Osnovni instrumentalni materijali: vrste, marke, svojstva, svojstva, materijali proizvodnje

Glavni zahtjevi za alatne materijale su prisutnost tvrdoće, otpornosti na habanje, topline itd. Sukladnost s ovim kriterijima omogućava rezanje. Da bi se uvesti u površinske slojeve proizvoda koji se obrađuje, lopatice za rezanje radnog dijela moraju biti izrađene od jakih legura. Tvrdoća može biti prirodna ili stečena.

Primjerice, alatni čelik od tvorničke proizvodnje lako se rezati. Nakon obrade mehaničkim i toplinskim postupkom, kao i brušenje i brušenje, povećava se njihova jačina i tvrdoća.

Kako se određuje tvrdoća?

Karakteristike se mogu odrediti na različite načine. Alatni čelici imaju tvrdoću Rockwell, tvrdoću ima numeričku oznaku, a također slovo HR s ljestvicom A, B ili C (na primjer, HRC). Izbor alatnog materijala ovisi o vrsti obrađenog metala.

Najstabilniji nivo rada i niske trošenja oštrice koje je donijelo toplinska obrada može se postići za eksponent HRC 63 ili 64. na nižoj svojstva indeks alat materijala nije tako visoka, a visoka tvrdoća, počinju raspadati zbog krhkosti.

Metali s tvrdoćom HRC 30-35 savršeno se obrađuju alati za željezo koji su toplinski obrađeni s HRC od 63-64. Dakle, omjer tvrdoće je 1: 2.

Za obradu metala s HRC 45-55 potrebno je koristiti uređaje na bazi čvrstih legura. Njihov pokazatelj je HRA 87-93. Materijali zasnovani na sintetici mogu se koristiti u liječenju čelika podvrgnutih otvrdnjavanju.

Snaga instrumentalnih materijala

U procesu rezanja na radni dio utječe sila od 10 kN i više. To izaziva visoki napon, što može dovesti do uništenja alata. Da se to ne dogodi, materijali za rezanje moraju imati visok koeficijent snage.

Najbolja kombinacija karakteristika čvrstoće su alatni čelici. Radni dio, napravljen od njih, savršeno podnosi teška opterećenja i može funkcionirati za kompresiju, torziju, savijanje i istezanje.

Utjecaj kritične temperature zagrijavanja na oštrice alata

Kada se otpušta toplina tijekom rezanja metala, njihove lopatice su izložene grijanju, češće na površini. Kada je temperatura ispod kritične oznake (za svaki materijal ima svoj), struktura i tvrdoća se ne mijenjaju. Ako temperatura zagrijavanja postane veća od dopuštene brzine, razina tvrdoće padne. Kritična temperatura oni se nazivaju redstability.

Što znači izraz "crvena otpornost"?

Crvena otpornost znači da je svojstvo metala kada se zagrije na temperaturu od 600 ° C sjaji tamno crveno. Pojam podrazumijeva očuvanje metalne tvrdoće i otpornosti na habanje. U svojoj jezgri je sposobnost da izdrži učinke topline. Za različite materijale postoji granica, od 220 do 1800 ° C.

Zbog čega se učinkovitost alata za rezanje može povećati?

Materijali alata alati za rezanje karakterizira povećana funkcionalnost uz povećanje stabilnosti temperature i poboljšanje disipacije topline koja se oslobađa na nož za vrijeme rezanja. Toplina povećava temperaturu.

Što je veća toplina prebačena s oštrice u uređaj, to je niža temperatura na svojoj dodirnoj površini. Razina toplinske vodljivosti ovisi o sastavu i grijanju.

Na primjer, u čeličnim takvih elemenata kao volframa i vanadija uzrokuje smanjenje njegove toplinske vodljivosti i nečistoću titana, kobalta, molibdena i uzrokuje ga da ustane.

Što određuje koeficijent kliznog trenja?

pokazatelj koeficijent trenja klizanje ovisi o sastavu i fizičkim svojstvima parova kontaktnih materijala, kao i o vrijednosti naprezanja na površinama podvrgnutim trenju i klizanju. Koeficijent utječe na otpornost materijala na habanje.

Interakcija alata s materijalom koji je podvrgnut obradi odvija se konstantnim pokretnim kontaktom.

Kako se alatni materijali ponašaju u ovom slučaju? Njihove vrste jednako su istrošene.

Karakteriziraju ih:

• sposobnost da opere metal s kojim se kontaktira;
• sposobnost pokazivanja otpornosti na trošenje, tj. da se odupre brisanju drugog materijala.

Ponašanje noževa se stalno javlja. Kao rezultat toga, uređaji gube svojstva, a oblik njihove radne površine također se mijenja.

Indeks otpornosti na habanje može varirati ovisno o uvjetima u kojima se rezanje odvija.

Koje su grupe podijeljene na alatne čelike?

Glavni instrumentalni materijali mogu se podijeliti u sljedeće kategorije:

• kermet (tvrde legure);
• kermeti, ili mineralna keramika;
• bor nitrida na bazi sintetičkog materijala;
• dijamanti na sintetičkoj osnovi;
• alatni čelici na ugljičnoj osnovi.

Instrumentalno željezo može biti ugljik, legura i velike brzine.

Alatni čelici na osnovi ugljika

Karbonske tvari počele su se koristiti za izradu alata. njihov brzinu rezanja nije velika.

Kako su označeni alatni čelici? Materijali su označeni slovom (na primjer, "Y" znači ugljen), kao i likom (indikatori desetina posto sadržaja ugljika). Prisutnost slova "A" na kraju označavanja označava visoku kvalitetu čelika (sadržaj takvih tvari kao što je sumpor i fosfor ne prelazi 0,03%).

Karbonski materijal karakterizira tvrdoću s HRC od 62-65 i niska razina otpornosti na temperature.

Za izradu pila koriste se materijali alata U9 i U10A, a serije U11, U11A i U12 namijenjeni su ručnoj slavini i drugim alatima.

Razina otpornosti na temperaturu čelika serije U10A, U13A je 220 ° C, stoga se alat iz takvih materijala preporučuje da se koristi pri brzini rezanja od 8-10 m / min.

Alloy iron

Alat dopirani materijal može biti krom, hromokremnistym, volfram i hromovolframovym, dopiran mangana. Takve serije označene su brojevima, a također imaju i slovne oznake. Prva lijeva znamenka označava omjer ugljika u desetinki ako je sadržaj element je manje od 1%. Desne brojke simboliziraju prosječni pokazatelj doping komponente u postocima.

Ocjena materijala alata X pogodna je za izradu slavina i umivaonika. Čelik B1 pogodan je za proizvodnju malih bušilica, slavina i reamers.

Razina otpornosti na temperaturu za dopirane tvari iznosi 350-400 ° C, pa je brzina rezanja pola i više puta veća od ugljične legure.

Zašto koristiti čelik visokog sloja?

U proizvodnji bušilice, svrdala i slavine koriste se razni alati za brzo rezanje. Označeni su slovima, kao i brojevima. Važne komponente materijala su volfram, molibden, krom i vanadij.

Brzi čelik podijeljeni su u dvije kategorije: normalno i s povećanom razinom produktivnosti.

Čelik s normalnim kapacitetom

Kategorija željeza normalne razine izvedbe mogu pripisati razreda P18, P9, R9F5 i volframa legure dopiran molibden R6MZ serije R6M5 koji zadržavaju tvrdoću koja nije niža od 58 HRC pri 620 ° C Materijal prikladan za obrabatyvaniya čelika s niskim ugljikom i kategorija legura, sivog lijeva i obojenih legure.

Čelik s povećanim kapacitetom

Ova kategorija može uključivati ​​brand R18F2, R14F4, R6M5K5, R9M4K8, R9K5, R9K10, R10K5F5, R18K5F2. Oni su u stanju održavati HRC 64 na temperaturi od 630 do 640 ° C. Ova kategorija uključuje superhard instrumentalne materijale. Namijenjen je za željezo i legure, koje se rješavaju s teškoćama, kao i za titan.

Čvrste legure

Takvi materijali mogu biti:

• cermet;
• mineralna keramika.

Oblik ploča ovisi o svojstvima mehanike. Takvi alati funkcioniraju pri velikoj brzini rezanja u usporedbi s materijalom velike brzine.

Metalna keramika

Čvrste legure cermeta su:

• volfram;
• volfram sa sadržajem titana;
• volframa s uključivanjem titana i tantala.

VC serija uključuje volfram i titan. Alati temeljeni na tim komponentama imaju povećanu otpornost na trošenje, ali razina otpornosti na udarce je niska. Uređaji na toj osnovi služe za obradu lijevanog željeza.

Legura od volframa, titana i kobalta primjenjiva je na sve vrste željeza.

Sinteza volframa, titana, tantala i kobalta se koristi u posebnim slučajevima kada drugi materijali ne djeluju.

Čvrste legure karakterizirane su visokom razinom otpornosti na temperaturu. Materijali volfram može zadržati indikacije entitet s HRC 83-90 i volframa titan - HRC 87-92 na temperaturi od 800 do 950 ° C, što omogućuje rad na visokim brzinama rezanja (500 m / min do 2700 m / min pri obradi aluminija).

Za obradu dijelova koji su otporni na hrđu i visoku temperaturu koriste se alati iz niza finih zrnaca legura OM. VK6-OM je prikladan za doradu, a VK10-OM i VK15-OM su za poluproizvode i grube.

Čak i učinkovitije u radu s "teškim" dijelovima su super-tvrdi materijali serije BK10-XOM i VK15-HOM. U njima je tantal karbid zamijenjen kromovim karbidom, što ih čini izdržljivima čak i kada je izloženo visokim temperaturama.

Kako bi se povećala razina čvrstoće ploče od krute tvari, pričvrstite ga na zaštitni sloj. Koristi se karbid, nitrid i titan karbonit, koji se primjenjuje u vrlo tankom sloju. Debljina je od 5 do 10 μm. Kao rezultat toga nastaje sloj finog zrnatog titanovog karbida. Razina izdržljivosti takvih ploča je tri puta veća od one ploča bez posebnog premaza, što povećava brzinu rezanja za 30%.

U nekim slučajevima, materijali se koriste od kermeta, koji se dobivaju od aluminijevog oksida uz dodatak volframa, titana, tantala i kobalta.

Mineralska keramika

Za alate za rezanje koristite mineralnu keramiku ЦМ-332. Ona je obdarena otporom na visoke temperature. Indeks tvrdoće HRC je između 89 i 95 na 1200 ° C Također, materijal karakterizira otpornost na trošenje, što omogućuje obradu čelika, lijevanog željeza i neželjeznih legura pri visokim brzinama rezanja.

Za izradu alata za rezanje koristite i kermet serije B. Njegov temelj je od oksida i karbida. Uvođenje mineralnog karbida metalnog karbida, kao i molibdena i kroma, pomaže u optimizaciji fizičkih i mehaničkih svojstava cermeta i uklanja njezinu krhkost. Povećava brzinu rezanja. Polu-konačni i završni postupak s uređajem koji se temelji na cermetu koristi se za sivo kovanog lijevano željezo, teško obraditi čelik i niz obojenih metala. Postupak se vrši brzinom od 435-1000 m / min. Keramika za rezanje otporna je na temperaturu. Njegova tvrdoća na ljestvici je HRC 90-95 na 950-1100 ° C.

Za preradu željeza, koji je bio zaustavljen, izdržljivo od lijevanog željeza, kao i stakloplastike, koristi se alat čiji je rezni dio načinjen od čvrstih sastojaka koji sadrže bor nitrid i dijamante. Indeks tvrdoće elbora (bor nitrida) je otprilike isto kao i dijamant. Njegova otpornost na temperaturu je dvostruko veća od one koja je posljednja. Elbor karakterizira inertnost na željezne materijale. Granica čvrstoće svojih polikristala pri kompresiji je 4-5 GPa (400-500 kgf / mm²) i pri savijanju - 0,7 GPa (70 kgf / mm²). Otpornost na temperaturu je do granice od 1350-1450 ° C.

Također bi trebao biti naveden dijamant na sintetičkom temelju ballas ASB serije i carbonado serije ASPC. Kemijska aktivnost potonjeg na materijale koji sadrže ugljik je veća. Zato se koristi za oštrenje detalja od neželjeznih metala, legura s visokim udjelom silicija, tvrdih materijala VK10, VK30, ali i ne-metalnih površina.

Pokazatelj trajnosti karbonatnih rezača je 20-50 puta veći od onog tvrdoće.

Koje su legure postale široko rasprostranjene u industriji?

Alatni materijali se proizvode u cijelom svijetu. Vrste korištene u Rusiji, Sjedinjenim Državama i Europi, uglavnom ne sadrže volfram. Oni pripadaju serijama CST016 i TN020. Ovi modeli su postali zamjena za T15K6, T14K8 i VK8 marke. Koriste se za obradu čelika za konstrukcije, nehrđajući čelik i alatni materijali.

Novi zahtjevi za alatne materijale rezultat su manjka volframa i kobalta. Ovaj je čimbenik povezan s činjenicom da se u SAD-u, Europi i Rusiji neprestano razvijaju alternativne metode dobivanja novih čvrstih legura koje ne sadrže volfram.

Na primjer, materijali za alate koje proizvodi američka tvrtka Adamas Carbide Co serije Titan 50, 60, 80, 100 sadrže karbid, titan i molibden. Povećanje broja označava stupanj čvrstoće materijala. Karakteristike materijala alata ovog puštanja podrazumijevaju visoku razinu čvrstoće. Na primjer, Titan100 serija ima snagu od 1000 MPa. Natjecateljica je keramike.