Grunnleggende krav til verktøymaterialer- tilstedeværelse av hardhet, motstand mot slitasje, varme osv. Overholdelse av disse kriteriene tillater kutting. For å utføre innføringen i overflatelagene til produktet som behandles, må bladene for å kutte arbeidsdelen være laget av sterke legeringer. Hardhet kan være naturlig eller ervervet.
For eksempel fabrikkens verktøystålproduksjonen er enkel å kutte. Etter mekanisk og termisk bearbeiding, samt sliping og skjerping, øker nivået av deres styrke og hardhet.
Hvordan bestemmes hardheten?
Egenskapen kan defineres på forskjellige måter.Verktøystål har en Rockwell-hardhet, hardhet har en numerisk betegnelse, samt bokstaven HR med en skala på A, B eller C (for eksempel HRC). Valget av verktøymateriale avhenger av typen metall som behandles.
Det mest stabile funksjonsnivået oglav slitasje på blader som har gjennomgått varmebehandling kan oppnås med en HRC på 63 eller 64. Ved en lavere verdi er ikke egenskapene til verktøymaterialer så høye, og ved høy hardhet begynner de å smuldre på grunn av sprøhet.
Metaller med hardhet HRC 30-35,de er perfekt behandlet med jernverktøy som har gjennomgått varmebehandling med en HRC-rate på 63–64. Dermed er forholdet mellom hardhetsindikatorer 1: 2.
For bearbeiding av metaller med HRC 45-55,bruk armaturer basert på harde legeringer. Indikatoren deres er HRA 87-93. Syntetisk-baserte materialer kan brukes ved bearbeiding av herdet stål.
Verktøyets materialestyrke
Under skjæreprosessen påvirkes arbeidsdelen avkraft på 10 kN og mer. Det genererer høye spenninger som kan ødelegge instrumentet. For å forhindre at dette skjer, må skjærematerialene ha høy styrkefaktor.
Den beste kombinasjonen av styrkeegenskaper harverktøystål. Arbeidsdelen, laget av dem, tåler perfekt tunge belastninger og kan fungere under kompresjon, vridning, bøying og strekking.
Påvirkning av kritisk oppvarmingstemperatur på verktøyblader
Når varme genereres ved skjæring av metallerbladene deres er utsatt for oppvarming, i større grad - overflatene deres. Når temperaturen er under det kritiske merket (for hvert materiale har det sitt eget), endres ikke strukturen og hardheten. Hvis oppvarmingstemperaturen blir høyere enn den tillatte normen, faller hardhetsnivået. Den kritiske temperaturen kalles rød fasthet.
Hva betyr begrepet "rød fasthet"?
Rødhet er egenskapen til et metall nårnår den varmes opp til en temperatur på 600 ° C, skinner den i en mørk rød farge. Begrepet innebærer at metallet beholder sin hardhet og motstand mot slitasje. I kjernen er det evnen til å tåle høye temperaturer. For ulike materialer er det en grense, fra 220 til 1800 ° C.
Hvordan kan effektiviteten til skjæreverktøyet økes?
Materialer til skjæreverktøyDe utmerker seg ved økt funksjonalitet samtidig som de øker temperaturmotstanden og forbedrer fjerningen av varme som genereres på bladet under kutting. Varme øker temperaturen.
Jo mer varme som fjernes fra bladet inn i dybden av enheten, jo lavere er temperaturen på kontaktflaten. Nivået av termisk ledningsevne avhenger av sammensetningen og oppvarmingen.
For eksempel forårsaker innholdet av elementer som wolfram og vanadium i stål en reduksjon i nivået av dets varmeledningsevne, og en blanding av titan, kobolt og molybden forårsaker økningen.
Hva er koeffisienten for glidefriksjon avhengig av?
Glidende friksjonskoeffisientavhenger av sammensetningen og de fysiske egenskapene til de kontaktende materialene, samt verdien av spenning på overflater utsatt for friksjon og glidning. Koeffisienten påvirker slitestyrken til materialet.
Samspillet mellom verktøyet og det bearbeidede materialet skjer med konstant bevegelig kontakt.
Hvordan oppfører instrumentelle materialer seg i dette tilfellet? Typene deres slites like mye ut.
De er preget av:
- evnen til å slette metallet som det kommer i kontakt med;
- evnen til å vise motstand mot slitasje, det vil si å motstå slitasje av et annet materiale.
Bladene slites konstant. Som et resultat av dette mister enhetene sine egenskaper, og formen på arbeidsflaten endres også.
Slitasjebestandighetsindeksen kan variere avhengig av forholdene skjæringen foregår under.
Hvilke grupper er verktøystål delt inn i?
De viktigste instrumentelle materialene kan klassifiseres i følgende kategorier:
- cermets (harde legeringer);
- cermets eller mineralkeramikk;
- bornitrid basert på syntetisk materiale;
- syntetisk-baserte diamanter;
- karbonbaserte verktøystål.
Verktøyjern kan være karbon, legering og høyhastighet.
Karbonholdige stoffer begynte å bli brukt til fremstilling av verktøy. Deres skjærehastighet er lav.
Hvordan merkes verktøystål?Materialer er betegnet med en bokstav (for eksempel betyr "U" karbonholdig), samt et tall (indikatorer på tideler av en prosent av karboninnholdet). Tilstedeværelsen av bokstaven "A" på slutten av merkingen indikerer den høye kvaliteten på stål (innholdet av stoffer som svovel og fosfor overstiger ikke 0,03%).
Det karbonholdige materialet har en hardhet på 62–65 HRC og et lavt nivå av temperaturmotstand.
Kvaliteter av U9 og U10A verktøymaterialer brukes i produksjonen av sager, og U11, U11A og U12-seriene er beregnet for håndkraner og andre verktøy.
Temperaturnivået til stål i U10A, U13A-serien er 220 ° C, derfor anbefales det å bruke verktøy laget av slike materialer med en skjærehastighet på 8-10 m / min.
Legert jern
Legert verktøymateriale kan værekrom, krom-silisium, wolfram og krom-wolfram, med en blanding av mangan. Slike serier er angitt med tall, og de har også bokstavmerking. Det første sifferet til venstre angir karboninnholdsfaktoren i tideler dersom grunnstoffinnholdet er mindre enn 1 %. Tallene til høyre representerer gjennomsnittlig legeringsprosent.
Verktøymateriale klasse X er egnet for å lage kraner og dyser. Stål B1 er anvendelig for produksjon av små bor, kraner og rømmer.
Nivået av motstand mot temperatur i legerte stoffer er 350-400 ° C, så skjærehastigheten er halvannen ganger høyere enn for en karbonlegering.
Hva brukes høylegerte stål til?
Ulike verktøymaterialer rasktkuttere brukes til fremstilling av bor, forsenker og kraner. De er merket med bokstaver så vel som tall. De viktige bestanddelene i materialene er wolfram, molybden, krom og vanadium.
Høyhastighetsstål er delt inn i to kategorier: normal og høy ytelse.
Til kategorien jern med normalt nivåProduktiviteten inkluderer karakterene P18, P9, P9F5 og wolframlegeringer med en blanding av molybden fra P6MZ, P6M5-serien, som beholder hardheten ikke lavere enn HRC 58 ved 620 ° C. Materialet er egnet for maskinering av karbon- og lavlegerte stål, grått støpejern og ikke-jernholdige legeringer.
Stål med økt produktivitet
Denne kategorien inkluderer merkene R18F2,R14F4, R6M5K5, R9M4K8, R9K5, R9K10, R10K5F5, R18K5F2. De er i stand til å opprettholde en HRC på 64 ved temperaturer fra 630 til 640 ° C. Denne kategorien inkluderer superharde verktøymaterialer. Den passer til jern og legeringer som er vanskelige å jobbe med, samt titan.
Harde legeringer
Slike materialer er:
- metall-keramikk;
- mineral keramikk.
Formen på platene avhenger av egenskapene til mekanikken. Disse verktøyene opererer ved høye kuttehastigheter sammenlignet med høyhastighetsmaterialer.
Sintret metall
Harde legeringer fra cermets er:
- wolfram;
- wolfram med titaninnhold;
- wolfram med inkludering av titan og tantal.
VK-serien inkluderer wolfram og titan.Verktøy basert på disse komponentene har økt slitestyrke, men nivået av slagfasthet er lavt. Enheter på dette grunnlaget brukes til å behandle støpejern.
Legeringen av wolfram, titan og kobolt kan brukes på alle typer jern.
Syntesen av wolfram, titan, tantal og kobolt brukes i spesielle tilfeller når andre materialer er ineffektive.
Karbidlegeringer er preget av et høyt nivå avmotstand mot temperatur. Wolframmaterialer kan beholde egenskapene sine med en HRC på 83-90, og wolfram med titan - med en HRC på 87-92 ved temperaturer fra 800 til 950 °C, noe som gjør det mulig å operere med høy skjærehastighet (fra 500 m) / min til 2700 m / min ved bearbeiding av aluminium).
For bearbeiding av deler med motstandtil rust og høye temperaturer brukes verktøy fra OM-serien med finkornede legeringer. Graden VK6-OM er egnet for etterbehandling, og VK10-OM og VK15-OM er egnet for halv- og grovbearbeiding.
Enda mer effektiv når du jobber med"Vanskelige" deler er besatt av superharde verktøymaterialer fra BK10-XOM- og BK15-XOM-seriene. De erstatter tantalkarbid med kromkarbid, noe som gjør dem mer holdbare selv når de utsettes for høye temperaturer.
For å øke styrkenivået til platen laget avfast stoff, ty til å dekke det med en beskyttende film. Det brukes titankarbid, nitrid og karbonitt som påføres i et meget tynt lag. Tykkelsen varierer fra 5 til 10 mikron. Som et resultat dannes et finkornet titankarbidlag. Disse skjærene har opptil tre ganger lengre verktøylevetid enn ubelagte skjær, og øker skjærehastigheten med 30 %.
I noen tilfeller brukes cermetmaterialer, som er oppnådd fra aluminiumoksid med tilsetning av wolfram, titan, tantal og kobolt.
Mineralkeramikk
For skjæreverktøy, bruk et mineralkeramikk TsM-332. Den er iboende motstandsdyktig mot høye temperaturer. Hardhetsindeksen HRC varierer fra 89 til 95 ved 1200 ° C. Materialet er også preget av slitestyrke, som gjør det mulig å behandle stål, støpejern og ikke-jernholdige legeringer ved høye skjærehastigheter.
For å lage skjæreverktøy, ogsåbruk cermet av serie B. Den er basert på oksid og karbid. Innføringen av metallkarbid, samt molybden og krom i sammensetningen av mineralkeramikk, bidrar til å optimalisere de fysisk-mekaniske egenskapene til cermet og eliminerer dens skjørhet. Kuttehastigheten økes. Halvbearbeiding og etterbehandling med cermetbasert armatur brukes til grått seigjern, vanskelig kappestål og en rekke ikke-jernholdige metaller. Prosessen utføres med en hastighet på 435-1000 m / min. Skjærekeramikk er temperaturbestandig. Hardheten på skalaen er HRC 90-95 ved 950-1100 ° C.
For bearbeiding av herdet jern,slitesterkt støpejern, samt glassfiber, brukes et verktøy, hvis skjærende del er laget av faste stoffer som inneholder bornitrid og diamanter. Hardhetsindeksen til Elbor (bornitrid) er omtrent den samme som for diamant. Temperaturmotstanden er dobbelt så stor som sistnevnte. Elbor er kjent for sin treghet overfor jernmaterialer. Det ultimate styrkenivået til polykrystallene i kompresjon er 4-5 GPa (400-500 kgf / mm2), og ved bøyning - 0,7 GPa (70 kgf / mm2). Temperaturmotstanden er opp til grensen på 1350-1450 ° C.
Også viktig er diamanten på syntetiskbasert på ballas fra ASB-serien og carbonado fra ASPK-serien. Reaktiviteten til sistnevnte overfor karbonholdige materialer er høyere. Det er derfor den brukes til å slipe deler laget av ikke-jernholdige metaller, legeringer med høyt silisiuminnhold, harde materialer VK10, VK30, samt ikke-metalliske overflater.
Motstandsindeksen til karbonadekuttere er 20-50 ganger høyere enn motstandsnivået til harde legeringer.
Hvilke legeringer er mye brukt i industrien?
Instrumentalmaterialer. Artene som brukes i Russland, USA og Europa er stort sett fri for wolfram. De tilhører seriene KNT016 og TH020. Disse modellene har blitt en erstatning for klassene T15K6, T14K8 og VK8. De brukes til bearbeiding av konstruksjonsstål, rustfritt stål og verktøymaterialer.
Nye krav til verktøymaterialerpå grunn av mangel på wolfram og kobolt. Det er med denne faktoren at alternative metoder for å oppnå nye wolframfrie harde legeringer stadig utvikles i USA, europeiske land og Russland.
For eksempel instrumentelle materialerprodusert av det amerikanske selskapet Adamas Carbide Co fra Titan 50, 60, 80, 100-serien inneholder karbid, titan og molybden. En økning i antallet indikerer graden av styrke til materialet. Ytelsen til verktøymaterialene i denne utgaven innebærer et høyt nivå av styrke. For eksempel har Titan100-serien en strekkfasthet på 1000 MPa. Det er en konkurrent til keramikk.
