דרישות בסיסיות לחומרי כלים- נוכחות של קשיות, עמידות בפני בלאי, חום וכו 'עמידה בקריטריונים אלה מאפשרת חיתוך. כדי לבצע את ההכנסה לשכבות השטח של המוצר המעובד, הלהבים לחיתוך חלק העבודה חייבים להיות עשויים מסגסוגות חזקות. קשיות יכולה להיות טבעית או נרכשת.
לדוגמה, פלדות הכלים של המפעלייצור קל לחיתוך. לאחר עיבוד מכני ותרמי, כמו גם השחזה והשחזה, רמת החוזק והקשיות שלהם עולה.
ניתן להגדיר את המאפיין בדרכים שונות.לפלדות כלים יש קשיות של רוקוול, לקשיות יש ייעוד מספרי, כמו גם האות HR בסולם A, B או C (למשל, HRC). בחירת חומר הכלי תלויה בסוג המתכת המעובדת.
רמת התפקוד היציבה ביותר וניתן להשיג שחיקה נמוכה של להבים שעברו טיפול בחום עם HRC של 63 או 64. בערך נמוך יותר, המאפיינים של חומרי כלים אינם כה גבוהים, ובקשיות גבוהה הם מתחילים להתפורר עקב שבירות.
מתכות עם קשיות HRC 30-35,הם מעובדים בצורה מושלמת עם כלי ברזל שעברו טיפול בחום עם שיעור HRC של 63-64. לפיכך, היחס בין מדדי הקשיות הוא 1: 2.
לעיבוד מתכות עם HRC 45-55,להשתמש במתקנים המבוססים על סגסוגות קשות. המדד שלהם הוא HRA 87-93. ניתן להשתמש בחומרים מבוססי סינתטי בעת עיבוד פלדות מוקשחות.
במהלך תהליך החיתוך, חלק העבודה מושפע מכוח של 10 kN ויותר. הוא מייצר מתח גבוה שיכול להרוס את המכשיר. כדי למנוע זאת, חומרי החיתוך חייבים להיות בעלי גורם חוזק גבוה.
השילוב הטוב ביותר של מאפייני חוזק ישפלדות כלי. חלק העבודה, עשוי מהם, עומד בצורה מושלמת בעומסים כבדים ויכול לתפקד תחת דחיסה, פיתול, כיפוף ומתיחה.
כאשר נוצר חום בעת חיתוך מתכותהלהבים שלהם כפופים לחימום, במידה רבה יותר - המשטחים שלהם. כאשר הטמפרטורה נמוכה מהסימן הקריטי (לכל חומר יש לו משלו), המבנה והקשיות אינם משתנים. אם טמפרטורת החימום הופכת גבוהה מהנורמה המותרת, רמת הקשיות יורדת. הטמפרטורה הקריטית נקראת מהירות אדומה.
אדמומיות היא נכס של מתכת כאשרכאשר מחומם לטמפרטורה של 600 מעלות צלזיוס, הוא מאיר בצבע אדום כהה. המונח מרמז שהמתכת שומרת על קשיחותה ועמידות בפני שחיקה. בבסיסו, היא היכולת לעמוד בטמפרטורות גבוהות. לחומרים שונים יש גבול, בין 220 ל 1800 מעלות צלזיוס.
חומרי כלי חיתוךהם נבדלים על ידי פונקציונליות מוגברת תוך הגברת עמידות הטמפרטורה ושיפור הסרת החום הנוצר על הלהב במהלך החיתוך. חום מגביר את הטמפרטורה.
ככל שיותר חום יוסר מהלהב לעומק המכשיר, כך הטמפרטורה על מגע המגע שלו תהיה נמוכה יותר. רמת המוליכות התרמית תלויה בהרכב ובחימום.
לדוגמה, תוכן האלמנטים כמו טונגסטן וונאדיום בפלדה גורם לירידה ברמת המוליכות התרמית שלו, ותערובת של טיטניום, קובלט ומוליבדן גורמת לעלייה שלו.
מקדם חיכוך הזזהתלוי בהרכב ובמאפיינים הפיזיים של זוגות החומרים המגעים, כמו גם בערך המתח על משטחים הנתונים לחיכוך והחלקה. המקדם משפיע על עמידות הבלאי של החומר.
האינטראקציה של הכלי עם החומר המעובד מתרחשת תוך מגע תמידי.
כיצד מתנהגים חומרים אינסטרומנטליים במקרה זה? הסוגים שלהם נשחקים באותה מידה.
הם מאופיינים ב:
להבים נשחקים כל הזמן. כתוצאה מכך, המכשירים מאבדים את תכונותיהם, וגם צורת משטח העבודה שלהם משתנה.
מדד ההתנגדות ללבוש יכול להשתנות בהתאם לתנאים שבהם מתבצעת החיתוך.
ניתן לסווג את החומרים האינסטרומנטליים העיקריים לקטגוריות הבאות:
ברזל כלי יכול להיות פחמן, סגסוגת ומהירות גבוהה.
החומרים הפחמניים החלו לשמש לייצור כלים. מהירות החיתוך שלהם נמוכה.
כיצד מסומנים פלדות כלי?החומרים מסומנים באות (למשל, "U" פירושו פחמן), כמו גם מספר (אינדיקטורים לעשיריות האחוז מתכולת הפחמן). הנוכחות של האות "A" בסוף הסימון מצביעה על איכות הפלדה הגבוהה (תכולת החומרים כגון גופרית וזרחן אינה עולה על 0.03%).
החומר הפחמני בעל קשיות של 62-65 HRC ורמת עמידות לטמפרטורה נמוכה.
ציונים של חומרי כלי U9 ו- U10A משמשים בייצור מסורים, וסדרות U11, U11A ו- U12 מיועדות לברזי יד וכלים אחרים.
רמת ההתנגדות לטמפרטורה של פלדות מסדרת U10A, U13A היא 220 ° C, לכן מומלץ להשתמש בכלים העשויים מחומרים כאלה במהירות חיתוך של 8-10 מ ' / דקה.
חומר כלי סגסוגת יכול להיותכרום, כרום-סיליקון, טונגסטן וכרום-טונגסטן, עם תערובת של מנגן. סדרות כאלה מסומנות במספרים, ויש להן גם סימון אותיות. הספרה השמאלית הראשונה מציינת את גורם תכולת הפחמן בעשיריות אם תכולת האלמנט קטנה מ -1%. המספרים מימין מייצגים את אחוז הסגסוגת הממוצע.
חומר כלי כיתה X מתאים להכנת ברזים ומות. פלדה B1 מיושמת לייצור מקדחות, ברזים וחרוזים קטנים.
רמת העמידות לטמפרטורה בחומרים מסגסוגת היא 350-400 מעלות צלזיוס, ולכן מהירות החיתוך גבוהה פי שניים וחצי מאשר לסגסוגת פחמן.
חומרי כלים שונים במהירותחותכים משמשים בייצור מקדחות, כיורים וברזים. הם מסומנים באותיות ובמספרים. המרכיבים החשובים של החומרים הם טונגסטן, מוליבדן, כרום ונדיום.
פלדות מהירות מתחלקות לשתי קטגוריות: ביצועים רגילים וביצועים גבוהים.
לקטגוריית הברזל ברמה רגילההפרודוקטיביות כוללת סגסוגות P18, P9, P9F5 וטונגסטן עם תערובת של מוליבדן מסדרות P6MZ, P6M5, השומרות על קשיותן לא נמוכה מ- HRC 58 ב 620 ° C. החומר מתאים לעיבוד פחמן ופלדות מסגסוגת נמוכה, ברזל יצוק אפור וסגסוגות לא ברזליות.
קטגוריה זו כוללת מותגים R18F2,R14F4, R6M5K5, R9M4K8, R9K5, R9K10, R10K5F5, R18K5F2. הם מסוגלים לשמור על HRC של 64 בטמפרטורות שבין 630 ל- 640 ° C. קטגוריה זו כוללת חומרי כלים קשיחים במיוחד. הוא מתאים לברזל ולסגסוגות שקשה לעבוד איתן, כמו גם לטיטניום.
חומרים כאלה הם:
צורת הלוחות תלויה במאפייני המכניקה. כלים אלה פועלים במהירות חיתוך גבוהה בהשוואה לחומר במהירות גבוהה.
סגסוגות קשות מסרמטים הן:
סדרת VK כוללת טונגסטן וטיטניום.כלים המבוססים על רכיבים אלה מגבירים את עמידות השחיקה, אך רמת ההתנגדות להשפעה נמוכה. התקנים על בסיס זה משמשים לעיבוד ברזל יצוק.
סגסוגת הטונגסטן, טיטניום וקובלט ישימה לכל סוגי הברזל.
סינתזה של טונגסטן, טיטניום, טנטלום וקובלט משמשת במקרים מיוחדים כאשר חומרים אחרים אינם יעילים.
סגסוגות קרביד מאופיינות ברמה גבוהה שלעמידות לטמפרטורה. חומרי טונגסטן יכולים לשמור על תכונותיהם עם HRC של 83-90, וטונגסטן עם טיטניום-עם HRC של 87-92 בטמפרטורות שבין 800 ל- 950 ° C, מה שמאפשר לפעול במהירות חיתוך גבוהה (מ -500 מ ' / דקה עד 2700 מ 'לדקה בעת עיבוד אלומיניום).
לעיבוד חלקים בעלי התנגדותלחלודה וטמפרטורות גבוהות משתמשים בכלים מסדרת סגסוגות דקיקות מסוג OM. כיתה VK6-OM מתאימה לגימור, ו- VK10-OM ו- VK15-OM מתאימים לחצי גימור ולחיסוך.
אפילו יותר יעיל בעבודה עםלחומרי כלי Superhard מסדרות BK10-XOM ו- BK15-XOM יש פרטים "קשים". הם מחליפים קרביד טנטלום בכרום קרביד, מה שהופך אותם לעמידים יותר גם בחשיפה לטמפרטורות גבוהות.
להגברת רמת חוזק הצלחת העשויהחומר מוצק, נסה לכסות אותו בעזרת סרט מגן. משתמשים בטיטניום קרביד, ניטריד וקרבוניט, המיושמים בשכבה דקה מאוד. עובי נע בין 5 ל 10 מיקרון. כתוצאה מכך נוצרת שכבת טיטניום קרביד מגורעת דק. לתוספות אלה יש אורך חיים של פי שלוש יותר מאשר תוספות לא מצופות, מה שמגדיל את מהירות החיתוך ב -30%.
במקרים מסוימים משתמשים בחומרי סרמט, המתקבלים מתחמוצת אלומיניום בתוספת טונגסטן, טיטניום, טנטלום וקובלט.
עבור כלי חיתוך, השתמש במינרלקרמיקה TsM-332. הוא עמיד מטבעו לטמפרטורות גבוהות. מדד הקשיות HRC נע בין 89 ל -95 ב 1200 מעלות צלזיוס. כמו כן, החומר מאופיין בעמידות בפני שחיקה, המאפשרת עיבוד פלדה, ברזל יצוק וסגסוגות לא ברזליות במהירויות חיתוך גבוהות.
גם לעיבוד כלי חיתוךהשתמש בסרמט מס 'B. הוא מבוסס על תחמוצת וקרביד. הכנסת מתכת קרביד, כמו גם מוליבדן וכרום להרכב הקרמיקה המינרלית, מסייעת לייעל את התכונות הפיסיקומכניות של סרמט ומבטלת את שבירותו. מהירות החיתוך מוגברת. חצי גימור וגימור עם מתקן מבוסס סרת משמש לברזל יבש אפור, פלדה קשה לחיתוך ומספר מתכות לא ברזליות. התהליך מתבצע במהירות של 435-1000 מ 'לדקה. חיתוך קרמיקה עמיד בפני טמפרטורות. קשיותו בסולם היא HRC 90-95 ב 950-1100 מעלות צלזיוס.
לעיבוד ברזל מוקשה,ברזל יצוק עמיד, כמו גם פיברגלס, נעשה שימוש בכלי, שחלקו החיתוך עשוי מחומרים מוצקים המכילים בורני ניטריד ויהלומים. מדד הקשיות של אלבור (בורן ניטריד) זהה בערך לזה של היהלום. עמידות הטמפרטורה שלו כפולה מזו של האחרונה. אלבור בולט בשל חוסר האיטיות שלה לחומרי ברזל. רמת החוזק האולטימטיבית של הפוליקריסטלים שלה בדחיסה היא 4-5 GPa (400-500 kgf / mm2), ובעת כיפוף - 0.7 GPa (70 kgf / mm2). עמידות הטמפרטורה היא עד הגבול של 1350-1450 ° C.
כמו כן ראוי לציין את היהלום על הסינתטימבוסס על בלות מסדרת ASB ופחמן מסדרת ASPK. תגובתיותו של האחרון כלפי חומרים המכילים פחמן גבוהה יותר. לכן הוא משמש לחידוד חלקים העשויים מתכות לא ברזליות, סגסוגות בעלות תכולת סיליקון גבוהה, חומרים קשים VK10, VK30, כמו גם משטחים לא מתכתיים.
מדד ההתנגדות של חותכי פחמתי גבוה פי 20-50 מרמת ההתנגדות של סגסוגות קשות.
מוֹעִילחומרים. המינים המשמשים ברוסיה, ארה"ב ואירופה נטולי ברובם טונגסטן. הם שייכים לסדרות KNT016 ו- TH020. דגמים אלה הפכו תחליף לדרגות T15K6, T14K8 ו- VK8. הם משמשים לעיבוד פלדות מבניות, נירוסטה וחומרי כלים.
דרישות חדשות לחומרי כליםבשל מחסור בטונגסטן וקובלט. עם גורם זה מפותחות כל הזמן שיטות חלופיות להשגת סגסוגות קשות חדשות נטולות טונגסטן בארצות הברית, מדינות אירופה ורוסיה.
למשל, חומרים אינסטרומנטלייםהמיוצר על ידי חברת Adamas Carbide Co האמריקאית מסדרות טיטאן 50, 60, 80, 100 מכילות קרביד, טיטניום ומוליבדן. עלייה במספר מצביעה על מידת החוזק של החומר. ביצועי חומרי הכלים במהדורה זו מרמזים על חוזק גבוה. לדוגמה, לסדרת Titan100 יש כוח של 1000 MPa. היא מתחרה בקרמיקה.
