Requisitos básicos para materiais de ferramenta- a presença de dureza, resistência ao desgaste, calor, etc. O cumprimento desses critérios permite o corte. Para efetuar a introdução nas camadas superficiais do produto a ser processado, as lâminas de corte da peça a trabalhar devem ser de ligas fortes. A dureza pode ser natural ou adquirida.
Por exemplo, aços ferramenta feitos de fábricaa fabricação é fácil de cortar. Após o processamento mecânico e térmico, bem como a retificação e afiação, seu nível de resistência e dureza aumenta.
A característica pode ser definida de diferentes maneiras.Os aços ferramenta têm uma dureza Rockwell, a dureza tem uma designação numérica, bem como a letra HR com uma escala de A, B ou C (por exemplo, HRC). A escolha do material da ferramenta depende do tipo de metal que está sendo processado.
O nível mais estável de funcionamento ebaixo desgaste de lâminas que foram submetidas a tratamento térmico pode ser alcançado com um HRC de 63 ou 64. Em um valor mais baixo, as propriedades dos materiais da ferramenta não são tão altas e, em alta dureza, eles começam a se desintegrar devido à fragilidade.
Metais com dureza HRC 30-35,perfeitamente processado com ferramentas de ferro que passaram por tratamento térmico com uma taxa HRC de 63-64. Assim, a proporção dos indicadores de dureza é 1: 2.
Para processamento de metais com HRC 45-55,use acessórios baseados em ligas duras. Seu indicador é HRA 87-93. Materiais de base sintética podem ser usados na usinagem de aços endurecidos.
Durante o processo de corte, a parte de trabalho é afetada porforça de 10 kN e mais. Ele gera altas tensões que podem destruir o instrumento. Para evitar que isso aconteça, os materiais de corte devem ter um alto fator de resistência.
A melhor combinação de características de resistência temaços para ferramentas. A parte de trabalho feita deles suporta perfeitamente cargas pesadas e pode funcionar sob compressão, torção, flexão e tensão.
Quando o calor é gerado ao cortar metaissuas lâminas estão sujeitas a aquecimento, em maior medida - suas superfícies. Quando a temperatura está abaixo da marca crítica (para cada material ele tem o seu), a estrutura e a dureza não mudam. Se a temperatura de aquecimento ficar mais alta do que a norma permitida, o nível de dureza cai. A temperatura crítica é chamada de solidez ao vermelho.
Vermelhidão é propriedade de um metal quandoquando aquecido a uma temperatura de 600 ° C, ele brilha com uma cor vermelha escura. O termo implica que o metal retém sua dureza e resistência ao desgaste. Em sua essência, é a capacidade de resistir a altas temperaturas. Para vários materiais existe um limite, de 220 a 1800 ° C.
Materiais para ferramentas de corteEles se distinguem por aumentar a funcionalidade enquanto aumentam a resistência à temperatura e melhoram a remoção do calor gerado na lâmina durante o corte. O calor aumenta a temperatura.
Quanto mais calor é removido da lâmina para a profundidade do dispositivo, mais baixa é a temperatura em sua superfície de contato. O nível de condutividade térmica depende da composição e do aquecimento.
Por exemplo, o conteúdo de elementos como tungstênio e vanádio no aço causa uma diminuição no nível de sua condutividade térmica, e uma mistura de titânio, cobalto e molibdênio causa seu aumento.
Coeficiente de atrito deslizantedepende da composição e das propriedades físicas dos pares de materiais em contato, bem como do valor da tensão em superfícies sujeitas a fricção e deslizamento. O coeficiente afeta a resistência ao desgaste do material.
A interação da ferramenta com o material processado ocorre com contato móvel constante.
Como os materiais instrumentais se comportam neste caso? Seus tipos se desgastam igualmente.
Eles são caracterizados por:
As lâminas se desgastam constantemente. Como resultado disso, os dispositivos perdem suas propriedades e a forma de sua superfície de trabalho também muda.
O índice de resistência ao desgaste pode variar dependendo das condições em que o corte está ocorrendo.
Os principais materiais instrumentais podem ser classificados nas seguintes categorias:
O ferro-ferramenta pode ser de carbono, liga e alta velocidade.
Substâncias carbonadas começaram a ser utilizadas na fabricação de ferramentas. Sua velocidade de corte é baixa.
Como são marcados os aços para ferramentas?Os materiais são designados por uma letra (por exemplo, "U" significa carbono), bem como um número (indicadores de décimos de um por cento do conteúdo de carbono). A presença da letra “A” no final da marcação indica a alta qualidade do aço (o teor de substâncias como enxofre e fósforo não ultrapassa 0,03%).
O material carbonáceo tem uma dureza de 62–65 HRC e um baixo nível de resistência à temperatura.
Classes de materiais de ferramenta U9 e U10A são usados na fabricação de serras, e as séries U11, U11A e U12 são destinadas a machos manuais e outras ferramentas.
O nível de resistência à temperatura dos aços da série U10A, U13A é de 220 ° C, portanto, recomenda-se a utilização de ferramentas feitas com tais materiais a uma velocidade de corte de 8-10 m / min.
O material da ferramenta em liga pode sercromo, cromo-silício, tungstênio e cromo-tungstênio, com uma mistura de manganês. Essas séries são indicadas por números e também possuem marcações por letras. O primeiro dígito à esquerda indica o fator de conteúdo de carbono em décimos se o conteúdo do elemento for inferior a 1%. Os números à direita representam a porcentagem média de liga.
O material da ferramenta grau X é adequado para fazer machos e matrizes. O aço B1 é aplicável para a fabricação de pequenas brocas, machos e alargadores.
O nível de resistência à temperatura em substâncias com liga é de 350-400 ° C, então a velocidade de corte é uma vez e meia maior do que para uma liga de carbono.
Vários materiais de ferramentas rapidamenteAs fresas são utilizadas na fabricação de brocas, escareadores e torneiras. Eles são marcados tanto com letras quanto com números. Os constituintes importantes dos materiais são tungstênio, molibdênio, cromo e vanádio.
Os aços rápidos se enquadram em duas categorias: normal e alto desempenho.
Para a categoria de ferro com nível normala produtividade inclui os graus P18, P9, P9F5 e ligas de tungstênio com uma mistura de molibdênio da série P6MZ, P6M5, que retêm sua dureza não inferior a HRC 58 a 620 ° C. O material é adequado para usinagem de aços carbono e de baixa liga, ferro fundido cinzento e ligas não ferrosas.
Esta categoria inclui as marcas R18F2,R14F4, R6M5K5, R9M4K8, R9K5, R9K10, R10K5F5, R18K5F2. Eles são capazes de manter um HRC de 64 em temperaturas de 630 a 640 ° C. Esta categoria inclui materiais de ferramentas superduros. É adequado para ferro e ligas difíceis de trabalhar, bem como titânio.
Esses materiais são:
A forma das placas depende das propriedades da mecânica. Essas ferramentas operam em altas velocidades de corte em comparação com materiais de alta velocidade.
Ligas duras de cermets são:
A série VK inclui tungstênio e titânio.Ferramentas baseadas nesses componentes têm maior resistência ao desgaste, mas o nível de resistência ao impacto é baixo. Dispositivos nesta base são usados para processar ferro fundido.
A liga de tungstênio, titânio e cobalto é aplicável a todos os tipos de ferro.
A síntese de tungstênio, titânio, tântalo e cobalto é usada em casos especiais quando outros materiais são ineficazes.
Ligas de carboneto são caracterizadas por um alto nível deresistência à temperatura. Os materiais de tungstênio podem reter suas propriedades com HRC de 83-90, e tungstênio com titânio - com HRC de 87-92 em temperaturas de 800 a 950 ° C, o que torna possível operar em alta velocidade de corte (de 500 m / min a 2700 m / min no processamento de alumínio).
Para usinagem de peças com resistênciaa temperaturas elevadas e enferrujadas, são utilizadas ferramentas da série OM de ligas de grão fino. A classe VK6-OM é adequada para acabamento, e VK10-OM e VK15-OM são adequadas para semiacabamento e desbaste.
Ainda mais eficiente ao trabalhar comPeças "difíceis" são possuídas por materiais de ferramentas superduros das séries BK10-XOM e BK15-XOM. Eles substituem o carboneto de tântalo por carboneto de cromo, o que os torna mais duráveis mesmo quando expostos a altas temperaturas.
Para aumentar o nível de resistência da placa feita desubstância sólida, recorra a cobri-la com uma película protetora. São usados carboneto de titânio, nitreto e carbonito, os quais são aplicados em uma camada muito fina. A espessura varia de 5 a 10 mícrons. Como resultado, uma camada de carboneto de titânio de granulação fina é formada. Essas pastilhas têm uma vida útil da ferramenta até três vezes mais longa do que as pastilhas não revestidas, aumentando a velocidade de corte em 30%.
Em alguns casos, são utilizados materiais de cermet, obtidos a partir do óxido de alumínio com adição de tungstênio, titânio, tântalo e cobalto.
Para ferramentas de corte, use um mineralcerâmica TsM-332. É inerentemente resistente a temperaturas elevadas. O índice de dureza HRC varia de 89 a 95 a 1200 ° C. Além disso, o material é caracterizado pela resistência ao desgaste, o que permite o processamento de aço, ferro fundido e ligas não ferrosas em altas velocidades de corte.
Para criar ferramentas de corte, tambémuse cermet da série B. É baseado em óxido e carboneto. A introdução do carboneto metálico, assim como do molibdênio e do cromo na composição da cerâmica mineral, ajuda a otimizar as propriedades físico-mecânicas do cermet e elimina sua fragilidade. A velocidade de corte é aumentada. O semiacabamento e o acabamento com fixação à base de cermet são usados para ferro dúctil cinzento, aço de difícil corte e vários metais não ferrosos. O processo é realizado a uma velocidade de 435-1000 m / min. Cerâmicas de corte são resistentes à temperatura. Sua dureza na escala é HRC 90-95 a 950-1100 ° C.
Para processar ferro endurecido,ferro fundido durável, assim como fibra de vidro, é usada uma ferramenta cuja parte cortante é feita de substâncias sólidas contendo nitreto de boro e diamantes. O índice de dureza do Elbor (nitreto de boro) é aproximadamente o mesmo do diamante. Sua resistência à temperatura é o dobro da última. Elbor é notável por sua inércia aos materiais de ferro. O nível de resistência final de seus policristais à compressão é 4-5 GPa (400-500 kgf / mm2), e ao dobrar - 0,7 GPa (70 kgf / mm2) A resistência à temperatura é até o limite de 1350-1450 ° C.
Também digno de nota é o diamante no material sintéticobaseado em ballas da série ASB e carbonado da série ASPK. A reatividade deste último para materiais contendo carbono é maior. Por isso, é utilizado para afiar peças em metais não ferrosos, ligas com alto teor de silício, materiais duros VK10, VK30, bem como superfícies não metálicas.
O índice de resistência dos cortadores carbonade é 20-50 vezes maior do que o nível de resistência das ligas duras.
Instrumentalmateriais. As espécies usadas na Rússia, EUA e Europa são, em sua maioria, isentas de tungstênio. Eles pertencem às séries KNT016 e TH020. Esses modelos se tornaram uma substituição para as classes T15K6, T14K8 e VK8. Eles são usados para processar aços estruturais, aço inoxidável e materiais de ferramentas.
Novos requisitos para materiais de ferramentasdevido à deficiência de tungstênio e cobalto. É com este fator que métodos alternativos de obtenção de novas ligas duras sem tungstênio estão sendo constantemente desenvolvidos nos EUA, países europeus e Rússia.
Por exemplo, materiais de ferramentasfabricadas pela empresa americana Adamas Carbide Co, as séries Titan 50, 60, 80, 100 contêm carboneto, titânio e molibdênio. Um aumento no número indica o grau de resistência do material. A característica dos materiais das ferramentas desta edição implica um alto nível de resistência. Por exemplo, a série Titan100 tem uma resistência de 1000 MPa. É concorrente da cerâmica.
