HRC:llä 87-92 lämpötiloissa 800 - 950 ° C, mikä mahdollistaa käytön suurella leikkausnopeudella (alkaen 500 m). / min - 2700 m / min alumiinia käsiteltäessä).
Vastustavien osien työstöönruostumiseen ja korkeisiin lämpötiloihin käytetään OM-sarjan hienorakeisten metalliseosten työkaluja. Laatu VK6-OM soveltuu viimeistelyyn ja VK10-OM ja VK15-OM puoliviimeistelyyn ja rouhintaan.
Vielä tehokkaampi, kun työskenteletBK10-XOM- ja BK15-XOM-sarjojen superkovissa työkalumateriaaleissa on "vaikeita" yksityiskohtia. Ne korvaavat tantaalikarbidin kromikarbidilla, mikä tekee niistä kestävämpiä jopa korkeissa lämpötiloissa.
Lisätään levyn lujuuttakiinteä aine, turvaudu peittämään se suojakalvolla. Käytetään titaanikarbidia, nitridiä ja karboniittia, jotka levitetään erittäin ohuena kerroksena. Paksuus vaihtelee 5-10 mikronia. Tämän seurauksena muodostuu hienorakeinen titaanikarbidikerros. Näillä teräillä on jopa kolme kertaa pidempi työkalun käyttöikä kuin päällystämättömillä teräillä, mikä lisää leikkausnopeutta 30 %.
Joissakin tapauksissa käytetään kermettimateriaaleja, joita saadaan alumiinioksidista lisäämällä volframia, titaania, tantaalia ja kobolttia.
Käytä leikkaustyökaluissa mineraaliakeramiikka TsM-332. Sille on ominaista kestävyys korkeille lämpötiloille. Kovuusindeksi HRC vaihtelee välillä 89-95 1200 °C:ssa. Materiaalille on ominaista myös kulutuskestävyys, mikä mahdollistaa teräksen, valuraudan ja ei-rautametalliseosten käsittelyn suurilla leikkausnopeuksilla.
Myös leikkaustyökalujen tekemiseenkäytä B-sarjan kermettiä, joka perustuu oksideihin ja karbidiin. Metallikarbidin sekä molybdeenin ja kromin lisääminen mineraalikeramiikan koostumukseen auttaa optimoimaan kermetin fysikaalis-mekaanisia ominaisuuksia ja eliminoi sen haurauden. Leikkausnopeus kasvaa. Puoliviimeistelyä ja viimeistelyä kermettipohjaisella kiinnikkeellä käytetään harmaalle pallografiittivaluraudalle, vaikeasti leikattavalle teräkselle ja useille ei-rautametallille. Prosessi suoritetaan nopeudella 435-1000 m / min. Leikkauskeramiikka kestää lämpötilaa. Sen kovuus asteikolla on HRC 90-95 lämpötilassa 950-1100 °C.
Karkaisun raudan käsittelyyn,kestävää valurautaa sekä lasikuitua, käytetään työkalua, jonka leikkausosa on valmistettu kiinteistä aineista, jotka sisältävät boorinitridiä ja timantteja. Elborin (boorinitridin) kovuusindeksi on suunnilleen sama kuin timantin. Sen lämmönkestävyys on kaksinkertainen jälkimmäiseen verrattuna. Elbor on tunnettu inertisyydestään rautamateriaaleja kohtaan. Sen monikiteiden lopullinen lujuustaso puristuksessa on 4-5 GPa (400-500 kgf / mm2), ja taivutettaessa - 0,7 GPa (70 kgf / mm2). Lämpötilankestävyys on 1350-1450 °C:n rajaan asti.
Huomionarvoista on myös synteettisessä materiaalissa oleva timanttiperustuu ASB-sarjan balloihin ja ASPK-sarjan carbonadoon. Jälkimmäisten reaktiivisuus hiiltä sisältäviä materiaaleja kohtaan on suurempi. Siksi sitä käytetään ei-rautametallien, korkean piipitoisuuden omaavien metalliseosten, kovien materiaalien VK10, VK30 sekä ei-metallisten pintojen teroittamiseen.
Karbonadileikkureiden vastusindeksi on 20-50 kertaa korkeampi kuin kovien metalliseosten vastustaso.
Instrumentaalinenmateriaaleja. Venäjällä, Yhdysvalloissa ja Euroopassa käytetyt lajit ovat pääosin volframivapaita. Ne kuuluvat KNT016- ja TH020-sarjoihin. Näistä malleista on tullut T15K6-, T14K8- ja VK8-laatujen korvike. Niitä käytetään rakenneterästen, ruostumattoman teräksen ja työkalumateriaalien käsittelyyn.
Uudet vaatimukset työkalumateriaaleillejohtuen volframin ja koboltin puutteesta. Juuri tämän tekijän avulla Yhdysvalloissa, Euroopan maissa ja Venäjällä kehitetään jatkuvasti vaihtoehtoisia menetelmiä uusien volframittomien kovien metalliseosten saamiseksi.
Esimerkiksi instrumenttimateriaalitamerikkalaisen Adamas Carbide Co:n valmistamat Titan 50, 60, 80, 100 -sarjan tuotteet sisältävät karbidia, titaania ja molybdeeniä. Lukumäärän kasvu osoittaa materiaalin lujuusasteen. Tämän painoksen työkalumateriaalien suorituskyky tarkoittaa korkeaa lujuutta. Esimerkiksi Titan100-sarjan vetolujuus on 1000 MPa. Se on keramiikan kilpailija.
