Basisvereisten voor gereedschapsmaterialen- de aanwezigheid van hardheid, weerstand tegen slijtage, hitte, enz. Door aan deze criteria te voldoen, is snijden mogelijk. Om het inbrengen in de oppervlaktelagen van het te verwerken product uit te voeren, moeten de messen voor het snijden van het werkende deel gemaakt zijn van sterke legeringen. Hardheid kan natuurlijk of verworven zijn.
Bijvoorbeeld het gereedschapsstaal van de fabriekfabricage is gemakkelijk te snijden. Na mechanische en thermische verwerking, evenals slijpen en slijpen, neemt het niveau van hun sterkte en hardheid toe.
Hoe wordt de hardheid bepaald?
Het kenmerk kan op verschillende manieren worden gedefinieerd.Gereedschapsstaal heeft een Rockwell-hardheid, hardheid heeft een numerieke aanduiding, evenals de letter HR met een schaal van A, B of C (bijvoorbeeld HRC). De keuze van het gereedschapsmateriaal is afhankelijk van het type metaal dat wordt verwerkt.
Het meest stabiele niveau van functioneren enlage slijtage van bladen die een warmtebehandeling hebben ondergaan, kan worden bereikt met een HRC van 63 of 64. Bij een lagere waarde zijn de eigenschappen van gereedschapsmaterialen niet zo hoog, en bij hoge hardheid beginnen ze af te brokkelen als gevolg van broosheid.
Metalen met hardheid HRC 30-35,ze worden perfect verwerkt met ijzeren gereedschappen die een warmtebehandeling hebben ondergaan met een HRC-waarde van 63-64. De verhouding van hardheidsindicatoren is dus 1: 2.
Voor het bewerken van metalen met HRC 45-55,gebruik armaturen op basis van harde legeringen. Hun indicator is HRA 87-93. Bij het bewerken van gehard staal kunnen materialen op synthetische basis worden gebruikt.
Materiaalsterkte van gereedschap
Tijdens het snijproces wordt het werkende deel beïnvloed doorkracht van 10 kN en meer. Het genereert hoge spanningen die het instrument kunnen vernielen. Om dit te voorkomen, moeten de snijmaterialen een hoge sterktefactor hebben.
De beste combinatie van sterkte-eigenschappen hebbengereedschapsstaal. Het daaruit gemaakte werkende deel is perfect bestand tegen zware belastingen en kan functioneren onder compressie, torsie, buiging en rek.
Impact van kritische verwarmingstemperatuur op gereedschapsmessen
Wanneer warmte wordt gegenereerd bij het snijden van metalenhun messen zijn in grotere mate onderhevig aan verwarming - hun oppervlakken. Wanneer de temperatuur onder de kritische markering ligt (voor elk materiaal heeft het zijn eigen), veranderen de structuur en hardheid niet. Als de verwarmingstemperatuur hoger wordt dan de toegestane norm, neemt de hardheid af. De kritische temperatuur wordt rode kleurvastheid genoemd.
Wat betekent de term "rode kleurvastheid"?
Roodheid is de eigenschap van een metaal wanneerbij verhitting tot een temperatuur van 600 ° C schijnt het in een donkerrode kleur. De term impliceert dat het metaal zijn hardheid en slijtvastheid behoudt. In de kern is het het vermogen om hoge temperaturen te weerstaan. Voor verschillende materialen geldt een limiet, van 220 tot 1800 ° C.
Hoe kan de efficiëntie van het snijgereedschap worden verhoogd?
Snijgereedschap materialenZe onderscheiden zich door een verhoogde functionaliteit terwijl ze de temperatuurbestendigheid verhogen en de afvoer van warmte die tijdens het snijden op het mes wordt gegenereerd, verbeteren. Warmte verhoogt de temperatuur.
Hoe meer warmte van het blad wordt afgevoerd tot in de diepte van het apparaat, hoe lager de temperatuurindicator op het contactoppervlak. Het niveau van thermische geleidbaarheid is afhankelijk van de samenstelling en verwarming.
Het gehalte aan elementen zoals wolfraam en vanadium in staal veroorzaakt bijvoorbeeld een afname van het niveau van zijn thermische geleidbaarheid, en een mengsel van titanium, kobalt en molybdeen zorgt voor een toename ervan.
Waar is de glijwrijvingscoëfficiënt van afhankelijk?
Glijdende wrijvingscoëfficiënthangt af van de samenstelling en fysische eigenschappen van de contacterende materialenparen, evenals van de waarde van spanning op oppervlakken die aan wrijving en glijden worden blootgesteld. De coëfficiënt heeft invloed op de slijtvastheid van het materiaal.
De interactie van het gereedschap met het bewerkte materiaal vindt plaats met constant bewegend contact.
Hoe gedragen instrumentale materialen zich in dit geval? Hun typen verslijten gelijkelijk.
Ze worden gekenmerkt door:
- het vermogen om het metaal waarmee het in contact komt te wissen;
- het vermogen om weerstand tegen slijtage te tonen, dat wil zeggen om weerstand te bieden aan slijtage van een ander materiaal.
Messen slijten constant. Hierdoor verliezen de apparaten hun eigenschappen en verandert ook de vorm van hun werkoppervlak.
De slijtvastheidsindex kan variëren afhankelijk van de omstandigheden waaronder het snijden plaatsvindt.
In welke groepen zijn gereedschapsstaalsoorten onderverdeeld?
De belangrijkste instrumentale materialen kunnen in de volgende categorieën worden ingedeeld:
- cermets (harde legeringen);
- cermets of mineraal keramiek;
- boornitride op basis van synthetisch materiaal;
- diamanten op synthetische basis;
- gereedschapsstaal op koolstofbasis.
Gereedschapsijzer kan koolstof, legering en hoge snelheid zijn.
Koolstofhoudende stoffen werden gebruikt voor de vervaardiging van gereedschappen. Hun snijsnelheid is laag.
Hoe worden gereedschapsstaalsoorten gemarkeerd?Materialen worden aangeduid met een letter (bijvoorbeeld "U" betekent koolstofhoudend), evenals een cijfer (indicatoren van tienden van een procent van het koolstofgehalte). De aanwezigheid van de letter "A" aan het einde van de markering geeft de hoge kwaliteit van staal aan (het gehalte aan stoffen zoals zwavel en fosfor is niet hoger dan 0,03%).
Het koolstofhoudende materiaal heeft een hardheid van 62-65 HRC en een lage temperatuurbestendigheid.
De soorten gereedschapsmaterialen U9 en U10A worden gebruikt bij de fabricage van zagen, en de series U11, U11A en U12 zijn bedoeld voor handtappen en ander gereedschap.
Het temperatuurbestendigheidsniveau van staalsoorten uit de U10A-, U13A-serie is 220 ° C, daarom wordt aanbevolen om gereedschappen van dergelijke materialen te gebruiken met een snijsnelheid van 8-10 m / min.
Gelegeerd ijzer
Gelegeerd gereedschapsmateriaal kan zijnchroom, chroom-silicium, wolfraam en chroom-wolfraam, met een mengsel van mangaan. Dergelijke reeksen worden aangegeven met cijfers en ze hebben ook een lettermarkering. Het eerste cijfer links geeft de factor koolstofgehalte in tienden aan als het elementgehalte minder is dan 1%. De cijfers aan de rechterkant geven het gemiddelde legeringspercentage weer.
Gereedschapsmateriaal klasse X is geschikt voor het maken van tappen en matrijzen. Staal B1 is toepasbaar voor de fabricage van kleine boren, tappen en ruimers.
Het niveau van temperatuurbestendigheid in gelegeerde stoffen is 350-400 ° C, dus de snijsnelheid is anderhalf keer hoger dan bij een koolstoflegering.
Waar worden hooggelegeerde staalsoorten voor gebruikt?
Diverse gereedschapsmaterialen snelfrezen worden gebruikt bij de fabricage van boren, verzinkboren en tappen. Ze zijn gemarkeerd met letters en cijfers. De belangrijkste bestanddelen van de materialen zijn wolfraam, molybdeen, chroom en vanadium.
Snelle staalsoorten zijn onderverdeeld in twee categorieën: normaal en hoogwaardig.
Tot de categorie ijzer met een normaal niveauproductiviteit omvat kwaliteiten P18, P9, P9F5 en wolfraamlegeringen met een mengsel van molybdeen van de P6MZ-, P6M5-serie, die hun hardheid niet lager dan HRC 58 bij 620 ° C behouden. Het materiaal is geschikt voor het verspanen van koolstof- en laaggelegeerde staalsoorten, grijs gietijzer en non-ferro legeringen.
Staal met betere prestaties
Deze categorie omvat merken R18F2,R14F4, R6M5K5, R9M4K8, R9K5, R9K10, R10K5F5, R18K5F2. Ze zijn in staat om een HRC van 64 te behouden bij temperaturen van 630 tot 640 ° C. Deze categorie bevat superharde gereedschapsmaterialen. Het is geschikt voor ijzer en legeringen die moeilijk te bewerken zijn, evenals titanium.
Harde legeringen
Dergelijke materialen zijn:
- metaal-keramiek;
- mineraal keramiek.
De vorm van de platen is afhankelijk van de eigenschappen van de mechanica. Deze gereedschappen werken met hoge snijsnelheden in vergelijking met materiaal met hoge snelheid.
Gesinterd metaal
Harde legeringen van cermets zijn:
- wolfraam;
- wolfraam met titaniumgehalte;
- wolfraam met de opname van titanium en tantaal.
De VK-serie omvat wolfraam en titanium.Gereedschappen op basis van deze componenten hebben een verhoogde slijtvastheid, maar de slagvastheid is laag. Apparaten op deze basis worden gebruikt voor het verwerken van gietijzer.
De legering van wolfraam, titanium en kobalt is toepasbaar op alle soorten ijzer.
De synthese van wolfraam, titanium, tantaal en kobalt wordt gebruikt in speciale gevallen wanneer andere materialen niet effectief zijn.
Carbide legeringen worden gekenmerkt door een hoog gehalte aanweerstand tegen temperatuur. Wolfraammaterialen kunnen hun eigenschappen behouden met een HRC van 83-90, en wolfraam met titanium - met een HRC van 87-92 bij temperaturen van 800 tot 950 ° C, waardoor het mogelijk is om met een hoge snijsnelheid te werken (vanaf 500 m / min tot 2700 m / min bij het bewerken van aluminium).
Voor het bewerken van onderdelen met weerstandtot roest en hoge temperaturen worden gereedschappen uit de OM-serie van fijnkorrelige legeringen gebruikt. Soort VK6-OM is geschikt voor nabewerken en VK10-OM en VK15-OM zijn geschikt voor semi-nabewerken en voorbewerken.
Nog efficiënter bij het werken met"Moeilijke" onderdelen zijn in het bezit van superharde gereedschapsmaterialen uit de BK10-XOM- en BK15-XOM-serie. Ze vervangen tantaalcarbide door chroomcarbide, waardoor ze duurzamer zijn, zelfs bij blootstelling aan hoge temperaturen.
Om de sterkte van de plaat van te vergrotenvaste stof, gebruik dan een beschermende film. Er wordt gebruik gemaakt van titaniumcarbide, nitride en carboniet, die in een zeer dunne laag worden aangebracht. De dikte varieert van 5 tot 10 micron. Als resultaat wordt een laag fijnkorrelig titaniumcarbide gevormd. Deze wisselplaten hebben een tot drie keer langere standtijd dan ongecoate wisselplaten, waardoor de snijsnelheid met 30% toeneemt.
In sommige gevallen worden cermet-materialen gebruikt, die worden verkregen uit aluminiumoxide met toevoeging van wolfraam, titanium, tantaal en kobalt.
Mineraal keramiek
Gebruik een mineraal voor snijgereedschapkeramiek TsM-332. Het wordt gekenmerkt door weerstand tegen verhoogde temperaturen. De hardheidsindex HRC varieert van 89 tot 95 bij 1200 ° C. Ook wordt het materiaal gekenmerkt door slijtvastheid, waardoor staal, gietijzer en non-ferro legeringen met hoge snijsnelheden kunnen worden bewerkt.
Om ook snijgereedschappen te makengebruik cermet van de serie B. Het is gebaseerd op oxide en carbide. De introductie van metaalcarbide, evenals molybdeen en chroom in de samenstelling van minerale keramiek, helpt de fysisch-mechanische eigenschappen van cermet te optimaliseren en elimineert de kwetsbaarheid ervan. De snijsnelheid wordt verhoogd. Semi-nabewerken en afwerken met een op cermet gebaseerde armatuur wordt gebruikt voor grijs nodulair gietijzer, moeilijk te snijden staal en een aantal non-ferrometalen. Het proces wordt uitgevoerd met een snelheid van 435-1000 m / min. Snijkeramiek is temperatuurbestendig. De hardheid op de schaal is HRC 90-95 bij 950-1100 ° C.
Voor het bewerken van gehard ijzer,duurzaam gietijzer, evenals glasvezel, een gereedschap wordt gebruikt, waarvan het snijgedeelte is gemaakt van vaste stoffen die boornitride en diamanten bevatten. De hardheidsindex van Elbor (boornitride) is ongeveer gelijk aan die van diamant. De temperatuurbestendigheid is twee keer zo hoog als die van de laatste. Elbor is opmerkelijk vanwege zijn inertie voor ijzeren materialen. Het ultieme sterkteniveau van de polykristallen in compressie is 4-5 GPa (400-500 kgf / mm2), en bij het buigen - 0,7 GPa (70 kgf / mm2Temperatuurbestendigheid is tot de limiet van 1350-1450 ° C.
Ook opmerkelijk is de diamant op de kunststofgebaseerd op ballas uit de ASB-serie en carbonado uit de ASPK-serie. De reactiviteit van laatstgenoemde ten opzichte van koolstofhoudende materialen is hoger. Daarom wordt het gebruikt voor het slijpen van onderdelen gemaakt van non-ferro metalen, legeringen met een hoog siliciumgehalte, harde materialen VK10, VK30, evenals niet-metalen oppervlakken.
De weerstandsindex van carbonadesnijders is 20-50 keer hoger dan het weerstandsniveau van harde legeringen.
Welke legeringen worden veel gebruikt in de industrie?
Instrumentaalmaterialen. De soorten die in Rusland, de VS en Europa worden gebruikt, zijn grotendeels vrij van wolfraam. Ze behoren tot de serie KNT016 en TH020. Deze modellen zijn een vervanging geworden voor de typen T15K6, T14K8 en VK8. Ze worden gebruikt voor het bewerken van constructiestaal, roestvrij staal en gereedschapsmaterialen.
Nieuwe eisen aan gereedschapsmaterialenvanwege het tekort aan wolfraam en kobalt. Met deze factor worden in de VS, Europese landen en Rusland voortdurend alternatieve methoden ontwikkeld om nieuwe wolfraamvrije harde legeringen te verkrijgen.
Bijvoorbeeld instrumentale materialenvervaardigd door het Amerikaanse bedrijf Adamas Carbide Co van de Titan 50, 60, 80, 100-serie bevatten carbide, titanium en molybdeen. Een toename van het aantal geeft de mate van sterkte van het materiaal aan. De prestaties van de gereedschapsmaterialen in deze editie impliceren een hoge mate van sterkte. De Titan100-serie heeft bijvoorbeeld een sterkte van 1000 MPa. Het is een concurrent van keramiek.
